OTN技术电力通信系统中应优化
摘
电力系统通信网作电力行业专通信网电力系统缺少组成部分伴着电力系统信息化智化发展需求断提升电力系统通信网承载业务逐渐单调度监控业务安全生产业务营销业务电话业务媒体营理行政理业务演变业务类型单SDHPDH制式演变GE10GE等承载数图语音等种媒体信息鉴信息通信电力公司生产理程发挥着越越重作电力通信网络满足电力系统特容量通信传输求需保证相关业务安全具定现实意义针该课题进行相关研究关重
关键词：OTN组网优化电力系统通信网络
Application and optimization of OTN technology in power communication system
MajorCommunication engineering
Studentyangxiukun Supervisor：duqinjian
Abstract
Power system communication network as a special communication network of electric power industry is an integral part of power system along with the improving of the power system information intelligent development needs bearing the business gradually from a single power system communication network scheduling monitoring business safety in production marketing business telephone service to the multimedia management administrative management business evolution its business type also by a single SDH PDH system evolution for GE 10 GE and so on its carrying data images voice and other media information Considering that information communication plays an increasingly important role in the production and management process of electric power companies the electric power communication network not only needs to meet the special requirements of largecapacity communication transmission of electric power system but also needs to ensure the safety and reliability of related businesses Has certain practical significance Aiming at this it is crucial to carry out relevant research on this subject
Key wordsOtns Network optimization Power systems Communication network
目录
1引言 1
11研究背景 1
12研究意义 1
2电力传输网络现状分析 2
21现网传输带宽需求分析 2
22光缆资源现状分析 3
23光传输网络架构分析 3
3OTN技术应优化设计原 3
31OTN技术简介 3
32优化工作总体步骤 4
33OTN网络配置优化原 5
331总体优化原 5
332网络拓扑站型业务端口优化配置原 6
333光放器系统优化配置原 6
334业务保护方式优化配置原 7
3 3 5网网络优化配置原 8
4OTN网络配置优化设计 9
41业务保护方式配置优化 9
411保护方案研究 9
412保护方式优化方案 11
42网网络配置优化 11
421DCN组网方式研究 11
422网网络配置优化方案 11
参考文献 13
OTN技术电力通信系统中应优化
1引言
11研究背景
电力系统通信网国家专通信网电力系统缺少重组成部分电网调度动化理现代化基础确保电网安全稳定济运行重手段时公司企业信息化建设重基础
着信息化智化数时代电力系统运行营活动网络通信带宽安全性求日益提高分析发现电力企业光通信网络建设程中中存三矛盾SDH带宽扩展性差日益增长带宽求间矛盾电力通信业务安全性求高光纤网络路足间矛盾电力通信专业员技水落新式通信设备操作求间矛盾
传统电力传输网络SDH技术该技术身原扩容难度限制带宽足导致快速增长带宽需求法快速响应OTN技术作较新容量传输技术相优势非常明显
课题研究旨通OTN系统应省级电力公司通信网络建设方法进行研究着力立足现光纤网络开展OTN网络组网优化时面电力行业通信员技水足针工程建设运维程中调测场景进行理分析试验探索总结操作理规范文立足解决OTN网络建设实际问题研建设运维阶段实施程中问题进行梳理探索结合电力系统实际场景OTN网络建设设计思路调试方法整系统性工作进行总结凝练形成电力系统通信网络建设场景进行推广理方法
12研究意义
着民群众环保意识增强环保需求日益增长清洁源需求日益增加西部区风水太阳等清洁源富集区电力系统作国家清洁源调配重工具西部区迎规模发展国现电力系统级发电厂变电站电力调度中心电力公司组成伴电力系统发展电网设备动化水电力企业信息化水断提升电力通信网带宽性求增长电力系统通信网作电力行业专通信网电力系统缺少组成部分伴着电力系统信息化智化发展需求断提升电力系统通信网承载业务逐渐单调度监控业务安全生产业务营销业务电话业务媒体营理行政理业务演变业务类型单SDHPDH制式演变GE10GE等承载数图语音等种媒体信息鉴信息通信电力公司生产理程发挥着越越重作电力通信网络满足电力系统特容量通信传输求
需保证相关业务安全具定现实意义
2电力传输网络现状分析
21现网传输带宽需求分析
西部区某省级电力企业现干二干骨干通信网络25G传输网组成承载实时业务(话音继电保护调度动化业务等)数通信网非实时数业务(公司信息化业务调度VPN业务行政高清会议电视业务应急指挥系统业务等)电网安全正常运行生产理提供必保证支撑现传输网传输容量限承载力较低新业务适应力较差满足某省级电力企业公司现运行生产理需[1]
着视频业务等类VPN业务需求剧增增加电力通信网传输容量需求省调备调州公司业务流量需求急剧升十三五期间类业务省调断面容量需求总预测达79G现光纤传输网SDH体系架构传输容量高扩充lOG带宽瓶颈问题非常突出现传输网络容量远远满足业务迅猛增长需求[2]
数通信网需求电力数通信网建设需求结合通信网络资源现状预计2020年业务带宽表21示
表21电力系统数网络带宽预期表
网络链路
网络节点
2020年底带宽
省公司联公司总部链路
第汇聚点(省公司)
10G
省公司第二汇聚点联公司总部链路
第二汇聚点(备调)
10G
市联省公司链路
信息网网
信息网备网
25G
25G
变电站信息网
变电站
100M
变电站汇集配电营业厅信息
变电站
1000M
2020年底某省级电力企业公司联公司总部带宽低10G市联公司链路低25G接入二级网变电站带宽低100M接入三级网变电站营业配电采集点带宽低1000M接入三级网电采集点带宽低10M
22光缆资源现状分析
截2017年11月底某省级电力企业公司辖县级通信光缆长度814373km中OPGW光缆计468819kmADSS光缆计338638km普通光缆计6916km省级光缆236046km中750千伏线路光缆50309km220千伏线路光缆17373km光缆类型OPGW占9890芯数24芯占7124[3]750kV输变电线路光缆建设3座220kV末端站外均形成光缆双路220kV变电站光缆双路覆盖率972
十五末光缆长度计9636kmo2011年2017年期间省级骨干通信网建设光缆11425km某省级调度楼形成4条入城光缆省级备调形成2条入城光缆[4]
二十年光缆进站改造某省级电力企业区域110kV变电站实现光缆接入率100110Kv站点均具备条光缆入局路纤芯资源较丰富光缆资源早构成限制光通信设备部署瓶颈电力系统光缆特点光缆单跨站距相较光传输参数求更严格单波40Gbps速率系统部署时容易受色散非线性参数限制光缆频繁开断系统稳定运行带较风险通业务需求分析电力系统业务具样性特征颗粒度10GEGE存相长时间业务需求支撑40Gbps100Gbps系统应场景
23光传输网络架构分析
某省级电力企业电网目前建成利750kV220kV线路部分110kV线路敷设OPGWADSS光缆托骨干通信网干线二干线电路制式均SDH干环网传输速率10Gbits传输速率均25Gbits[5]中干线电路光设备采中兴公司25G设备设备型号53855330少数站点采538053605320设备二干线电路设备均采华公司25G设备设备型号OSN3500Metro5000Metro3000Metro2050[6]
OTN技术应方面某省级电力企业公司建成覆盖省调备调等11节点OTN网络采40波XlOG系统网络环状+链状网络结构运行目前直处试验性运行市公司尚未实现OTN网络覆盖
3OTN技术应优化设计原
31OTN技术简介
OTN技术质波分复(WDM)技术WDM20世纪90年代发展较迅速种传输技术利丰富波长资源极提高系统传输容量根光缆纤芯部波长光信号时进行传输
oWDM20世纪90年代中期走成熟投入商目前商16^40波25Gbs10Gbs160波10Gbs逐渐开始商超长距离超高密度方发展[7]
WDM传输系统发送端采合波器传输光载波信号进行复接接收端采分波器分离出波长光信号实现1根纤芯中传输光载波目前WDM分粗波分复CWDM)通道间隔<50GHz密集波分复(DWDM）通道间隔<100GIIz超密集波分复(SDWDM)通道间隔<25GHz
OTN定义电层光层两层功ITUT6872定义OTN分层结构整光层细分光信道层(OCh)光复段层(OMS）光传输段层(OTS）[8]
OTN拥完整帧结构定义利电层技术种客户信号统封装成OTUk帧然网络间传递OTUk帧利波分复技术实现容量业务传送电层开销光层开销实现强网络维护理功OTN帧结构图示户信号光通路数单元支路单元群(ODTUGk)映射ODUkODUk映射OTUk(V)OTUk(V)映射（HCr)[9]
课题研究基系统采OTN设备华公司提供OSN8800T32OSN8800通台型设备
OSN8800T32型子架
系统中充电子架时充站点子架该型子架拥32业务槽位配置交叉板光线路接口板客户侧接口板等业务单板落穿通业务进行交叉调配系统中定数量OSN6800型子架OSN8800T16型子架部分站点电子架槽位数量足情况作电子架补充功OSN8800T32相交叉容量兼容板卡类型更少OSN8800通台型子架[10]
系统中充光子架该型子架站作子架进行配置(子架配置SCC板卡业务槽位16)光子架配置类合分波单板光功率放板光监控板光谱分析板等提升运维便利性系统中光子架应特定光方搭载光放类合分波类单板光监控类单板通常单光方
32优化工作总体步骤
网络优化设计工作项研究工作重点时整程中工作量信息处理步骤步骤工作分站型业务端口光放系统业务保护方式网网络等4方面优化工作分项容时包含较分支容整工作步骤间机结合形成终优化设计方案图21展示部分研究工作总体结构步骤关系[11]
图21网络整体优化工作结构图
33OTN网络配置优化原
331总体优化原
站址选择工作点生产行政数网络需求必站点进行组网覆盖时站点光缆路丰富程度站点供电稳定性进行站址选择站点出局光缆路安全性等级进行评估终网络拓扑结构进行合理优化
项课题研究容现运行华OTN网络进行扩容OTN网络电交叉站覆盖省调备调州公司调建现运行750kV变电站
项研究通现站光纤数资源进行分析站点选择原确定网络拓扑结构
网络拓扑优化总体思路
（1）合理选择路均匀选择站距选路情况拉曼放器遥泵放器解决长站距问题
（2）避开光缆性较差纤芯资源足光路
（3）量OPGW光缆(性较高)承载光路
（4）优化拓扑结构减少光路跳接点
（5）保证10市调度中心17座750千伏变电站接入
332网络拓扑站型业务端口优化配置原
流OTN网络建设技术方案中推荐设置站型两种电交叉站光放站期建设工作中站点站型选择优化意义节省投资简化设备配置时网络功完善限度满足前未业务接入需求时兼顾提升建设效益降低运维难度完善网络功三方面[12]
(1)站点设备配置原
①业务需求配置
课题优化配置思路十三五期间电力企业业务需求建设OTN网络中系统光线路部分包括光放系统合分波器系统控制交叉矩阵站端设备光缆等技术标准40X10Gbs配置满足十年电网发展需求系统留扩容余量满足期发展配置[13]
②根OSNR传输距离限制设置电中继站
③业务站点电中继站点配置OTN电交叉设备便业务调度
④现运行相关站点补充光谱分析板更换调光衰合波板便期维护理
⑤更换现运行光路部分光放板满足相关跨段波道增加光路衰耗求
(2)电交叉连接设备配置原
①设备配置应考虑运维改造需
②设备数量应首先满足系统组网配置求设备交叉容量扩容性应适考虑业务发展需求
30OTN电交叉连接设备般采支线路分离OTU线路板卡逐站电中继进行配置
④客户侧板卡端口配置应满足类业务接入需求
333光放器系统优化配置原
光放系统配置优化需跨断业务传送力光缆物理条件间进行衡考虑电力通信光缆伴次线路进行架设跨段相较远光放器较光放系统配置典型化效降低运维员运维难度提升优化设计便利性光放系统配置需传输系统结构线路光缆实际衰耗熔接质量进行精确计算确定次优化优化研究程中光放系统配置计算成部分优化设计核心容
OTN传送层物理结构分光通路(OCh)层光复段(OMS层光传输段(OTS层系统参考结构图31示
图31传输系统参考结构示意图
OTN系统网络构建托某省级电力企业公司现级通信站变电站间光缆线路开展建设特点体现光缆线路长光纤质量较差站点间路程远数跨段需超长距WDM系统规范开展设计[14]
334业务保护方式优化配置原
业务保护方式业务安全运行关键针种类业务网络结构应选取保护策略方式提升业务安全性复杂冗余保护方案带较高性增加项目投资项研究旨立足现网技术方案限度提升业务运行安全性
OTN业务保护倒换方式根倒换发生层面分光层电层两类保护结构角度分析保护结构SDH类似分线性环网两类线性保护分四类基光层光线路保护基光层光复段保护基光层光通道保护基电层ODUk SNCP保护环网保护分两类基光层光波长享环网保护基电层ODUk环网保护[15]
OTN类保护方式分类见图32
图32保护分类示意图
3 3 5网网络优化配置原
网网络组网提升系统监控稳定性重手段通方面评估带外种网通道网络中网元实现缝监控通优化组网方式降低网元脱概率
（1）网系统架构配置原
OTN系统网络理采分层理模式OTN系统逻辑功划分三层网元层网元理层网络理层分层结构见图33
图33OTN网络理分层模型示意图
网元层面物理网元理控制通常网元理层进行控网元理层网元层设备进行控层部署网元级网络理系统直接理控制OTN设备通网系统加载中种网元进行理操作
网络理层网络层面OTN网络进行理端端业务进行理力
子网理系统(SNMS位网络理层SNMSEMS部署方式分散部署集中部署接入更高层次统网系统实现跨厂商全网理
维护终端(LCT)OTN系统设备现场安装程中设备开局统网设备监控进行基操作满足开局现场简单运维需LCT版网功存诸限制辅助理
(2)网系统协议配置原
某省级电力企业省调目前现运行1套华OTN网系统网容量满足优化扩容需求新增网系统
网元网元间通数通讯网ECC通讯网网元间通常通专数通信网进行通讯ECC协议OSI协议TCPIP协议网网元间理支持Q3Qx协议
4OTN网络配置优化设计
41业务保护方式配置优化
411保护方案研究
（1）线性保护研究
线性保护包括类光线路保护(OLP光复段(OMSP)保护光通道层保护(OCPODUkSNCP保护
光层线性保护采光开关实现类似SNCP双发选收功般需配置保护两端站部署光开关(OLP单板)然站间两条分离光缆路光线路光复段进行保护倒换需APS协议通常单端倒换电层线性保护原理SDH非常类似采交叉板实现
①光线路保护OLP
OLP部署两站间光线路两端仅通双发选收切换光缆路线路信号保护站部署光放系统数量保护系统相额外增加投资相关保护方式示意图见图41
图41光线路保护方式示意图
②光复段保护OMSP
OLP部署合分波器件间意味着整光复段进行保护切换模式光线路OLP类似增加保护范围时相应光放系统性分析系统投资会时量增加
③光通道保护ocP
a)光通道1+1波长保护
OLP单板部署两侧客户侧单板OTU单元侧保护范围单业务通道通OLP单板客户侧信号分两路分复进两波道通发选收实现保护种方式应站交叉板情景保护方式缺乏实性波道利率灵活性降低配置操作较复杂需业务进行保护时需OLP单板OUT单板数量较实际建设程中方法成扩展性均具备优势
b）光通道1+1路保护：OLP单板部署两侧OUT单板合分波单元侧保护范围单通道通OLP单板OTU信号分成两路接入合分波单元中通发选收方式实现客户侧信号保护切换模式类似种方式应站线路板数量足情景种保护方式缺乏实性保护范围配置操作较复杂需波道进行保护时需OLP单板数量较实际建设程中方法成扩展性均具备优势
ODUk SNCP保护
ODUk SNCP保护模式种基OTN交叉单元保护方式种点点保护机制应受光网络组网结构限制具备路实现保护功
SDHSNCP相似倒换类型OTN子网连接保护包括1＋1保护M∶N保护
a）1+1保护：
种保护模式赖OTN电交叉单元发选收功复支路业务ODU通道进行保护保护粒度ODU0（125G）ODU1(25G)ODU2(10G)等级保护模式需交叉板发SNCP通道桥接交叉板接收端根工作源保护源两路信号优劣选收种保护模式支持单端倒换模式双端倒换模式需调APS协议倒换速度快配置发直接通网进行操作部署简单灵活成较低
b)MN保护
种保护模式类似SDH1N复段享保护模式保护级然单复支路业务ODU通道N工作ODUkM保护ODUk进行享通常保护ODUk承载安全性求较低业务类业务保护发生保护倒换时业务会发生中断ODUkMN保护样支持单端倒换双端倒换种保护模式需保护组进行调APS协议进行网元间交互
(2)环网保护研究
环网保护环形结构网络拓扑中根保护原理分基光开关实现光波长享保护环利OTN电交叉实现ODUk环网保护两种方式仅支持双倒换需配置APS协议
①光波长享保护环
光波长享保护中保护倒换粒度OCh光通道OChSPRing保护业务路节点路节点直接进行双端倒换形成新环路光波长享保护配置时求业务双工作波长异波环网中站点间业务保护相波长完成实现波长享节省波长资源
②ODUk环网保护
ODUk环网保护通电交叉单元发交叉连接支路侧接入信号发保护工作通道两通道占1ODUk通道ODUK复条业务进行保护条业务享1保护通道带宽利率会极提高节约带宽资源
412保护方式优化方案
进述类保护方式进行分析类业务保护方式特点进行整理总结应场景做纳
工程750kV基础构建OTN传输环网调省调备调均建设2条独立光通道工程调省调备调均拟采取基ODUkSNCP1+1保护
42网网络配置优化
421DCN组网方式研究
DCN网络划分部DCN外部DCN
(1)外部DCN
实际组网中网网关网元部署点网关网元接入网系统需助独立网网络太网交换机路器等设备搭建带外DCN网络工程中带外DCN网络进行规划建设直接通现SDH传输设备网关网元站点网服务器部署站间建立专线汇聚通道配置相应保护策略增加额外投资抗障力强
(2)部DCN
部DCN通光(OSC)监控电(ESC)监控实现
光监控通道需额外部署光监控类单板通1510nm波长光信号通FIU单板数光通道光监控通道合波发送光纤线路进行传播OLAOTM等种部署光监控单板站点实现监控功
电监控通OTN帧中ODU开销中GCC字节实现DCN数传送需额外部署相应器件直接OTN帧部字节进行传输数帧通道OLA(光中继站)监控理
DCN网络结构应充分考虑抗点网络障力量组成环工程中存OLAOTM等种站型单带监控模式足满足网络理需求工程中监控信道种部DCN监控方式复合组网
422网网络配置优化方案
课题拟选光监控信道构建部DCN网络具体优化配置方案具备开通光监控信道OTN网络中通常光监控信道独立数通道理数进行传送受光放单元障影响单独运行网系统直接通太网登录网元1SCC网元1进行直接理通网元1
相连光监控通道网元23类远端设备进行远程理实现整网络理光监控信道采波长1510士10nm速率2Mbs物理接口符合6703建议求
工程osc相关配置前文OTN设备配置中考虑
工程扩容OTN网络规模适中宜网络整体作1域网络整体作1域1套网全网设备统理网络理简便投资较少
参考文献
[1]李梦娇 国民事诉讼证出庭作证问题研究[D]辽宁师范学2018
[2]杨晶雯民事诉讼中证出庭作证制度[J]法制博览2018(03)152153
[3]袁琴武国民事诉讼证出庭率低原策研究[J]现代商贸工业2017(25)141142
[4]项援浅议国民事诉讼证出庭作证制度完善[J]法制社会2017(17)4647
[5]李晓关完善民事诉讼中证出庭作证问题思考[J]法制博览2017(16)246
[6]陈丹 国民事诉讼保证书制度[D]安徽学2017
[7]卢晓燕蔡政英国民事诉讼证出庭作证制度完善[J]法制社会2017(12)3132
[8]孙玮琳 民事诉讼证出庭作证制度研究[D]烟台学2017
[9]孟思雨 国民事诉讼证证言制度完善[D]华北电力学2017
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摘
电力系统通信网作电力行业专通信网电力系统缺少组成部分伴着电力系统信息化智化发展需求断提升电力系统通信网承载业务逐渐单调度监控业务安全生产业务营销业务电话业务媒体营理行政理业务演变业务类型单SDHPDH制式演变GE10GE等承载数图语音等种媒体信息鉴信息通信电力公司生产理程发挥着越越重作电力通信网络满足电力系统特容量通信传输求需保证相关业务安全具定现实意义针该课题进行相关研究关重
关键词：OTN组网优化电力系统通信网络
Application and optimization of OTN technology in power communication system
MajorCommunication engineering
Studentyangxiukun Supervisor：duqinjian
Abstract
Power system communication network as a special communication network of electric power industry is an integral part of power system along with the improving of the power system information intelligent development needs bearing the business gradually from a single power system communication network scheduling monitoring business safety in production marketing business telephone service to the multimedia management administrative management business evolution its business type also by a single SDH PDH system evolution for GE 10 GE and so on its carrying data images voice and other media information Considering that information communication plays an increasingly important role in the production and management process of electric power companies the electric power communication network not only needs to meet the special requirements of largecapacity communication transmission of electric power system but also needs to ensure the safety and reliability of related businesses Has certain practical significance Aiming at this it is crucial to carry out relevant research on this subject
Key wordsOtns Network optimization Power systems Communication network
目录
1引言 1
11研究背景 1
12研究意义 1
2电力传输网络现状分析 2
21现网传输带宽需求分析 2
22光缆资源现状分析 3
23光传输网络架构分析 3
3OTN技术应优化设计原 3
31OTN技术简介 3
32优化工作总体步骤 4
33OTN网络配置优化原 5
331总体优化原 5
332网络拓扑站型业务端口优化配置原 6
333光放器系统优化配置原 6
334业务保护方式优化配置原 7
3 3 5网网络优化配置原 8
4OTN网络配置优化设计 9
41业务保护方式配置优化 9
411保护方案研究 9
412保护方式优化方案 11
42网网络配置优化 11
421DCN组网方式研究 11
422网网络配置优化方案 11
参考文献 13
OTN技术电力通信系统中应优化
1引言
11研究背景
电力系统通信网国家专通信网电力系统缺少重组成部分电网调度动化理现代化基础确保电网安全稳定济运行重手段时公司企业信息化建设重基础
着信息化智化数时代电力系统运行营活动网络通信带宽安全性求日益提高分析发现电力企业光通信网络建设程中中存三矛盾SDH带宽扩展性差日益增长带宽求间矛盾电力通信业务安全性求高光纤网络路足间矛盾电力通信专业员技水落新式通信设备操作求间矛盾
传统电力传输网络SDH技术该技术身原扩容难度限制带宽足导致快速增长带宽需求法快速响应OTN技术作较新容量传输技术相优势非常明显
课题研究旨通OTN系统应省级电力公司通信网络建设方法进行研究着力立足现光纤网络开展OTN网络组网优化时面电力行业通信员技水足针工程建设运维程中调测场景进行理分析试验探索总结操作理规范文立足解决OTN网络建设实际问题研建设运维阶段实施程中问题进行梳理探索结合电力系统实际场景OTN网络建设设计思路调试方法整系统性工作进行总结凝练形成电力系统通信网络建设场景进行推广理方法
12研究意义
着民群众环保意识增强环保需求日益增长清洁源需求日益增加西部区风水太阳等清洁源富集区电力系统作国家清洁源调配重工具西部区迎规模发展国现电力系统级发电厂变电站电力调度中心电力公司组成伴电力系统发展电网设备动化水电力企业信息化水断提升电力通信网带宽性求增长电力系统通信网作电力行业专通信网电力系统缺少组成部分伴着电力系统信息化智化发展需求断提升电力系统通信网承载业务逐渐单调度监控业务安全生产业务营销业务电话业务媒体营理行政理业务演变业务类型单SDHPDH制式演变GE10GE等承载数图语音等种媒体信息鉴信息通信电力公司生产理程发挥着越越重作电力通信网络满足电力系统特容量通信传输求
需保证相关业务安全具定现实意义
2电力传输网络现状分析
21现网传输带宽需求分析
西部区某省级电力企业现干二干骨干通信网络25G传输网组成承载实时业务(话音继电保护调度动化业务等)数通信网非实时数业务(公司信息化业务调度VPN业务行政高清会议电视业务应急指挥系统业务等)电网安全正常运行生产理提供必保证支撑现传输网传输容量限承载力较低新业务适应力较差满足某省级电力企业公司现运行生产理需[1]
着视频业务等类VPN业务需求剧增增加电力通信网传输容量需求省调备调州公司业务流量需求急剧升十三五期间类业务省调断面容量需求总预测达79G现光纤传输网SDH体系架构传输容量高扩充lOG带宽瓶颈问题非常突出现传输网络容量远远满足业务迅猛增长需求[2]
数通信网需求电力数通信网建设需求结合通信网络资源现状预计2020年业务带宽表21示
表21电力系统数网络带宽预期表
网络链路
网络节点
2020年底带宽
省公司联公司总部链路
第汇聚点(省公司)
10G
省公司第二汇聚点联公司总部链路
第二汇聚点(备调)
10G
市联省公司链路
信息网网
信息网备网
25G
25G
变电站信息网
变电站
100M
变电站汇集配电营业厅信息
变电站
1000M
2020年底某省级电力企业公司联公司总部带宽低10G市联公司链路低25G接入二级网变电站带宽低100M接入三级网变电站营业配电采集点带宽低1000M接入三级网电采集点带宽低10M
22光缆资源现状分析
截2017年11月底某省级电力企业公司辖县级通信光缆长度814373km中OPGW光缆计468819kmADSS光缆计338638km普通光缆计6916km省级光缆236046km中750千伏线路光缆50309km220千伏线路光缆17373km光缆类型OPGW占9890芯数24芯占7124[3]750kV输变电线路光缆建设3座220kV末端站外均形成光缆双路220kV变电站光缆双路覆盖率972
十五末光缆长度计9636kmo2011年2017年期间省级骨干通信网建设光缆11425km某省级调度楼形成4条入城光缆省级备调形成2条入城光缆[4]
二十年光缆进站改造某省级电力企业区域110kV变电站实现光缆接入率100110Kv站点均具备条光缆入局路纤芯资源较丰富光缆资源早构成限制光通信设备部署瓶颈电力系统光缆特点光缆单跨站距相较光传输参数求更严格单波40Gbps速率系统部署时容易受色散非线性参数限制光缆频繁开断系统稳定运行带较风险通业务需求分析电力系统业务具样性特征颗粒度10GEGE存相长时间业务需求支撑40Gbps100Gbps系统应场景
23光传输网络架构分析
某省级电力企业电网目前建成利750kV220kV线路部分110kV线路敷设OPGWADSS光缆托骨干通信网干线二干线电路制式均SDH干环网传输速率10Gbits传输速率均25Gbits[5]中干线电路光设备采中兴公司25G设备设备型号53855330少数站点采538053605320设备二干线电路设备均采华公司25G设备设备型号OSN3500Metro5000Metro3000Metro2050[6]
OTN技术应方面某省级电力企业公司建成覆盖省调备调等11节点OTN网络采40波XlOG系统网络环状+链状网络结构运行目前直处试验性运行市公司尚未实现OTN网络覆盖
3OTN技术应优化设计原
31OTN技术简介
OTN技术质波分复(WDM)技术WDM20世纪90年代发展较迅速种传输技术利丰富波长资源极提高系统传输容量根光缆纤芯部波长光信号时进行传输
oWDM20世纪90年代中期走成熟投入商目前商16^40波25Gbs10Gbs160波10Gbs逐渐开始商超长距离超高密度方发展[7]
WDM传输系统发送端采合波器传输光载波信号进行复接接收端采分波器分离出波长光信号实现1根纤芯中传输光载波目前WDM分粗波分复CWDM)通道间隔<50GHz密集波分复(DWDM）通道间隔<100GIIz超密集波分复(SDWDM)通道间隔<25GHz
OTN定义电层光层两层功ITUT6872定义OTN分层结构整光层细分光信道层(OCh)光复段层(OMS）光传输段层(OTS）[8]
OTN拥完整帧结构定义利电层技术种客户信号统封装成OTUk帧然网络间传递OTUk帧利波分复技术实现容量业务传送电层开销光层开销实现强网络维护理功OTN帧结构图示户信号光通路数单元支路单元群(ODTUGk)映射ODUkODUk映射OTUk(V)OTUk(V)映射（HCr)[9]
课题研究基系统采OTN设备华公司提供OSN8800T32OSN8800通台型设备
OSN8800T32型子架
系统中充电子架时充站点子架该型子架拥32业务槽位配置交叉板光线路接口板客户侧接口板等业务单板落穿通业务进行交叉调配系统中定数量OSN6800型子架OSN8800T16型子架部分站点电子架槽位数量足情况作电子架补充功OSN8800T32相交叉容量兼容板卡类型更少OSN8800通台型子架[10]
系统中充光子架该型子架站作子架进行配置(子架配置SCC板卡业务槽位16)光子架配置类合分波单板光功率放板光监控板光谱分析板等提升运维便利性系统中光子架应特定光方搭载光放类合分波类单板光监控类单板通常单光方
32优化工作总体步骤
网络优化设计工作项研究工作重点时整程中工作量信息处理步骤步骤工作分站型业务端口光放系统业务保护方式网网络等4方面优化工作分项容时包含较分支容整工作步骤间机结合形成终优化设计方案图21展示部分研究工作总体结构步骤关系[11]
图21网络整体优化工作结构图
33OTN网络配置优化原
331总体优化原
站址选择工作点生产行政数网络需求必站点进行组网覆盖时站点光缆路丰富程度站点供电稳定性进行站址选择站点出局光缆路安全性等级进行评估终网络拓扑结构进行合理优化
项课题研究容现运行华OTN网络进行扩容OTN网络电交叉站覆盖省调备调州公司调建现运行750kV变电站
项研究通现站光纤数资源进行分析站点选择原确定网络拓扑结构
网络拓扑优化总体思路
（1）合理选择路均匀选择站距选路情况拉曼放器遥泵放器解决长站距问题
（2）避开光缆性较差纤芯资源足光路
（3）量OPGW光缆(性较高)承载光路
（4）优化拓扑结构减少光路跳接点
（5）保证10市调度中心17座750千伏变电站接入
332网络拓扑站型业务端口优化配置原
流OTN网络建设技术方案中推荐设置站型两种电交叉站光放站期建设工作中站点站型选择优化意义节省投资简化设备配置时网络功完善限度满足前未业务接入需求时兼顾提升建设效益降低运维难度完善网络功三方面[12]
(1)站点设备配置原
①业务需求配置
课题优化配置思路十三五期间电力企业业务需求建设OTN网络中系统光线路部分包括光放系统合分波器系统控制交叉矩阵站端设备光缆等技术标准40X10Gbs配置满足十年电网发展需求系统留扩容余量满足期发展配置[13]
②根OSNR传输距离限制设置电中继站
③业务站点电中继站点配置OTN电交叉设备便业务调度
④现运行相关站点补充光谱分析板更换调光衰合波板便期维护理
⑤更换现运行光路部分光放板满足相关跨段波道增加光路衰耗求
(2)电交叉连接设备配置原
①设备配置应考虑运维改造需
②设备数量应首先满足系统组网配置求设备交叉容量扩容性应适考虑业务发展需求
30OTN电交叉连接设备般采支线路分离OTU线路板卡逐站电中继进行配置
④客户侧板卡端口配置应满足类业务接入需求
333光放器系统优化配置原
光放系统配置优化需跨断业务传送力光缆物理条件间进行衡考虑电力通信光缆伴次线路进行架设跨段相较远光放器较光放系统配置典型化效降低运维员运维难度提升优化设计便利性光放系统配置需传输系统结构线路光缆实际衰耗熔接质量进行精确计算确定次优化优化研究程中光放系统配置计算成部分优化设计核心容
OTN传送层物理结构分光通路(OCh)层光复段(OMS层光传输段(OTS层系统参考结构图31示
图31传输系统参考结构示意图
OTN系统网络构建托某省级电力企业公司现级通信站变电站间光缆线路开展建设特点体现光缆线路长光纤质量较差站点间路程远数跨段需超长距WDM系统规范开展设计[14]
334业务保护方式优化配置原
业务保护方式业务安全运行关键针种类业务网络结构应选取保护策略方式提升业务安全性复杂冗余保护方案带较高性增加项目投资项研究旨立足现网技术方案限度提升业务运行安全性
OTN业务保护倒换方式根倒换发生层面分光层电层两类保护结构角度分析保护结构SDH类似分线性环网两类线性保护分四类基光层光线路保护基光层光复段保护基光层光通道保护基电层ODUk SNCP保护环网保护分两类基光层光波长享环网保护基电层ODUk环网保护[15]
OTN类保护方式分类见图32
图32保护分类示意图
3 3 5网网络优化配置原
网网络组网提升系统监控稳定性重手段通方面评估带外种网通道网络中网元实现缝监控通优化组网方式降低网元脱概率
（1）网系统架构配置原
OTN系统网络理采分层理模式OTN系统逻辑功划分三层网元层网元理层网络理层分层结构见图33
图33OTN网络理分层模型示意图
网元层面物理网元理控制通常网元理层进行控网元理层网元层设备进行控层部署网元级网络理系统直接理控制OTN设备通网系统加载中种网元进行理操作
网络理层网络层面OTN网络进行理端端业务进行理力
子网理系统(SNMS位网络理层SNMSEMS部署方式分散部署集中部署接入更高层次统网系统实现跨厂商全网理
维护终端(LCT)OTN系统设备现场安装程中设备开局统网设备监控进行基操作满足开局现场简单运维需LCT版网功存诸限制辅助理
(2)网系统协议配置原
某省级电力企业省调目前现运行1套华OTN网系统网容量满足优化扩容需求新增网系统
网元网元间通数通讯网ECC通讯网网元间通常通专数通信网进行通讯ECC协议OSI协议TCPIP协议网网元间理支持Q3Qx协议
4OTN网络配置优化设计
41业务保护方式配置优化
411保护方案研究
（1）线性保护研究
线性保护包括类光线路保护(OLP光复段(OMSP)保护光通道层保护(OCPODUkSNCP保护
光层线性保护采光开关实现类似SNCP双发选收功般需配置保护两端站部署光开关(OLP单板)然站间两条分离光缆路光线路光复段进行保护倒换需APS协议通常单端倒换电层线性保护原理SDH非常类似采交叉板实现
①光线路保护OLP
OLP部署两站间光线路两端仅通双发选收切换光缆路线路信号保护站部署光放系统数量保护系统相额外增加投资相关保护方式示意图见图41
图41光线路保护方式示意图
②光复段保护OMSP
OLP部署合分波器件间意味着整光复段进行保护切换模式光线路OLP类似增加保护范围时相应光放系统性分析系统投资会时量增加
③光通道保护ocP
a)光通道1+1波长保护
OLP单板部署两侧客户侧单板OTU单元侧保护范围单业务通道通OLP单板客户侧信号分两路分复进两波道通发选收实现保护种方式应站交叉板情景保护方式缺乏实性波道利率灵活性降低配置操作较复杂需业务进行保护时需OLP单板OUT单板数量较实际建设程中方法成扩展性均具备优势
b）光通道1+1路保护：OLP单板部署两侧OUT单板合分波单元侧保护范围单通道通OLP单板OTU信号分成两路接入合分波单元中通发选收方式实现客户侧信号保护切换模式类似种方式应站线路板数量足情景种保护方式缺乏实性保护范围配置操作较复杂需波道进行保护时需OLP单板数量较实际建设程中方法成扩展性均具备优势
ODUk SNCP保护
ODUk SNCP保护模式种基OTN交叉单元保护方式种点点保护机制应受光网络组网结构限制具备路实现保护功
SDHSNCP相似倒换类型OTN子网连接保护包括1＋1保护M∶N保护
a）1+1保护：
种保护模式赖OTN电交叉单元发选收功复支路业务ODU通道进行保护保护粒度ODU0（125G）ODU1(25G)ODU2(10G)等级保护模式需交叉板发SNCP通道桥接交叉板接收端根工作源保护源两路信号优劣选收种保护模式支持单端倒换模式双端倒换模式需调APS协议倒换速度快配置发直接通网进行操作部署简单灵活成较低
b)MN保护
种保护模式类似SDH1N复段享保护模式保护级然单复支路业务ODU通道N工作ODUkM保护ODUk进行享通常保护ODUk承载安全性求较低业务类业务保护发生保护倒换时业务会发生中断ODUkMN保护样支持单端倒换双端倒换种保护模式需保护组进行调APS协议进行网元间交互
(2)环网保护研究
环网保护环形结构网络拓扑中根保护原理分基光开关实现光波长享保护环利OTN电交叉实现ODUk环网保护两种方式仅支持双倒换需配置APS协议
①光波长享保护环
光波长享保护中保护倒换粒度OCh光通道OChSPRing保护业务路节点路节点直接进行双端倒换形成新环路光波长享保护配置时求业务双工作波长异波环网中站点间业务保护相波长完成实现波长享节省波长资源
②ODUk环网保护
ODUk环网保护通电交叉单元发交叉连接支路侧接入信号发保护工作通道两通道占1ODUk通道ODUK复条业务进行保护条业务享1保护通道带宽利率会极提高节约带宽资源
412保护方式优化方案
进述类保护方式进行分析类业务保护方式特点进行整理总结应场景做纳
工程750kV基础构建OTN传输环网调省调备调均建设2条独立光通道工程调省调备调均拟采取基ODUkSNCP1+1保护
42网网络配置优化
421DCN组网方式研究
DCN网络划分部DCN外部DCN
(1)外部DCN
实际组网中网网关网元部署点网关网元接入网系统需助独立网网络太网交换机路器等设备搭建带外DCN网络工程中带外DCN网络进行规划建设直接通现SDH传输设备网关网元站点网服务器部署站间建立专线汇聚通道配置相应保护策略增加额外投资抗障力强
(2)部DCN
部DCN通光(OSC)监控电(ESC)监控实现
光监控通道需额外部署光监控类单板通1510nm波长光信号通FIU单板数光通道光监控通道合波发送光纤线路进行传播OLAOTM等种部署光监控单板站点实现监控功
电监控通OTN帧中ODU开销中GCC字节实现DCN数传送需额外部署相应器件直接OTN帧部字节进行传输数帧通道OLA(光中继站)监控理
DCN网络结构应充分考虑抗点网络障力量组成环工程中存OLAOTM等种站型单带监控模式足满足网络理需求工程中监控信道种部DCN监控方式复合组网
422网网络配置优化方案
课题拟选光监控信道构建部DCN网络具体优化配置方案具备开通光监控信道OTN网络中通常光监控信道独立数通道理数进行传送受光放单元障影响单独运行网系统直接通太网登录网元1SCC网元1进行直接理通网元1
相连光监控通道网元23类远端设备进行远程理实现整网络理光监控信道采波长1510士10nm速率2Mbs物理接口符合6703建议求
工程osc相关配置前文OTN设备配置中考虑
工程扩容OTN网络规模适中宜网络整体作1域网络整体作1域1套网全网设备统理网络理简便投资较少
参考文献
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