電力通信中分組增強型OTN技術應用研究

程建海

（江西省通信產(chǎn)業(yè)服務有限公司上饒分公司，江西 上饒 334100）

1 OTN技術的基本概念綜述

1.1 OTN技術內(nèi)容

OTN技術的基礎是傳統(tǒng)的波分復用技術，分組增強型OTN技術在此基礎之上增加了光通路數(shù)據(jù)單元K交叉、虛容器交叉和光通路交叉等新技術，因此與傳統(tǒng)的技術相比，分組增強型OTN技術具有更強的邏輯處理能力，也具有更為現(xiàn)實化的電力通信分層管理能力[1]。分組增強型OTN技術的基礎類型應用由傳送模塊、管理模塊和控制模塊組成。此外，分組處理模塊和分組交換模塊可保障技術的空間分層能力和協(xié)調(diào)能力。OTN技術能夠實現(xiàn)更大容量數(shù)據(jù)的傳輸，并且能夠實現(xiàn)板卡式和交叉式信息的互相傳遞，能夠適應較為復雜的電網(wǎng)傳輸環(huán)境。

1.2 OTN發(fā)展現(xiàn)狀

我國早在2013年就出臺了《分組增強型光傳送網(wǎng)（OTN）設備技術要求》，以此作為OTN技術在我國應用和發(fā)展的使用標準。而縱觀國際發(fā)展大趨勢，國際網(wǎng)絡運營商對OTN技術的重視是自2011年開始的，因此整個的國際發(fā)展環(huán)境趨于平和，其發(fā)展勢頭并不強勁。在提出了有關于OTN技術交換能力以及多層應用場景融合的概念之后，OTN技術的應用優(yōu)勢逐漸開始顯現(xiàn)，與傳統(tǒng)的分層交換設備逐漸剝離。目前國際運營商可以完成對分組增強型OTN技術分組處理、分組交換以及分組分層適配等功能的應用，OTN技術成為了保障通信管理工作順利進行的基礎性技術保障[2]。但只有部分的運營商可提供技術的商用版本，因此我國若想在電網(wǎng)發(fā)展和框架構造上有所突破，就必須要在該領域取得自己的技術成果。OTN技術應用過程中的優(yōu)勢有很多，它支持VC和ODUK的交叉功能，同時支持OAM功能，其處理效果優(yōu)秀。但是我們在其應用過程中也發(fā)現(xiàn)了一些應用短板，比如在支持OAM功能應用的同時，OTN技術沒有辦法直接通過背板主線進行交叉，且開展業(yè)務的過程中，該技術呈現(xiàn)的整體線路卡板類型并不多，因此OTN雖然在邏輯能力和穩(wěn)定性方面有所建樹，但其應用可能會影響到業(yè)務范圍以及分組業(yè)務的能力，這對整體框架的建設提出了更高的要求。

2 分組增強型OTN技術的功能、應用特性解析

2.1 OTN技術的功能設計

以FONST 5000 U系列的分組增強型OTN產(chǎn)品作為示例進行分析。首先該設備需要利用集中交換平臺對PTN和OTN進行融合，在同一交換單元內(nèi)實現(xiàn)VC/Packet/ODUK的交換。此時的設備電交叉容量已經(jīng)得到了進一步的擴充。單子框最大的交叉容量為12.8 Tbit/s，在OTN技術的支持下可升級到25.6 Tbit/s，容量的升級代表著電交叉自由角度能力的提升。這一系列的分組增強型OTN產(chǎn)品具備100 Mbit/s～100 Gbit/s的速率，在這區(qū)間內(nèi)的任意速率都可適應于不同的業(yè)務發(fā)展，以及不同環(huán)境下的傳輸帶寬能力。同時其顆粒處理能力和多數(shù)據(jù)的處理能力相當靈活，應用過程中可滿足節(jié)電設備頻率的同步控制。具備超大容量的電交叉能力，支持提升單子框的交叉能力，對不同業(yè)務能力的兼容，這都是最終無縫銜接到FONST1000/13000/14000/15000的前提。

2.2 OTN技術的應用性質(zhì)

OTN的應用業(yè)務類型較為多樣化，不同的OTN系統(tǒng)之間也可以進行組網(wǎng)，其集中交換體系上的分組化光傳送功能可互通有無，覆蓋了骨干層、核心層、匯聚層和接入層。不同的層級具有不同的應用效果。除此之外，OTN技術還可以與OTN、PTN、SDH這些設備交叉組網(wǎng)，業(yè)務類型較為廣泛。目前我們認識和實際交叉應用比較多的業(yè)務有SDH業(yè)務、以太網(wǎng)業(yè)務、SAN存儲業(yè)務和OTN業(yè)務等等。以OTN業(yè)務為例，OTN業(yè)務在OTU1中的應用速率是2.7 bit/s，在OTU2中的應用速率是10.71 Gbit/s，在OTU2e中的應用速率是11.10 Gbit/s，在OTU3中的應用速率是43.02 Gbit/s，在OTU4中的應用速率是111.8 Gbit/s。

2.3 光纖通信系統(tǒng)波長可調(diào)節(jié)性和光功率管理特性

光纖通信系統(tǒng)波長主要是通過線路接口集成板塊的調(diào)節(jié)來完成的，分組增強型OTN技術不需要固定方向，可以在所有方向提供波長粒度的信道，在C波段50 GHz間隔的96波范圍之內(nèi)若有不同波長可對應完成調(diào)節(jié)。系統(tǒng)的可調(diào)節(jié)性能夠幫助其適應不同線路接口盤的波長轉換，因此不同業(yè)務的接口機盤均能夠被有效掌握。不同類型的故障機盤也可被順利改變。在實際應用過程中，可大大降低電平接受光信號過程中出現(xiàn)的故障問題，進一步保障波長調(diào)節(jié)的安全性和電網(wǎng)運行的安全性。

OTN技術在光功率上的管理特性主要體現(xiàn)在它能夠利用DWDM系統(tǒng)的鏈路來完成自我功能的不斷調(diào)節(jié)，滿足發(fā)端光信噪比以及平坦度的需求。OTN技術可同時對收發(fā)兩端進行管理，在其固有的光譜分析模塊中，收發(fā)兩端的輸出功率會受到系統(tǒng)的統(tǒng)一管理，直到其輸出的功率滿足對應的標準。而針對機箱內(nèi)光模塊OPM模塊，OTN技術主要進行單波功率的監(jiān)測，以此提升檢測的準確率，降低誤判。針對VMU/WSS模塊，則是檢測其設定值和單波功率的一致性，通過數(shù)據(jù)出入來測定該模塊是否出現(xiàn)了數(shù)據(jù)偏差。

3 分組增強型OTN技術的實際應用

3.1 在繼電保護業(yè)務場景中的實際應用

分組增強型OTN技術具備幾個較為典型的應用業(yè)務類型，繼電保護業(yè)務是其中之一[3]。在繼電保護業(yè)務執(zhí)行的過程中，該技術通常選擇的是縱聯(lián)保護形式，也就是通過對電路兩邊的參數(shù)監(jiān)督，來快速區(qū)分不同區(qū)域的內(nèi)部短路和外部短路情況。這樣的業(yè)務保護模式優(yōu)勢突出，速度快，能夠做到有選擇性地對任意的短路點采取措施。因此在繼電保護業(yè)務執(zhí)行過程中，電路的電氣參數(shù)（兩側同時均有參數(shù)需求）是非常重要的，能夠方便對參數(shù)進行比較和聯(lián)合工作。繼電保護過程中使用縱聯(lián)保護模式，業(yè)務上主要選擇的接口為E1接口。通過E1接口處的單板內(nèi)部SDH的映射，進入到ODU1中，適配ODU0并與之交換，從而進入到ODUK，此番轉換過后就可進入到線路一側進行傳輸，該條線路可視為延遲性較小，安全性較高的業(yè)務專線。

3.2 在系統(tǒng)保護業(yè)務場景中的實際應用

系統(tǒng)保護過程中需要OTN技術兼顧對交直流的協(xié)控、對層間適配能力的控制、對負荷的精準切入、對多頻震蕩的監(jiān)控、對全景狀態(tài)系統(tǒng)的感知與協(xié)調(diào)等等。因此在系統(tǒng)保護業(yè)務進行的過程中，需要承載整個系統(tǒng)的運營方式，覆蓋并深入系統(tǒng)各個區(qū)域之間完成監(jiān)控。保證對其核心區(qū)域完成主要控制，包括其骨干層、接入層、負荷終端的控制層。進行系統(tǒng)保護工作時推薦使用GE/10 GE接口，具有高敏感低延遲的優(yōu)點，能夠滿足大顆粒高時延的需求。并且OTN技術自身就具備有大帶寬的優(yōu)勢，且管道數(shù)量充足，可充分與其他各電力線路交叉，其分組交換能力非常優(yōu)秀。因此將OTN技術應用于系統(tǒng)保護業(yè)務中，提升系統(tǒng)傳輸?shù)陌踩?，保障了大顆粒業(yè)務的傳輸，可真正意義上實現(xiàn)全光動態(tài)的匯聚和疏導，真正意義上滿足光電性能的交換和聯(lián)網(wǎng)的需求，幫助擺脫光網(wǎng)傳輸?shù)南拗茊栴}。

4 結語

文中列舉的繼電保護任務和系統(tǒng)保護任務是當前我國OTN技術應用范圍較廣的典型電力業(yè)務應用場景。通過對分組增強型OTN技術自上而下的解讀，我們可以初步了解該技術的應用優(yōu)勢和未來的發(fā)展前景。為滿足智能電網(wǎng)的需求，不斷提升網(wǎng)絡通信系統(tǒng)的質(zhì)量和容量，我們需要借助OTN系統(tǒng)的跨區(qū)域優(yōu)勢來完成多電域和光域的協(xié)作，這也是促進電力通信系統(tǒng)業(yè)務水平提升的一大助力。