OTN技術(shù)在電力通信網(wǎng)的應(yīng)用的論文

1、OTN 技術(shù)在電力通信網(wǎng)的應(yīng)用的論文2018-11-24摘要：隨著智能化技術(shù)的不斷發(fā)展，智能化電網(wǎng)已經(jīng)成為一種主流趨勢(shì)。 伴隨著智能化電網(wǎng)的發(fā)展，電力通信業(yè)務(wù)也發(fā)生了較大的變化，其種類(lèi)不斷增 加，原有的通信技術(shù)已經(jīng)不能滿足電力通信行業(yè)發(fā)展的要求。這種W況下必須 要引進(jìn)新的通信技術(shù)。OTN技術(shù)是一種比較先進(jìn)的通信技術(shù)，將其應(yīng)用于電 力通信網(wǎng)中不僅可以增加電力通信網(wǎng)的容量，還能保證電力通信網(wǎng)運(yùn)行的可爲(wèi) 性。OTN技術(shù)在電力通信網(wǎng)中的應(yīng)用將改變網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)，使其山鏈?zhǔn)胶铜h(huán)形 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)榫W(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。文中結(jié)合實(shí)際悄況，分析了OTN技術(shù)在電力通信 網(wǎng)中的應(yīng)用。關(guān)鍵詞：OTN技術(shù)，電力通信網(wǎng)；應(yīng)用電力通信網(wǎng)

2、是電力通信行業(yè)實(shí)現(xiàn)其功能的基礎(chǔ)性網(wǎng)絡(luò)，其覆蓋了電力運(yùn)行 系統(tǒng)的方方面面。電力通信網(wǎng)的發(fā)展水平受通信技術(shù)的影響，通信技術(shù)的發(fā)展 可以促進(jìn)電力通信網(wǎng)的發(fā)展。本文介紹了OTN技術(shù)的原理，分析了OTN技 術(shù)在電力通信網(wǎng)中的具體應(yīng)用。1智能電網(wǎng)與信息通信技術(shù)智能電網(wǎng)建設(shè)涉及到的環(huán)節(jié)比較多，從電網(wǎng)發(fā)電到電網(wǎng)用電再到電網(wǎng)調(diào) 度，整個(gè)過(guò)程中都會(huì)使用到信息通信技術(shù)。信息通信技術(shù)是智能化電網(wǎng)建設(shè)的 支撐性技術(shù)，對(duì)電網(wǎng)建設(shè)的效果有巫要影響。I- I智能電網(wǎng)口前，無(wú)論是在 學(xué)術(shù)界還是在電力行業(yè)都沒(méi)有關(guān)于智能電網(wǎng)的統(tǒng)一定義，國(guó)內(nèi)外關(guān)于智能電網(wǎng) 的定義也有很大的不同， 但這并不影響智能電網(wǎng)的建設(shè)和發(fā)展。 智能電網(wǎng)是電 網(wǎng)

3、發(fā)展的一種主流趨勢(shì)，世界上很多國(guó)家都在進(jìn)行智能電網(wǎng)建設(shè)，但是不同的 國(guó)家采用的方法是有區(qū)別的。我國(guó)在進(jìn)行智能電網(wǎng)建設(shè)的過(guò)程中將重點(diǎn)放在以 下兩個(gè)方面，一方面是要體現(xiàn)電網(wǎng)的“堅(jiān)強(qiáng)”，另一方面是要體現(xiàn)電網(wǎng)的“智 能”。簡(jiǎn)而言之，就是要建立“堅(jiān)強(qiáng)的智能電網(wǎng)”。 即建立以信息技術(shù)為支撐 的， 以特高壓電網(wǎng)為主的堅(jiān)強(qiáng)網(wǎng)架基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)發(fā)電、輸電、變電等功 能，在這個(gè)過(guò)程中要將產(chǎn)生的信息流、業(yè)務(wù)流、電力流有機(jī)的融合在一起，形 成智能化的現(xiàn)代電網(wǎng)。我國(guó)智能電網(wǎng)在建設(shè)的過(guò)程中使用到了多種技術(shù)，其分 屬于不同的技術(shù)體系，從而構(gòu)成了一個(gè)完整的智能電網(wǎng)技術(shù)體系。智能電網(wǎng)技 術(shù)體系包括四部分的內(nèi)容。（I）電網(wǎng)基礎(chǔ)

4、體系。電網(wǎng)基礎(chǔ)體系是智能電網(wǎng)運(yùn) 行的物質(zhì)基礎(chǔ)，是實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)一切功能的前提條件。（2）技術(shù)支撐體系。 技術(shù)支撐體系中包括了信息技術(shù)、通信技術(shù)以及控制技術(shù)，這些技術(shù)的應(yīng)用是 確保電網(wǎng)“智能化”運(yùn)行U標(biāo)實(shí)現(xiàn)的保障。（3）智能應(yīng)用體系。智能應(yīng)有體系的存在主要是為用戶提供增值服務(wù)的，其主要功能是保證電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行的安 全性和高效性。（4 ）標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系主要是山一些技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和 技術(shù)規(guī)范構(gòu)成的，是智能電網(wǎng)正常運(yùn)行的制度保障。國(guó)際上，很多國(guó)家進(jìn)行了 智能電網(wǎng)通信架構(gòu)的研究。美國(guó)經(jīng)過(guò)一系列的研究給出了智能電網(wǎng)通信架構(gòu)。 我國(guó)也進(jìn)行了相關(guān)的研究，給出了智能電網(wǎng)一體化通信架構(gòu)。該通信架構(gòu)體系 的提出主

5、要是為了實(shí)現(xiàn)對(duì)智能電網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程中涉及到的、所有環(huán)節(jié)進(jìn)行統(tǒng)一調(diào) 控，從而建立真正一體化的電力通信平臺(tái)。I- 2智能電網(wǎng)信息通信技術(shù)信息 通信技術(shù)是確保智能電網(wǎng)安全運(yùn)行的技術(shù)保障。電力骨干通信網(wǎng)的主要功能是 為電力骨干網(wǎng)的運(yùn)行提供準(zhǔn)確的信息服務(wù)，從而確保電力骨干網(wǎng)運(yùn)行的安全性 和可黑性。電力骨干通信網(wǎng)山四級(jí)通信網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成，分別為跨區(qū)通信網(wǎng)絡(luò)、區(qū)域 通信網(wǎng)絡(luò)、省內(nèi)通信網(wǎng)絡(luò)、地市通信網(wǎng)絡(luò)。電力骨干通信網(wǎng)主要采用的是光纖 通信技術(shù)，在運(yùn)行的過(guò)程中采用的傳輸技術(shù)有三種。第一種是SDII。S DII是一種數(shù)字化的光傳輸網(wǎng)絡(luò)，出現(xiàn)于2 0世紀(jì)8 0年代。S DII是山一個(gè)個(gè)的 網(wǎng)元構(gòu)成的，其工作原理就是進(jìn)行信號(hào)

6、映射，為信號(hào)傳輸過(guò)程提供符合使用要 求的傳輸格式。SDII的優(yōu)點(diǎn)是：SDH的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)管和維護(hù)功能比較強(qiáng)大：S D II的兼容性比較好，在全世界范內(nèi)使用的是同一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。因此，在實(shí)踐的 過(guò)程中可以大規(guī)模使用SDII。第二種是MS T P。MS T P的中文全稱(chēng)為多 業(yè)務(wù)傳輸平臺(tái)。MS T P是在S DII的基礎(chǔ)上建立起來(lái)的，因此MS T P不僅 具有S DII的基礎(chǔ)功能，同時(shí)還具有其它的功能，可以為T(mén)DM、ATM等多 種業(yè)務(wù)提供傳輸功能。第三種是WDM技術(shù)。WDM技術(shù)是一種復(fù)合技術(shù)。在 使用的過(guò)程中，要先將不同的波長(zhǎng)信號(hào)耦合在一起，并將其放到一根光纖中， 在完成傳輸任務(wù)以后，再將這些波長(zhǎng)信號(hào)恢復(fù)為原

7、樣。相比于單波道傳輸技術(shù) 而言，WDM技術(shù)的傳輸容量比較大。DWDM技術(shù)是在WDM技術(shù)的基礎(chǔ)上 研發(fā)出來(lái)的，比WDM技術(shù)的傳輸性能更好。在實(shí)踐過(guò)程中大多使用的是DW DM技術(shù)。中低壓通信網(wǎng)采用的通信方式有很多種，三種比較常用的通信方式 為：（1）電力線載波。該種通信方式使用的傳輸媒介為電力線，在實(shí)踐過(guò)程 中不需要重新架設(shè)通信線路。在進(jìn)行電話調(diào)度和遠(yuǎn)動(dòng)時(shí)可以選用這種通信方 式；（2 ）公用移動(dòng)通信。公用移動(dòng)通信通常作為一種輔助通信方式，一般在 下述兩種悄況下才會(huì)使用公用移動(dòng)通信。一是進(jìn)行有限通信網(wǎng)絡(luò)敷設(shè)的難度比 較大，二是設(shè)備分布密集度比較大。在進(jìn)行用電信息采集時(shí)可以使用公用移動(dòng) 通信； （3）

8、無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)， 該種光網(wǎng)絡(luò)中沒(méi)有有源電氣器件， 完全依黑介質(zhì)進(jìn) 行通信。 在進(jìn)行“三網(wǎng)融合”業(yè)務(wù)、用電信息采集業(yè)務(wù)時(shí)可以采用該種通信方 式。電力通信一體化架構(gòu)中主要包括三個(gè)層次，骨干層承擔(dān)的業(yè)務(wù)流量最大， 智能電網(wǎng)所面臨的挑戰(zhàn)對(duì)骨干層的影響比較大。電力通信網(wǎng)骨干層所面臨的挑 戰(zhàn)：第一，現(xiàn)有的業(yè)務(wù)傳輸帶寬已經(jīng)不能滿足使用的要求。隨著業(yè)務(wù)種類(lèi)的增 加，數(shù)據(jù)處理的量越來(lái)越大。因此，必須要增加業(yè)務(wù)傳輸帶寬，以滿足通信網(wǎng) 使用的要求；第二，電力通信網(wǎng)的智能化水平有待提高。智能化電力通信網(wǎng)是 電力通信網(wǎng)發(fā)展的必然趨勢(shì)，但就現(xiàn)在的發(fā)展水平而言，智能化水平還是比較 低的，在使用的過(guò)程中仍需要人工干預(yù)。因此，要提

9、高電力通信網(wǎng)的智能化水 平。2 OTN技術(shù)原理2 1 0 TN的概念0 TN的英文全稱(chēng)為0 P ticalTra nspo r t N e t w or k,中文名稱(chēng)為光傳送網(wǎng)。0 T N是一種傳送網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)， 主要依靠的是光電技術(shù)。OTN包括三個(gè)層次，分別為光信道層、光復(fù)用段層 和光傳輸段層。光宿道層的主要功能是提供透明的光傳輸，這種功能的主要服 務(wù)對(duì)象是業(yè)務(wù)信號(hào)。光信道層還可以分成不同的電域子層。進(jìn)行光信道層劃分 的主要U的是為了滿足不同業(yè)務(wù)的接入要求。建立光信道、處理光信道層的開(kāi) 銷(xiāo)等均要在光信道層完成。光復(fù)用段層可以為多波長(zhǎng)信號(hào)的傳輸提供網(wǎng)絡(luò)連接 功能，從而確保多波長(zhǎng)信號(hào)傳輸?shù)耐暾浴?/p>

10、光傳輸段層主要是為光復(fù)用段的信 號(hào)提供傳輸功能。處理光復(fù)用段層開(kāi)銷(xiāo)、監(jiān)控光放大器和中繼器等均要在光復(fù) 用段層完成。2. 2 OTN的信息與復(fù)用/映射結(jié)構(gòu)G 7 0 9標(biāo)準(zhǔn)是在2 0 0I年頒布的，對(duì)于OTN技術(shù)的發(fā)展具有重要的意義。G 7 0 9標(biāo)準(zhǔn)中有關(guān)于OTN結(jié)構(gòu)的規(guī)定。（I）OTN的信息結(jié)構(gòu)。OTN幀結(jié)構(gòu)是山三部分組成 的，第一部分是光信道凈荷單元幀結(jié)構(gòu)，主要是通過(guò)凈荷完成客戶的業(yè)務(wù)。在 運(yùn)行過(guò)程中，如果客戶業(yè)務(wù)的速率和系統(tǒng)的速率存在偏差，從而使得二者無(wú)法 實(shí)現(xiàn)同步運(yùn)行時(shí)，則應(yīng)進(jìn)行碼速調(diào)整。第二部分是光信道數(shù)據(jù)單元幀結(jié)構(gòu)。光 信道數(shù)據(jù)單元幀結(jié)構(gòu)主要包括光信道單元的開(kāi)銷(xiāo)和凈荷。第三部分是光

11、信道傳 輸單元幀結(jié)構(gòu)。不同的光信道傳輸單元的信號(hào)的幀尺寸是一樣的，但是每幀的 周期有所不同。（2） OTN的復(fù)用/映射結(jié)構(gòu)。G 7 0 9標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了兩種 傳送模塊，分別為完全功能光傳送模塊和簡(jiǎn)化功能光傳送模塊。業(yè)務(wù)信號(hào)在進(jìn) 行物理傳輸前要進(jìn)行一系列的處理，主要的處理過(guò)程包括適配處理、復(fù)用處理 和映射處理。首先，要對(duì)業(yè)務(wù)信號(hào)進(jìn)行速率匹配，完成匹配工作以后要將信號(hào) 放入到光信道凈荷單元的凈荷區(qū)內(nèi)，和光信道凈荷單元開(kāi)銷(xiāo)組成光信道數(shù)據(jù)單 元凈荷，再和光信道傳輸單元開(kāi)銷(xiāo)以及FEC部分組成光信道傳輸單元。最終 業(yè)務(wù)信號(hào)會(huì)被映射到光通道層中。上述這些內(nèi)容都屬于電層處理，接下來(lái)要進(jìn) 行光層處理。光層處理就是

12、將光信道載波上的信號(hào)映射到光復(fù)用單元和光傳送 單元上。3 0TN技術(shù)在電力通信網(wǎng)中的應(yīng)用3. 1 OTN與現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的關(guān)系（I ） OTN與S D II的關(guān)系。S DII技 術(shù)在電力通信網(wǎng)中應(yīng)用的頻率比較高。S DII技術(shù)在電力通信網(wǎng)中的應(yīng)用具有 一定的優(yōu)勢(shì)，比較適用于小容量的數(shù)據(jù)類(lèi)業(yè)務(wù)。但對(duì)于大容量的數(shù)據(jù)類(lèi)業(yè)務(wù)而 言，S DII技術(shù)還存在一些不足。例如，S DII技術(shù)的承載效率比較低、帶寬 容器比較小等。在最初階段，OTN技術(shù)的出現(xiàn)彌補(bǔ)了SDII技術(shù)存在的不 足，提高了大容量數(shù)據(jù)類(lèi)業(yè)務(wù)處理的效率。而且，OTN技術(shù)是在SDII基礎(chǔ) 技術(shù)上實(shí)現(xiàn)的?，F(xiàn)在，隨著OTN技術(shù)的不斷發(fā)展，OTN技術(shù)的獨(dú)立性

13、愈加 凸顯，未來(lái)必將取代S DII技術(shù)。（2）OTNijWDM的關(guān)系。WDM技術(shù) 是大容量骨干傳輸網(wǎng)使用的一種主要技術(shù)， 相比于其它技術(shù)而言，WDM技術(shù) 具有傳輸容量大、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控能力差的特點(diǎn)。在實(shí)踐過(guò)程中，通常不會(huì)單獨(dú)使用WDM技術(shù)。OTN技術(shù)是在WDM技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展出來(lái)的，可以有效彌補(bǔ)WDM技術(shù)的不足。 因此， 現(xiàn)階段人們將研究的重點(diǎn)放在OTN技術(shù)的升級(jí)改 造上。3. 2 OTN技術(shù)在電力通信網(wǎng)中的具體應(yīng)用（I）OTN的網(wǎng)絡(luò)定 位。相比于其它通信技術(shù)而言，OTN技術(shù)的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)就是可以進(jìn)行大容量的 交義調(diào)度和傳輸，正是因?yàn)镺TN技術(shù)具有這樣的特點(diǎn)，才會(huì)將其應(yīng)用于電力 通信網(wǎng)的骨干層中。隨著O

14、TN技術(shù)的不斷發(fā)展，OTN的調(diào)度能力不再局限 于大顆粒交義調(diào)度，也可以滿足小顆粒交義調(diào)度的需要，從而使得OTN技術(shù) 的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大。未來(lái)可以利用OTN技術(shù)進(jìn)行傳輸網(wǎng)結(jié)構(gòu)構(gòu)建?，F(xiàn)階 段，OTN技術(shù)在電力通信網(wǎng)中的應(yīng)用主要集中于骨干層網(wǎng)絡(luò)。（2）OTN組網(wǎng)。OTN的組網(wǎng)方案有很多種，每種組網(wǎng)方案使用的設(shè)備不同。比較常見(jiàn) 的兒種組網(wǎng)方案如下：a -利用OTN設(shè)備組網(wǎng)。通過(guò)對(duì)WDM設(shè)備進(jìn)行簡(jiǎn)單 的改造就可以變成OTN設(shè)備，即在WDM設(shè)備上增加能滿足G 7 0 9使用要 求的接口。該種組網(wǎng)方案具有經(jīng)濟(jì)成本低、組網(wǎng)過(guò)程簡(jiǎn)單、升級(jí)方便的優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)就是不能進(jìn)行交義連接；b.利用OTN電交義設(shè)備組網(wǎng)。該種組網(wǎng)方案 的優(yōu)點(diǎn)是可以滿足不同顆粒的交義調(diào)度要求， 缺點(diǎn)就是經(jīng)濟(jì)成本比較高， 調(diào)度 的容量比較小；C.利用OTN光分插復(fù)用設(shè)備組網(wǎng)。該種組網(wǎng)方案的優(yōu)點(diǎn)是 調(diào)度容量比較大，可以直接進(jìn)行光層處理， 組網(wǎng)方式比較靈活。 缺點(diǎn)就是在進(jìn) 行長(zhǎng)距離傳輸時(shí)會(huì)影響信噪比，且組網(wǎng)成本比較高；d.利