近年來，隨著南方電網(wǎng)大集中式的信息業(yè)務、高清視頻會議以及異地容災備份等系統(tǒng)的大量應用，電力生產(chǎn)和管理對通信網(wǎng)帶寬、容量、質(zhì)量、安全等方面提出了更高的要求，傳統(tǒng)電力調(diào)度生產(chǎn)業(yè)務類型將由64k、2M 等轉(zhuǎn)向GE、10GE 等大顆粒IP業(yè)務，以支持TDM業(yè)務為主要功能的現(xiàn)有MSTP/SDH光傳輸網(wǎng)絡，在業(yè)務流向、流量、接口擴容能力等方面都無法滿足要求，引進適合IP業(yè)務承載的技術規(guī)劃建設廣東電網(wǎng)省級電力骨干寬帶光傳輸網(wǎng)勢在必行。
MSTP技術是目前最成熟的多業(yè)務傳輸技術，組網(wǎng)靈活、業(yè)務分插方便、設備穩(wěn)定、成本低廉、應用廣泛。ASON（Automatically Switched Optical Network，自動交換光網(wǎng)絡）技術是對MSTP技術的一種革新與改進，其增加了控制層面，使網(wǎng)絡更趨智能化，采用該技術可實現(xiàn)網(wǎng)絡拓撲自動發(fā)現(xiàn)、業(yè)務帶寬動態(tài)分配、在線業(yè)務優(yōu)化調(diào)整、端到端業(yè)務的智能開通等功能，而且網(wǎng)絡保護與恢復會更加靈活可靠。這兩種技術偏重于業(yè)務的電層處理，具有靈活的調(diào)度、管理和保護能力，OAM功能完善。但是，它以VC4為基本交叉調(diào)度顆粒，采用單通道線路、容量增長和調(diào)度顆粒大小受到限制，無法滿足業(yè)務的快速增長需求。
OTN（Optical Transmission Net，光傳送網(wǎng)）在繼承了傳統(tǒng)DWDM（Dense Wavelength Division Multiplexing，密集波分復用）技術優(yōu)點的基礎上，很好地增加了組網(wǎng)的靈活性和電路調(diào)度的靈活性，實際上是ASON與DWDM 的綜合體，可以面向多種業(yè)務（語音、數(shù)據(jù)等），提供對客戶信號的透明傳送和光通道的管理，具有大容量交換（交叉）或路由能力。
OTN網(wǎng)絡應用需求分析
信息業(yè)務需求
隨著廣東電網(wǎng)信息化管理發(fā)展，“十二五”期間省網(wǎng)及地區(qū)供電局的數(shù)據(jù)網(wǎng)業(yè)務量大幅增加。根據(jù)信息化全省數(shù)據(jù)大集中、全省統(tǒng)一Internet出口、IDC數(shù)據(jù)機房異地容災備份、大規(guī)模建設高清視頻會議系統(tǒng)等業(yè)務需求，各地區(qū)供電局至省公司本部帶寬需求為2Gbit/s，地區(qū)供電局至省公司同城容災中心通信帶寬需求為2Gbit/s，省公司本部至省公司同城容災中心通信帶寬需求為2Gbit/s。考慮全省21個地區(qū)，則省公司本部、省公司同城容災中心出口帶寬不小于2×21=42Gbit/s。
目前，廣東電網(wǎng)主干傳輸網(wǎng)絡由傳輸A網(wǎng)、傳輸B網(wǎng)雙平面組成。省網(wǎng)傳輸A網(wǎng)核心層帶寬為2.5Gbit/s，承載了線路保護、安穩(wěn)系統(tǒng)、EMS、PMU系統(tǒng)等傳統(tǒng)電力二次2M業(yè)務和調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)業(yè)務等。結(jié)合近期廣東電網(wǎng)技術儲備中心建成后，其中北郊站花都站光鏈路的帶寬利用率高達87%、西江站羅洞站光鏈路的帶寬利用率達82%。傳輸B網(wǎng)中，羅洞廣東中調(diào)的10Gbit/s核心鏈路的帶寬利用率也已接近40%，考慮到應急備用、容災等需要預留的帶寬，現(xiàn)有傳輸網(wǎng)絡的帶寬在保證安全生產(chǎn)和容災應急后，帶寬已非常緊張，有必要建設寬帶傳輸網(wǎng)滿足業(yè)務發(fā)展的需要。
其他潛在業(yè)務需求
智能電網(wǎng)是南方電網(wǎng)發(fā)展的方向，智能電網(wǎng)技術也是“十二五”期間應用熱點。智能電網(wǎng)在傳統(tǒng)電網(wǎng)的各方面都擴展了新業(yè)務應用，在調(diào)度端實施了一體化智能調(diào)度系統(tǒng)，合并采集和使用各廠站監(jiān)測數(shù)據(jù)，提高采集頻率。變電站端實施了智能變電站，增加了一次設備在線監(jiān)測業(yè)務、視頻監(jiān)控、智能巡維系統(tǒng)等應用。高壓線路增加了智能線路監(jiān)測業(yè)務。配電網(wǎng)增加了智能配電自動化、智能電表、配網(wǎng)保護、分布式電源、儲能站和充電樁的監(jiān)控信息等。
近年來，隨著南方電網(wǎng)大集中式的信息業(yè)務、高清視頻會議以及異地容災備份等系統(tǒng)的大量應用，電力生產(chǎn)和管理對通信網(wǎng)帶寬、容量、質(zhì)量、安全等方面提出了更高的要求，傳統(tǒng)電力調(diào)度生產(chǎn)業(yè)務類型將由64k、2M 等轉(zhuǎn)向GE、10GE 等大顆粒IP業(yè)務，以支持TDM業(yè)務為主要功能的現(xiàn)有MSTP/SDH光傳輸網(wǎng)絡，在業(yè)務流向、流量、接口擴容能力等方面都無法滿足要求，引進適合IP業(yè)務承載的技術規(guī)劃建設廣東電網(wǎng)省級電力骨干寬帶光傳輸網(wǎng)勢在必行。
MSTP技術是目前最成熟的多業(yè)務傳輸技術，組網(wǎng)靈活、業(yè)務分插方便、設備穩(wěn)定、成本低廉、應用廣泛。ASON（Automatically Switched Optical Network，自動交換光網(wǎng)絡）技術是對MSTP技術的一種革新與改進，其增加了控制層面，使網(wǎng)絡更趨智能化，采用該技術可實現(xiàn)網(wǎng)絡拓撲自動發(fā)現(xiàn)、業(yè)務帶寬動態(tài)分配、在線業(yè)務優(yōu)化調(diào)整、端到端業(yè)務的智能開通等功能，而且網(wǎng)絡保護與恢復會更加靈活可靠。這兩種技術偏重于業(yè)務的電層處理，具有靈活的調(diào)度、管理和保護能力，OAM功能完善。但是，它以VC4為基本交叉調(diào)度顆粒，采用單通道線路、容量增長和調(diào)度顆粒大小受到限制，無法滿足業(yè)務的快速增長需求。
OTN（Optical Transmission Net，光傳送網(wǎng)）在繼承了傳統(tǒng)DWDM（Dense Wavelength Division Multiplexing，密集波分復用）技術優(yōu)點的基礎上，很好地增加了組網(wǎng)的靈活性和電路調(diào)度的靈活性，實際上是ASON與DWDM 的綜合體，可以面向多種業(yè)務（語音、數(shù)據(jù)等），提供對客戶信號的透明傳送和光通道的管理，具有大容量交換（交叉）或路由能力。
OTN網(wǎng)絡應用需求分析
信息業(yè)務需求
隨著廣東電網(wǎng)信息化管理發(fā)展，“十二五”期間省網(wǎng)及地區(qū)供電局的數(shù)據(jù)網(wǎng)業(yè)務量大幅增加。根據(jù)信息化全省數(shù)據(jù)大集中、全省統(tǒng)一Internet出口、IDC數(shù)據(jù)機房異地容災備份、大規(guī)模建設高清視頻會議系統(tǒng)等業(yè)務需求，各地區(qū)供電局至省公司本部帶寬需求為2Gbit/s，地區(qū)供電局至省公司同城容災中心通信帶寬需求為2Gbit/s，省公司本部至省公司同城容災中心通信帶寬需求為2Gbit/s?？紤]全省21個地區(qū)，則省公司本部、省公司同城容災中心出口帶寬不小于2×21=42Gbit/s。
目前，廣東電網(wǎng)主干傳輸網(wǎng)絡由傳輸A網(wǎng)、傳輸B網(wǎng)雙平面組成。省網(wǎng)傳輸A網(wǎng)核心層帶寬為2.5Gbit/s，承載了線路保護、安穩(wěn)系統(tǒng)、EMS、PMU系統(tǒng)等傳統(tǒng)電力二次2M業(yè)務和調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)業(yè)務等。結(jié)合近期廣東電網(wǎng)技術儲備中心建成后，其中北郊站花都站光鏈路的帶寬利用率高達87%、西江站羅洞站光鏈路的帶寬利用率達82%。傳輸B網(wǎng)中，羅洞廣東中調(diào)的10Gbit/s核心鏈路的帶寬利用率也已接近40%，考慮到應急備用、容災等需要預留的帶寬，現(xiàn)有傳輸網(wǎng)絡的帶寬在保證安全生產(chǎn)和容災應急后，帶寬已非常緊張，有必要建設寬帶傳輸網(wǎng)滿足業(yè)務發(fā)展的需要。
其他潛在業(yè)務需求
智能電網(wǎng)是南方電網(wǎng)發(fā)展的方向，智能電網(wǎng)技術也是“十二五”期間應用熱點。智能電網(wǎng)在傳統(tǒng)電網(wǎng)的各方面都擴展了新業(yè)務應用，在調(diào)度端實施了一體化智能調(diào)度系統(tǒng)，合并采集和使用各廠站監(jiān)測數(shù)據(jù)，提高采集頻率。變電站端實施了智能變電站，增加了一次設備在線監(jiān)測業(yè)務、視頻監(jiān)控、智能巡維系統(tǒng)等應用。高壓線路增加了智能線路監(jiān)測業(yè)務。配電網(wǎng)增加了智能配電自動化、智能電表、配網(wǎng)保護、分布式電源、儲能站和充電樁的監(jiān)控信息等。
智能電網(wǎng)各類新增業(yè)務基本都是屬于數(shù)據(jù)網(wǎng)業(yè)務，數(shù)據(jù)網(wǎng)業(yè)務主要屬于集中型業(yè)務，對骨干層的帶寬要求較高，隨著智能電網(wǎng)技術的不斷完善和發(fā)展，數(shù)據(jù)網(wǎng)將對光傳輸網(wǎng)絡的骨干層帶寬提出更高的要求?，F(xiàn)有省綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)的備份帶寬峰值已達到800Mbit/s，接近設計帶寬1Gbit/s。技術儲備中心與中調(diào)、同城容災中心之間的數(shù)據(jù)備份鏈路，將對傳輸網(wǎng)絡提出更高的要求。
抗災能力保障需求
建設全省光傳送網(wǎng)系統(tǒng)不應僅為滿足省地數(shù)據(jù)業(yè)務帶寬的需要，還可以作為抗災應急的保障作用，在電網(wǎng)遇到N-1、N-2甚至N-3的特殊惡劣環(huán)境時，仍能具備快速恢復主要電路、保證電網(wǎng)及全省電力生產(chǎn)和經(jīng)營管理主要業(yè)務正常工作的能力。
目前，廣東省電力傳輸A網(wǎng)、B網(wǎng)均采用環(huán)網(wǎng)的拓撲，在關鍵路由上已增加了應急路由作為備用，但是業(yè)務的倒換仍需手工操作。將OTN 系統(tǒng)和現(xiàn)有省網(wǎng)傳輸網(wǎng)系統(tǒng)互聯(lián)，可大顆粒調(diào)整和調(diào)度2.5G，10G等光鏈路，以作應急迂回使用。
500kV變電站的OPGW光纜有多個方向，利用500kV線路OPGW光纜網(wǎng)架，建設一張多方向、多路徑、途經(jīng)多氣象區(qū)的光纜網(wǎng)狀網(wǎng)，再依托該光纜網(wǎng)架選擇基于GMPLS（Generalized Multi-Protocol Label Switching，通用多協(xié)議標記交換）全業(yè)務在電層進行交叉倒換技術的新一代OTN設備，建成OTN自愈網(wǎng)狀網(wǎng)，是抵御嚴重自然災害的最佳選擇。
OTN網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)分析
OTN組網(wǎng)拓撲分析
OTN網(wǎng)絡的結(jié)構(gòu)拓撲主要由物理光纖的拓撲決定，相比傳統(tǒng)的環(huán)網(wǎng)，Mesh網(wǎng)的可靠性更高，業(yè)務的生存性也更強，這是由ASON的路由保護和恢復方式?jīng)Q定的，另外，Mesh網(wǎng)絡還具有可以選擇最近路由和便于進行業(yè)務割接和調(diào)整等優(yōu)點。
在2011年廣東省已投產(chǎn)的500kV變電站中，曲江、庫灣、獅洋等站點只有2個220kV及以上電壓等級的外聯(lián)方向的光纜，目前沒有第三路由，其余站點均具備3個光纜外聯(lián)方向，滿足“N-2”要求。如考慮110kV電壓等級的光纜，則所有500kV變電站均具備光纜“N-2”可靠性，為OTN網(wǎng)絡骨干層采用Mesh提供物理基礎。
廣東電網(wǎng)OTN骨干層組網(wǎng)應結(jié)合地理位置，選擇光纜資源豐富的500kV站點作為骨干層節(jié)點，盡量組成MESH網(wǎng)絡，保證骨干層的可靠性，同時保證非邊緣節(jié)點至少有3條路由。
組網(wǎng)思路與原則分析
根據(jù)集中式管理的方針，未來電力通信網(wǎng)業(yè)務傳輸特點主要是匯聚，各地區(qū)供電局匯聚大量IP業(yè)務至省公司。以分層的原則建設省級OTN傳輸網(wǎng)，可將網(wǎng)絡分為核心層、骨干層和接入層，在省公司設置雙冗余核心節(jié)點，依托各500kV變電站建立骨干層框架，各地區(qū)供電局則通過500kV站以2條相對獨立的物理路由兩點接入骨干層。
1、網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)分析：選擇500kV變電站為骨干節(jié)點，以OPGW光纜作為傳輸介質(zhì)，搭建OTN網(wǎng)絡骨干層，各地區(qū)供電局以兩點接入的方式就近接入骨干層。
考慮到各地區(qū)供電局主要采用管道光纜出局，光纜其可靠性較低，500kV變電站（或樞紐220kV變電站）之間則主要采用了可靠性較高的OPGW光纜，為了充分保障該OTN網(wǎng)絡的可靠性與安全性，特別是網(wǎng)絡骨干層的健壯性，采用“以500kV變電站（或220kV變電站）+OPGW光纜搭建骨干層，各地區(qū)供電局作為接入層”的拓撲架構(gòu)規(guī)劃網(wǎng)絡。
由地區(qū)供電局組成的接入層采用兩點接入方式，就近接入500kV站的原則考慮，兩點接入方式不僅可以便于信息傳輸、帶寬分配、電路調(diào)整，同時也能保證信息傳輸?shù)陌踩煽啃?，對主網(wǎng)架影響也較小，便于今后部分地區(qū)供電局新大樓投入使用時的業(yè)務割接。
2、路由設計：選擇最短（或最優(yōu)）光纜路由組網(wǎng)
目前全省骨干光纜資源已較為豐富，各供電局均有2條以上的DUCT管道光纜出局，500kV變電站的OPGW光纜方向更為豐富，因此，在有多條路由選擇的情況下，網(wǎng)絡中的工作路由與保護路由建議按照“最短（或最優(yōu)）路徑”的原則進行選擇，縮短兩點間的傳輸距離，合理減少中繼站和光放大器的配置，降低投資成本。
3、站點設計：不同設備混合組網(wǎng)
根據(jù)各站點在網(wǎng)絡中所實現(xiàn)的不同功能，選擇不同的設備形態(tài)構(gòu)建網(wǎng)絡?？紤]到該網(wǎng)絡會承載包括GE、2.5G、10G、10GE等在內(nèi)不同大小顆粒業(yè)務，因此建議選擇“電交叉組網(wǎng)”的思路進行站點部署。對于核心調(diào)度節(jié)點，如：省調(diào)、骨干層節(jié)點（不包括中繼站）等站點建議采用大容量的光交叉OTN設備；業(yè)務量較少的中小節(jié)點，建議采用小容量光電交叉設備；而對于中繼站而言，配置OLA光中繼站。
根據(jù)網(wǎng)絡中各站點所實現(xiàn)的功能不同，可將網(wǎng)絡中的各網(wǎng)元細分為以下4種設備模型：
● 網(wǎng)絡核心節(jié)點（省中調(diào)A、省中調(diào)B、容災中心各1套）
選擇支持光電混合交叉的OTN設備，光交叉維度按照拓撲進行配置40波×10G系統(tǒng)，電交叉容量不低于400G，具備平滑擴容升級到更高容量(800G以上)的能力，以滿足未來業(yè)務量增長的需求。
● 骨干層站點
該類型站點主要功能是接入來自地區(qū)供電局的數(shù)據(jù)網(wǎng)業(yè)務，同時可作為應急路由將環(huán)網(wǎng)內(nèi)各地市局中零散的STM-16與GE業(yè)務進行時隙匯聚，從而達到合理規(guī)劃波長的目的。該類型設備可考慮配置容量為40波×10G，電交叉容量不低于400G的OTN設備，實現(xiàn) ODU級別與OCh波長級別的全方向調(diào)度。
● 接入層站點
該類型站點主要定位為各地區(qū)供電局，作為業(yè)務源站點傳輸10GE/10G/STM-16/N*GE業(yè)務至中心節(jié)點，容量滿足20波×10G，光交叉方向按拓撲圖配置，具備OCh波長級別的全方向調(diào)度。
● OLA光放站
該類型站點主要為網(wǎng)絡中線路的傳輸提供光中繼的功能，考慮到網(wǎng)絡拓撲的改變，建議OLA設備支持在不更換設備子架的情況下可以通過增加相關板卡平滑升級至光交叉設備。
根據(jù)以上組網(wǎng)設計思路與原則，結(jié)合全省骨干光纜資源情況，建議省網(wǎng)OTN網(wǎng)絡按層架構(gòu)規(guī)劃，其分層結(jié)構(gòu)圖如下圖1所示：
隨著南方電網(wǎng)信息化應用以及智能電網(wǎng)、電力物聯(lián)網(wǎng)快速發(fā)展，規(guī)劃建設廣東電網(wǎng)OTN網(wǎng)絡勢在必行。本文對OTN技術背景、寬帶通信業(yè)務、智能電網(wǎng)業(yè)務、電力通信網(wǎng)抗災能力等需求進行了分析，并針對廣東電網(wǎng)OTN建設的背景、需求進行了OTN組網(wǎng)方案的分析與研究，提出了OTN網(wǎng)絡組網(wǎng)原則以及OTN組網(wǎng)設備模型。通過本文研究，對廣東電網(wǎng)結(jié)合各地OTN網(wǎng)絡建設經(jīng)驗與自身特點，建設一個適合于廣東電網(wǎng)電力業(yè)務發(fā)展的OTN網(wǎng)絡，具有一定的指導意義?！ ?/p>