探析OTN在电力骨干传输网应用中的关键技术

探析OTN在电力骨干传输网应用中的关键技术

黄祖迪莫峻华

（广东电网有限责任公司云浮供电局广东云浮527300）

摘要：近年来，随着我国社会经济快速的发展，不管是人们的日常生活还是社会经济建设对于电力能源的需求不断增加，极大的促进了电力系统的快速发展，当前我国电力系统传输网当中主要是采用SDH技术，虽然当前SDH技术发展极为迅速，但是随着各行各业对于电力能源以及安全性的不断提高，且加上电网建设智能化的速度不断加快，电网建设也面临着诸多挑战，随着业务的不断增加，信息量呈爆炸式的发展，SDH技术显然已经不能满足当前的电力建设发展需要。OTN技术在沿用SDH技术的基础上，与WDM技术相结合，能够有效满足当前电力骨干传输网的运行需求，因此，为了保障智能电网稳定运行，应用OTN技术是非常有必要的。

关键词：ONT技术；电力骨干传输网；关键技术

前言

新世纪以来，随着科技的不断发展，人们对于能源的需求呈逐年上涨的趋势，电网建设的稳定性显得尤为重要，电网智能建设的步伐也在不断加快，随着各项业务不断的拓展，数据迅速增长，对电力骨干传输网的稳定性以及安全性提出了更高的要求。当前，电力骨干传输网主要采用的是SDH以及WDM两种传输技术。而ONT技术是在继承SDH以及WDM技术有点的基础上，进一步优化改进，也是未来传输网技术应用的发展趋势。目前，已经被逐步应用到电力骨干传输网当中。

1.OTN技术简述

OTN主要以波分复用技术为前提，利用光层网络进行传输，也是当前骨干传输网中极为重要的技术。其特点是将SDH以及WDM技术优点进行结合，且采用了串联连接监控以及光层组网等诸多新型技术以及功能。其主要是针对波长及相关业务，将光域与电域的优势进行结合，OTN能够提供较大的传输容量、子波长连接与电信级稳定保护，在大颗粒业务传输方面是目前最好的技术。且具有较高的兼容性，在SDH基础管理的前提下，使得电力骨干传输网更加透明，加强了连接以及组网的功能，使得光层互联更加的规范化，因此，OTN技术包含了电层以及光层两种网络。

2.网络生存性简介

2.1网络生存性的定义及技术

通常情况下，网络生存性主要是指网络在运行过程中遇到的各种故障，且在经受重大故障之后，依然能够维持业务正常的能力，是网络的主要组成部分。因此，网络生存性的技术发展目标就是在最短的时间内采用最有效的技术以及网络资源实现全面的故障修复。其核心便是一旦出现网络故障，要尽可能的快速恢复被中断的业务，保障服务的连续性。一般情况下，导致出现网络故障的原因主要是以下几个方面：通常利用最高传输率的相关业务几乎都是集中在大型交换设备当中，控制信令主要是集中在光纤传送，当其中某一个元件出现故障的情况下，便会影响其运行扩张的范围。再者，使用智能化的软件，在一定程度上，虽然也为系统提供了一定的灵活性，可是软件部分功能如果失效，便会导致整个系统崩溃。此外，较为大型的软件系统在进行测试的时候，也会受到环境以及其他外界因素的影响，自然也无法完全避免故障的出现，但是能够肯定的是其出现的概率较小。再者，人为以及自然造成的破坏在出现故障的因素当中也占据较大比例。下图是针对光缆故障出现的频率以及部分原因进行调查的数据[1]。如图1所示。

图1光缆故障的原因

从上数据中能够看出，出现网络故障当中的绝大多数时间、类型以及具体的故障位置是不能够准确预知的，可以结合网络故障的发生以及清除顺序，将其大致分为两种不同的故障类型。（1）在某一任意时间当中，只出现单个网络故障时间，在对之前出现的故障进行处理清除之后，下一故障才会发生，这种故障属于单链路故障模型，如果两条链路故障出现，即为双链路故障，如果是发生在单个节点中的故障便是单节点故障类型。（2）如果在某一时间内，网络当中存在着两个以上的故障，则下一故障便有可能在上以故障并未处理清除就已发生，且每个故障都为单条链路故障，即双链路故障类型。

2.2保护和恢复

网络生存性技术通常包含网络保护技术以及恢复技术，也是两种技术所对应的故障恢复机制。一旦网络出现故障，恢复技术能够帮助受损业务重新正常运行。二者都是重新选择路由，使得网络重新连接。保护主要是指为传送网络预留保护资源，一旦发生故障，可以采用备用设备，保护方式较为多样化，时间通常小于50ms，资源利用率较低，保护机制主要是静态保护，对网络的局部进行保护，恢复主要是利用额外容量，采用替代路由，逐渐恢复通信，在一定程度上，能够节省宽带的资源，但通常在发生故障的时候，是实时选择路由，因此保护机制较为复杂，此外还需要较长的时间计算。恢复技术属于动态的过程中，需要采用可用资源，可以针对许多种故障进行全面修复，再者，由于受到预留备份资源的影响，在多数情况下，恢复技术并不能保障百分之百恢复正常。

3.ONT网络保护以及恢复方法

近年来，随着信息大量的集中增长，智能电网也得到了极为迅速的发展，对于新型电力相关业务的传送的建设逐渐变得迫切。OTN当中的光信号容量较大、且速率较高，一旦出现故障，将会对大量的业务造成严重的破坏，所以，OTN网络的生存性逐渐成为网络当中极为重要的组成部分。电层以及光层共同组成了OTN完善的技术体系。将SDH以及WDM两种技术的优势进行结合，成为新一代的骨干传送网，即OTN，逐渐加强了光层以及电层的调节能力，能够实现对电层以及光层的恢复以及保护。

图2保护以及恢复机制

3.1OTN的线性保护

在光传输段主要是采用双发单端倒换以及选收、保护传输段的光缆，其主要区别在于工作光纤在传输信号的过程中，保护光纤的正常运行。光复段中主要是利用并发选收对其进行保护，在接收端选择光工作保护复用段当中的信号，且需要两种信号进行倒换，这两种保护模式都是OTN光层层面的保护。

3.2OTN的环形保护

OTN的环网保护分为两种模式，即光通道数据单元ODUK环保护以及OCH环保护。ODUK属于通道级保护，主要是利用不同的ODUK通道对节点间的多种业务进行保护。OCH环保护主要是波长级保护，采用不同波长对不同节点之间的业务实现共享保护，因此，ODUK环保护与OCH环保护的基本原理一样，主要是针对的层面不同、且保护级别不同，也是两种保护模式之间的区别。ODUK环保护主要采用共享的保护模式，适用于分布的业务类型。其共享模式有着SDH环保护的特征，有些类似于SDH复用段环保模式，但是并非完全相同，ODUK环保护可分为二纤ODUK环保以及四纤ODUK环保护模式等。

3.3OTN的网状保护

OTN的主要目标为配置OADM以及OXC的网状网络，以保护与恢复两种技术为基础，在当前OTN网状网当中，主要是将其分割为众多的保护环，结合环网保护技术，其主要是独立出的网状资源，采用环网保护技术来保护。网状网的结构有着一定特殊性，因此无法使用多个环对所有链路进行覆盖[2]。

4.单链路故障的P圈保护算法

4.1P圈介绍

P圈保护主要是采用网状网当中的链路资源提前设置环形通道，能够对网状网络实现保护，此外，还能够保障工作通道选择最短的路由。从其性质上来看，P圈与倒换环存在着不同，主要是在进行倒换前就已经设置好空间容量，其优点是可为圈上链路提供保护通道，且能够为故障提供两条以上保护通路。

4.2P圈的容量分配

结合每一条链路中的容量使用状况来看，能够对其进行划分，即工作容量以及空闲容量。链路中的传输业务容量是主要的工作容量，不具备传输业务、以及多余容量。网络链路当中的空闲容量与工作容量的分配状况，会对网络故障的恢复时间以及能力产生极大的影响，当空闲容量比例越高，能够选择的路径就会逐渐增多，网络故障的恢复状况也会越快，能力就越强，但工作容量如果偏低，其网络建设成本也就越高。因此，必须要对空闲容量以及工作容量进行合理分配，这样能够在最大程度上满足其恢复性能，且有效的节约网络成本。P圈的容量分配，主要是为了保护工作容量，P圈算法主要是采用网络当中的闲置资源建立P圈，保护故障链路，因此一定要配置空闲容量，只有这样才能够将候选P圈配置到网络当中，为工作容量链路故障采取保护措施。

4.3多线速问题

近年来，光纤逐渐被广泛应用于基础建设当中，随着网络技术的不断发展与更新，信息传送的方式发生了巨大的改变，如，超长的距离传输、超高速率的传输以及超大容量传输。为人类社会的信息传输提供了巨大的便利，其发挥的作用日益明显。此外，电力通信网除了专有业务之外，通常还涉及数据、语音以及图像等众多媒体业务，随着市场以及用户需求不断的改变，业务也发生了极大的改变，且变化多样，为了尽可能的适应需求，骨干传输网已经开始逐渐部署较高速率的光传输设备，但是由于设备的成本以及宽带需求等方面的原因，其实不用在所有的网络节点配置高速率设备。多线速指的是在传输网络当中，不同光通道之间有着不同的传输速率，多线速能够支持目前网络当中的多样化业务需求，小颗粒宽带能够疏导入高速波长信号以及低速波长信号中，大颗粒宽带能够直接分配高速波长信道[3]。

5.结束语

随着网络的快速发展，业务通道主要涉及的范围也会逐渐变大，这样很有可能会出现许多种故障共同出现，因此，需要对P圈算法进行全面调整，以此来应对故障的出现，当前P圈算法已经取得了巨大的成果，虽然目前存在着部分问题，但是其研究发展前景仍十分的广阔。

参考文献：

[1]宋世聪.OTN在电力骨干传输网应用中的关键技术研究[D].华北电力大学.2018.

[2]罗心睿.基于OTN技术在电力通信传输网中的应用分析[J].中国新通信,2018,20(16):51.

[3]杨国伟,刘国凯.OTN传送网技术在电力通信系统中的应用[J].自动化与仪器仪表,2018.