浅谈电力通信OTN网络规划及风险管理 - 图文 

浅谈电力通信OTN网络规划及风险管理

李星南

（广东电网电力调度控制中心，广东省广州市 510600）

摘要：随着电网信息化的发展，建设部署OTN网络成为电力通信进一步发展的重要内容。针对电力通信OTN网的规划和管理，对关键技术进行比较分析，并简析了电力通信OTN在技术选型中需考虑的重点因素，最后从建设和运行的角度对重大风险进行了揭示，并提出相应的解决措施。

关键词：电力通信；OTN；规划；风险管理

Discussion on network planning and risk management of OTN in power

communication

Abstract: As the informatization of power grid develops, deployment of OTN has become very important in further development of power communication. In the discussion on network planning and management of OTN in power communication, the key technology of OTN and the main factors in technology selection are analyzed. Finally, the major risks are revealed from the perspective of construction and operation, and the corresponding measures are proposed.

Key words: power communication, OTN, planning, risk management 引言

近年来，随着电网信息化进程的深入推进，智能电网、能源互联网的迅速发展，电力通信业务侧宽带需求将出现跨越式增长，传统的以VC-12、VC-4 为主要调度颗粒的SDH网络将无法适应Gb/s及以上的大颗粒业务调度和传输。光传送网（Optical Transmission Net，OTN）是波分复用（Wavelength Division Multiplexing，WDM）的进一步发展，在实现大容量传输的同时，满足接入侧多业务按需适配、电层大颗粒业务和光层各波长信号灵活调度的应用需求，系统维护管理也更加便捷，建设部署OTN网络成为了电力通信网进一步发展的必然选择。 一、概况

当前电力通信网已建成以同步数字系列（Synchronous Digital Hierarchy，SDH）为主的光通信网络，SDH因其系统容量有限、交叉颗粒较小，无法满足业务带宽快速增长的需求，而传统的WDM网络因管理功能不完善、组网能力偏弱、保护能力较差、故障定位困难等问题未在电力通信网大规模应用。OTN技术是WDM的进一步发展，实现大容量传输和大颗粒业务的灵活调度，同时继承了SDH维

护管理功能强大的优点。随着OTN的成熟和商用，国家电网、南方电网均已开展OTN网络建设，如广西、贵州等省级电网公司均已建成省级OTN网络并投入使用。本文将着重探讨电力通信OTN网络规划应考虑的关键问题，并对网络建设和运维中的重大风险进行分析。 二、电力通信OTN网络规划

在OTN网络规划之初，最重要的两个工作是确定OTN设备交叉类型和线路侧容量。

（一）交叉技术选择

OTN的交叉技术主要包括光交叉和电交叉。光交叉完成光信号各波长的快速调度，通过可重构的光分插复用器（Reconfigurable Optical Add/Drop Multiplexer，ROADM）实现。电交叉完成光信道数据单元（Optical Data Unit，ODU）的调度，通过电交叉矩阵实现。按照交叉技术分类，OTN可分为全光交叉OTN、全电交叉OTN、光电混合交叉OTN。其中，全光交叉OTN、光电混合交叉OTN均配置ROADM模块，可实现波长的快速调度，但存在波长阻塞、带宽利用率低、光信号噪声积累、自动光交换网络（Automatic Switched Optical Network，ASON）技术使用受限等问题，适用于业务稳定、纤芯状况理想的场景。全电交叉OTN虽无法对波长进行调度，但也消除了波长阻塞问题，使得波长可在不同段落重复利用，最大限度提高了系统带宽利用率，同时还解决了光信号噪声积累问题，将光层特性的影响隔离在各个光复用段中，便于业务开通和网络调整，更适合ASON功能的开通，网络保护功能更加完善。由于全电交叉设备要需进行电层处理，所以各节点处理时延相对较大，承载时延敏感的业务时需要考虑相应的时延问题。

对电力通信网而言，从网架稳定性看，光缆与输电线路是强耦合的关系，大部分光缆随输电线路走廊行走，一次网架结构的调整、线路迁改等均带来光缆路由长度和走向的变化，导致通信网架的被动调整；从业务需求看，一方面随着电网技术的不断发展，大量新型业务需求将涌现，另一方面随着电网信息化程度的提升，对通信可靠性要求势必越来越高，传统的N-1保护将难以满足需求。电力通信OTN应结合电力专网特性选择便于运维管理、业务可靠性更高、业务开通更经济适用的交叉类型。 （二）线路侧容量设计

当前主流OTN厂商推广和提供的设备类型主要为线路侧单波100G和单波10G系统，并支持100G和10G混合组网，10G系统也可平滑过渡到100G系统。

对于10G系统，发端光信号采用强度调制方式，收端依据光功率解调信号，由于光纤传输的色散效应，在系统设计时还要根据线路长度估算色散并选择合适的色散补偿模块。10G系统常规的色散容限为1000ps/nm，折算成传输距离约40km，即传输超过40km就需考虑色散补偿。对于100G系统，发端光信号采用基于相干接收的偏振复用正交相移键控调制码型，收端以相干检测技术解调信号，因为可充分利用数字信号处理技术补偿色散影响，100G系统色散容限提升至了50000 ps/nm以上，折算成传输距离约2000km，所以常规100G系统设计无需考虑色散问题，为网络组建、运维带来较大便利，带宽也更大，但建设成本也更高。

对电力通信网而言，一方面出于成本考虑，电力OTN网不会是一个广覆盖网络，节点与节点之间距离较长，如正在建设的广东OTN网各光链路平均长度超过90km，若采用10G系统，色散补偿将成为一种常态。另一方面由于电力通信光缆与电网输电线路是强耦合的关系，电力通信网经常需要被动调整，对于需要色散补偿的传输段而言，色散补偿模块需要随着路由长度变化进行匹配更换。所以电力通信OTN应结合电力专网特性综合衡量运维压力、需求分析、经济性考虑波道容量的配置问题。 三、电力通信OTN风险管理

这里着重从建设和运行管理的角度进行风险分析。 （一）建设风险管理

OTN设备与传统的SDH设备相比，设备集成度更高，功耗也更大，通常使用两路63A直流供电，以满足OTN设备运行要求。对电力通信网而言，OTN设备一般放置于已有变电站机房或者调度机构机房，部分机房很可能因电源容量问题进行改造，这使得OTN网建设存在通信电源施工风险。需事前勘查通信机房内设备供电情况，尤其是线路保护通道相关接口装置、传输设备的电源情况，核实是否存在单直流配电柜供电的通信设备，考虑现场误动、误拔导致直流配电柜断电的极端情况下是否存在厂站相关生产实时控制业务中断甚至全断的电网运行风险。

此外，OTN建设阶段可能还会遇到设计路由实际衰耗与估值差异较大导致光路无法开通、设备已接入网管但无法开通业务等各类工程问题，需要事前、事中做大量细致的工作，以确保OTN网正常投产。 （二）运行风险管理

OTN网络建成投运后，对电力专网而言需要重点考虑网架的生存性问题。

OTN网络建设之初，可能由于投资的限制，未以mesh网架结构进行设计，很可能选择无法满足检修下N-1要求的环网结构。受制于一次网架结构的调整、输电线路的迁改、自然灾害等因素，OTN网络在运行过程中难免遇到光传输段路由变化（通常变得更长）的问题。虽然OTN设备的光放存在一定的调整裕度，但仍可能面对短期内部分光路无法恢复导致网络开环的风险，因此需对网络进一步优化。目前大颗粒业务大多属于集中型汇聚型业务，如供电局至省公司、省公司至网公司的业务，应优先确保这类业务在OTN网中存在三条独立路由，可采用增加波道数、新开光方向甚至新增网络节点等方式局部优化网络。

此外，OTN设备内部人工连纤众多将带来诸多运维难题，新增波道、新开业务、端口调整等作业难度大、风险高，资源管理困难，需要落实好前期建设施工、验收的规范化管理，OTN投入运行后应尽快纳入统一资源管理系统以便加强管理。 四、结束语

总之，随着用户侧带宽需求的不断提升，电力通信OTN势必将成为SDH网络的重要补充，作为承载大颗粒业务的基础性网络，在OTN的规划设计和优化过程中务必要结合电力通信网运行实际综合考虑应用需求、运维管理成本、未来网络演进需要等因素，在建设和运维过程中需做好风险管理工作，重点对电源风险、作业风险进行管控，确保电力通信网安全可靠运行。

参考文献

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