摘要：本文通过对SDH、WDM、OTN、PTN技术进行分析，提出了适合省级电力骨干传输网的技术体制。
关键词：骨干传输网；技术体制
0 引言
省级骨干传输网一般按双平面架构方式，生产控制类业务承载应以A平面为主，生产管理类业务承载应以B平面，主要覆盖省调、省通信第二汇聚点、地调、地市通信第二汇聚点、省调直调厂站。
本文通过对多种通信方式进行分析，提出适合省级电力骨干传输网的技术体制。
1 技术体制概况
目前的传输网技术一般包括有线传输和无线传输，其中以有线传输方式（光纤通信）为主，无线传输方式作为有线传输必要的补充，对有线传输难以覆盖的区域进行覆盖。
经过几十年的发展，光传输网继准同步数字体系（PDH）、同步数字体系（SDH）后，近年来陆续出现了多业务传输平台（MSTP）等新技术。从总体来看，光网络技术的发展趋势体现在3个方面：在形态上，走向传输与交换的融合；在硬技术上，走向全光网；在软技术上，走向智能网。
在通信领域，近年来伴随着层出不穷的技术创新，通信技术呈现出日新月异的发展态势。目前常用和逐渐成熟的光传输技术包括SDH、MSTP、WDM、OTN、PTN等。
2 技术体制介绍
2.1 SDH技术
SDH是一种将复接、传输及交叉连接功能融为一体的时分复用（TDM）同步数字传送网络。它可通过网管系统实现网络配置、有效管理、实时监控、动态网络维护等功能。是非常成熟光传输技术。
SDH设备具有种类多样、电路调度管理灵活、网管能力强等优点，但是传统的SDH光网络主要为以语音业务为代表的固定带宽业务而设计，其拓扑结构以线形和环形为主，业务配置时，需要逐环、逐点配置业务路径及时隙，业务配置比较复杂。在这些拓扑结构下实现的保护方式有着快速保护倒换的优点，但其网络扩展性差，并且由于环网保护需要预留一半带宽，因此带宽利用率较低。随着网络规模越来越大，网络结构日渐复杂，管理、维护方面的问题也越来越突出；同时，当网络牵涉到多厂家的设备互连时，需要人工协调的工作量会更大，造成效率很低。伴随着甘肃电网骨干传输系统数据量的增大，业务种类的增加，传统的SDH技术由于调度颗粒小、传送容量有限、保护方式不灵活、对业务的支持程度不高，在扩展性和效率方面都表现出了明显不足。
2.2 MSTP技术
由于IP业务的迅速增长，MSTP技术解决了IP业务直接接入SDH网络传输的问题，是在SDH技术上的，把以太网、异步传输模式（ATM）等多种业务进行汇聚并进行有效适配，实现多业务的综合接入和传送的多业务平台。
MSTP的基本特征是通过对以太数据帧和ATM信元的封装，实现基于SDH的多业务综合传送。MSTP的技术定位在融合TDM和以太网二层交换，通过二层交换实现优化数据在SDH通道中的传输，并有效解决分叉复用器（ADM）/数字交叉连接设备（DXC）业务单一和带宽固定等问题。
MSTP的引入极大地丰富了光传输网络的接口方式，能够接入TDM、IP业务，并在数据层提供了汇聚和交换功能，使得光传送网的使用更为便捷和高效。向下一代网络过渡将遵循一些共有的原则，如：保护既有投资的原则，业务优先原则，产品成熟优先的原则。这些原则在MSTP身上都贯彻得相当完备。MSTP技术是以SDH技术为基础，继承了其优异的组网及保护能力，并提供对IP数据业务的统计复用功能，提高带宽传输效率，实现TDM/IP综合业务的统一传送，从而成为低成本而又有竞争力的传输网建设方案的首选技术。
MSTP是现网中承载E/FE、GE、ATM等数据业务较简单、快捷、较少投资的承载方案。对于新建网络，如果以TDM业务为主，IP业务不超过70％，MSTP是成熟、经济的承载方案。
2.3WDM技术
随着高带宽业务需求的剧增，对传输网容量的要求也越来越高。电信号处理的方式，处理能力是有极限的，目前使用较多的10G SDH造价高，且带宽能力进一步扩展的空间也有限，难以满足更高的要求。WDM（波分复用）、光交换技术以其独特的技术优势和多波长特性，正在向人们展示通过波长通道直接进行联网（即光网络）的巨大潜力。
按照通道间隔的差异，WDM可以分为CWDM（粗波分复用，通道间隔小于50nm）、DWDM（密集波分复用，通道间隔小于等于0.16nm）、SDWDM（超密集波分复用，通道间隔小于等于0.04nm）。
WDM具有大容量、长距离的传输特性。但主要限于点到点的线性组网，目前WDM组网正在向可重构方向演进，基于WSS、WB、可调解激光器的技术发展使得ROADM逐步得到广泛的应用。DWDM适用于传送网络的核心和骨干层。
2.4PTN技术
PTN是面向分组传送的新一代光传送技术，是一种能够支持电信级以太网业务，兼容TDM、ATM等传统业务的综合传送网技术。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆为适应分组业务的传送，PTN在传送网中引入了分组特性，主要用于多业务的环境，具备TD M/ATM over Packet的业务接入、汇聚和传送能力及以太网的低成本和统计复用的特点，支持时钟同步、类似SDH的保护、以太网端到端的性能监控和管理维护。
PTN分组传送网络一方面集成了面向MSTP网络在多业务、高可靠、可管理和时钟等方面的优势，另一方面又具备以太网的低成本和统计复用的特点，是下一代网络的核心技术之一。
PTN主要为数据业务的传输而服务，因此它主要提供GE、FE接口，也可以提供2M或者STM－N接口。PTN目前有两大类，一类是由MSTP演变的T－MPLS，另一类是由数据设备演变的PBB－TE，通常传输厂商的产品属于前者，而数据厂商的产品属于后者。由此可见，PTN从根本上来说就是一种基于新内核的MSTP。
经过实践和研究发现，只有当全网的IP报文流量超过整个网络承载业务流量的70％以上时，采用PTN建设传输网才能在体现整网的成本优势。也就是说，PTN建网主要满足IP业务承载，在TDM、ATM不是主流业务时，PTN才是最佳建网选择。PTN主要用于解决接入/汇聚层的传送问题，所以PTN技术主要应用于传输网的汇聚接入层。
2.5OTN技术
光传送网（OTN）是继SDH、WDM等技术之后出现的新型传送网络技术，其继承了SDH和WDM技术的主要优势，同时采用了大带宽颗粒调度、多级串联连接监视（TCM）、光层组网等更多的新型功能，满足目前及今后大带宽业务传送及传送网络提供灵活、高质量业务等新型需求，是下一代传送网应用的主流可选技术。
OTN体制消除了交叉速率上的限制，可随着线路速率的增加而增加，也可通过反向复用来适应线路速率的变化，即各个部分可分别设计、独立发展，可扩展性好，几十T级别的交换容量较易实现，成本低，易于管理。通过OTN帧结构和多维ROADM的引入，大大增强了光层的组网能力，改变目前WDM主要点到点提供传送带宽的现状，而采用前向纠错（FEC）技术，显著增加了光层传输的距离（如采用标准G.709的FEC编码，光信噪比（OSNR）容限可降低5～7dB）。另外，OTN将提供更为灵活的基于电层和光层的业务保护功能，如基于ODU层的SNCP保护和共享环网保护、基于光层的光通道或复用段保护等。OTN提供和SDH 类似的开销管理能力，OTN光通路（OCh）层的OTN帧结构大大增强了OCh层的数字监视能力。另外OTN还提供6 层嵌套串联连接监视（TCM）功能，这样使得OTN组网时，端到端和多个分段可以同时进行业务性能监视，实现分级和分段管理。
SDH/SONET系统由于采用同步复用方式，要求全网同步，而OTN采用异步映射、异步复用机制，不需要系统全网同步，消除了由于同步带来的限制，可以简化系统设计，降低实现成本，同时也可节省时钟同步设备的建设成本。传统WDM不具备光/电层的调度能力，连接固定，只定位于简单的业务承载、扩展传输距离和节省光纤的应用，基于OTN的传送设备具有波长/子波长复用、交叉连接能力，同时能够提供强大的OAM功能，提升网络生存性，可构建灵活的、可管理可运营的光传送网络。通道交叉连接功能的集成，还使OTN设备具备了支持波长/子波长级ASON/GMPLS功能的能力。
OTN技术兼有传统SDH/SONET和WDM的优势，同时又保持了对他们的兼容能力。经过多年的发展，OTN技术已完全成熟，接口OTN化的SDH/SONET/WDM设备也已取得大量应用，适用于要求大量大颗粒业务（如：GE、10GE、2.5Gb/s、10Gb/s等）调度，大容量传送的骨干网和核心层。
3 技术体制选择
建立一个综合、经济、可靠、有效的传输网络，选择最适合的传输平台，既能满足现在电力系统语音、数据、图像等各种业务的需求，又能面向未来，支持不断增多的用户、更大的带宽以及新的业务需求，是建立传输网的关键所在。
目前常用的MSTP、WDM、OTN、PTN等传输技术各有特点，可以应用于不同的传输网络。传输网技术体制的选择原则就是根据业务类型、现有网络的结构、未来发展，选择最适合的技术体制和最佳的应用模式，不过分保守，也不盲目追求先进技术，对于电力通信传输网络来说，没有最好的技术，只有最适合的技术，最适合的就是最好的。
MSTP技术是在传统的SDH传送平台集成2层以太网、ATM等处理能力，增强传送节点多多类型业务的综合承载能力。MSTP是现网中承载E/FE、GE、ATM等数据业务最简单、最快捷、最少投资的承载方案。对于新建网络，如果以TDM业务为主，IP业务不超过70％，MSTP是最成熟、价格最低的承载方案。技术成熟，市场应用广泛。
WDM具有大容量、长距离的传输特性。但主要限于点到点的线性组网。
OTN是真正面向多业务，提高封装效率，保证透明性，实现多网络互联互通。OTN包括电层和光层两层功能。光层完成以下功能：波分复用、复用段保护、光放大和光中继、光层性能监控、波长交叉调度和保护恢复；电层完成以下功能：客户信号的封装映射，包括但不限于STM－N，IP分组，ATM信元，以太网帧、前向纠错FEC、电层性能监控。OTN技术的最大优势就是提供大颗粒带宽的调度与传送，因此省际干线传送网、省内干线传送网可考虑采用OTN技术构建。
PTN分组传送网络一方面集成了面向MSTP网络在多业务、高可靠、可管理和时钟等方面的优势，另一方面又具备以太网的低成本和统计复用的特点，是下一代网络的核心技术。PTN建网主要满足IP业务承载。
4 结论
通过分析可知，省级骨干传输网A平面主要承载生产控制业务，仍适合采用SDH/MSTP技术组网，B平面主要承载生产管理业务，可根据传输容量采用OTN/PTN技术组网。
参考文献
[1]Q/GDW 11358—2014.电力通信网规划设计技术导则[S].国家电网公司，2014.
论文作者:尹弘亮1,田云飞2,张海生2,程紫运2
论文发表刊物:《电力设备》2017年第34期
论文发表时间:2018/5/15
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