云南电网省级OTN光传输网的建设及应用

云南电网省级OTN光传输网的建设及应用

朱红杰蒋俊飞毕君钊师超

（云南电网有限责任公司保山供电局云南保山678004）

摘要：针对云南电网省级光传输网在信息化发展和存在的问题，分析了省级光传输网平台建立的必要性，阐述了新省级光传输平台建设的原则和具体方案，提出了建设省级光传输网设备选型和网络规划拓扑图，介绍了OTN光传输在业务数据网建设中，大颗粒，大容量，高效率的优势，实现了省主备数据中心与地州供电局高宽带、高效率的互联互通。

关键词：电力通信;综合业务数据网;OTN;信息化

一、引言

中国南方电网有限责任公司“十二五”通信发展规划中明确提出建立“广域覆盖、高速宽带、安全可靠、适度超前、技术先进”的电力通信网，电力通信网在公司安全生产、信息化建设中发挥重要的作用。其中，综合业务数据网承载的业务从传统的网络访问、模拟监控信号等低带宽要求业务类型向大集中数据系统、数字视频监控、高清视频会议系统和统一通信系统等高带宽要求业务类型转变。传统的MSTP光传输网承载数据业务通道的方式已经不能满足新的信息化建设要求，因此，综合业务数据网必须引进适合IP业务承载的技术，构建省级传输网络。

二、省级OTN光传输网建设的提出

（一）云南电网综合业务数据网发展概况

“十五”后，云南电网建成以ATM技术为骨干，帧中继和数字数据网为汇聚和接入的覆盖全省主要站点的广域网平台，随着近几年信息化建设，“十一五”期间，云南电网已建设完成覆盖省公司、各州市供电局及县供电公司的综合业务数据网，搭建起安全可靠的统一IP网络支撑平台，为“十一五”期间云南电网信息化应用的发展奠定了基础。云南电网综合业务数据网采用广域数据网和城域数据网两级组网，承载的业务主要包括生产管理业务、营销业务、财务业务、人力资源业务、H.323视频会议系统、VOIP系统、各种数据应用业务系统、Internet访问等，各应用系统采用省级大集中模式，全省各供电局的统一互联网出口位于昆明，各类业务流向以省中心、地州供电局及县公司为中心，呈现明显的星形汇聚模式。

综合业务数据网由数据中心、广域网和各地州城域网构成，网络通过县-地-省业务的层层汇聚实现了全省范围内除调度类业务的所有生产管理类业务的承载及统一的互联网接入。

（二）云南电网省级光传输网发展概况

云南电网第一条光纤是鲁布革电厂在二十世纪八十年代建设的，该线路采用普缆，沿10kV线路同杆架设，全长3.4km。在随后几年，ADSS、OPGW光缆陆续在云南电网通信采用，云南电网通信迈进光纤化、数字化、宽带化发展道路。截止2012年底，云南电网已建设运行光缆总里程21596公里,其中OPGW光缆占光缆总长71.99%，ADSS光缆占光缆总长22.11%，其他占光缆总长5.92%。随着云南电网“十二五”期间35kV变电站光缆全覆盖项目的实施，云南电网所有35kV以上变电站将实现光缆的全覆盖。

云南电网光传输网分为省干光传输网和地区光传输网，主要采用SDH和MSTP技术，部分站点设备支持ASON功能，省级光传输网实现全部站点双平面覆盖，带宽以2.5G为主，部分主干环路带宽为10G。云南省干光传输A网由滇东环、滇西南环、滇东南环及部分支线组成，部分155M利用率较高。云南省干光传输B网由省调环、滇东环、滇西南环、滇东南环组成，部分传输段利用率已经超过70%。

（三）建立省级OTN光传输网的必要性

按照南方电网公司及云南电网供电在信息化建设方面的要求，在十二五期间，公司信息化将在提升企业核心竞争力、提高管理水平上发挥更重要的作用。综合业务数据网作为信息化应用的最基础的部分，承担着信息高速公路的角色。“十一五”期间虽然云南电网信息化达到了A级水平，但作为信息化基础平台的综合数据网的建设水平，特别是在网络带宽这个最重要指标方面落后于广东电网、贵州电网和广西电网，甚至在一定程度上限制了云南电网信息化应用的发展。随着业务IP化的演进及云南电网信息化水平的快速提升，目前的综合数据网带宽受限问题突出。

1.各供电局至省中心带宽普遍为155M或百兆，只有少部分供电局带宽为622M，县公司接入带宽为8M。部分供电局的流量已经达到物理带宽的上限，其他供电局流量也基本占物理带宽的50%～70%，属于重度负荷水平；8M带宽不能满足县级供电公司的要求，尤其是在智能配电网建设的大趋势下，带网络带宽要求会更高。

2.在智能电网建设的大背景下，各地州供电局与省公司互联的信息高速路是关键，网络的带宽决定着智能电网信息化建设的效率。南方电网在“十二五”信息化建设规划中明确提出了综合数据网带宽要求，各供电局至省公司数据中心的网络带宽应达到2G，至容灾备份中心的网络带宽应达到2G；到2013年，县公司接入带宽应达到300M，2015年达到1G。云南电网综合数据网现有互联带宽距相关要求差距甚远。

“十一五”期间，云南电网综合数据网数据中心网络实现了万兆互联，骨干网络设备部分具备万兆的交换能力，但受传输网可提供带宽限制，带宽扩容无法开展。根据2012年的数据统计，综合业务数据网占用带宽已超过现有各级光纤传输网使用带宽的40%。分析综合数据网目前出现的带宽瓶颈问题，根源主要在于现有基础传输网：

1.现有省级光传输网络最大容量仅为2.5G，地区传输网普遍的传输容量为155M或622M，可用带宽已严重不足，加之其技术体制主要适合对电网生产调度核心实时业务的承载，无论从扩容能力、对IP业务的承载效率等各方面考虑，都难以满足对大容量数据业务承载的需求。

2.“十一五”后期随着县级电力公司管理一体化的迅速推进，县级供电公司光纤覆盖率仅为60%，宽带带宽最高为8M，这两项指标制约着县级供电公司信息化的应用发展。

3.传输设备存在设备老化，停产问题较多。云南省干A光传输网络始建与2003年，早期建设投产的光设备已经运行十年左右，不可避免的出现设备老化，运行可靠性降低、设备停产等问题。自2006年起，省干A网光传输设备故障率呈逐年上升的态势，设备板卡故障频率逐年升高，设备配件逐渐停止生产，光传输网络可靠性降低。

4.传统的电网通信业务有单一，窄带化的特点，主要业务有调度、行政电话、电话会议、自动化信息通信等。但随着大数据时代的到来，光传输网络需要承载大颗粒的IP业务。云南电力通信只靠省干A/B光传输网已经无法满目要求，尤其随着网络运行时间的增加，逐渐显现不少薄弱环节。

根据以上分析，“十二五”期间综合业务数据网平台应能满足骨干万兆、接入千兆的带宽要求，形成上下贯通的数据高速公路，才能满足“十二五”期间云南电网信息化应用的发展，为各项信息化业务系统提供高速的基础网络平台。现有的综合业务数据网带宽、网络架构和业务接入方式、软硬件平台和性能等技术已显得相对落后，不便于网络的扩展和满足新业务的接入，为了应对云南电网业务的发展，确保新业务的接入，并保证云南电网综合数据业务的可靠高效运行，便于各种业务应用系统的高速扩展需要，并保障各种网络应用业务系统的传输效率，需要采用业界先进技术对目前网络平台进行软硬件升级和对网络结构进行扩展建设工作。

综合业务数据网的高带宽互联，需要大容量基础传输平台的支撑，现有传输网无论从扩容能力、覆盖范围、对IP业务的承载效率等各方面考虑，都难以满足大容量数据业务承载的需求，建设一个大容量、高可靠、适合IP业务承载的新基础传输平台已迫在眉睫。OTN光传输网络在电力通信传输网建设的主要优势：

1.OTN技术采用波分复用，光缆的利用率高。OTN的传输容量大，一根光纤可容纳T级业务容量，一对光纤可相当于SDH使用40对光纤，建设方可不用再担心新业务对带宽带来的压力。

2.OTN省干光传输平台与原SDH光传输平台可独立运行，分别承载不同类型的业务。OTN传输平台可用于大颗粒业务的传输，及综合数据网业务的传输；原SDH传输平台适用于小颗粒业务的传输，专用于生产业务的传输，提高可靠性。

三、云南电网省级OTN光传输网建设原则及方案

(一)建设原则

云南电网省干OTN光传输平台主要承载综合业务数据网业务，需满足大容量IP业务的传输，运行可靠性高，能为云南电网信息化建设提供坚实的基础。覆盖全省骨干广域网采用双星行结构，省公司设立数据中心，异地建设容灾备份中心，两个数据中心之间万兆互联，OTN光传输平台要实现综合数据网实现省地万兆互联，桌面千兆接入。

省干OTN光传输平台分为省干网和地区网，采用省干网先建设，地区网逐步建设的方式，分布完成覆盖全省所有地县公司的网络。

（二）建设方案

现有传输网络已无法满足“十二五”信息化发展对通道带宽的需求，新建省干传输平台需实现对信息化业务的可靠、高效承载。新传输平台将以数据业务承载为核心，按省级传输网和地区传输网络两个层级分层、分步建设。

新传输平台与原有传输平台及业务承载关系如图1所示：

新网络与原有A、B网独立运行，C网主要提供省中心—地区供电局—县公司间综合业务数据网设备间的大容量互联通道，支撑信息化应用对高带宽互联的需求；A、B网主要承载调度生产相关的实时业务，并提供变电站至地区供电局间的数据网络接入通道。

四、云南电网省级OTN光传输网的建设及应用

云南电网省级OTN传输网采用OTN技术组网，OTN设备62套，传输容量40×10G，整个项目最长一个传输段跨距为277公里，是南方电网范围内第一个采用OTN技术的工程，于2013年6月正式建成投运，整个项目涉及站点共包括2个中心局、16个供电局，120个县电公司，以及若干中继站点（变电站），在中心局各配置一套网管主站，各供电局配置1套LCT维护终端。项目实现全省17个供电局至省中心带宽达万兆，全省120个县公司至供电局带宽达千兆的建设目标。

（一）设备选型

云南电网省级OTN光传输网共建设62个通信节点，全部采用阿尔卡特朗讯1830PSS。该系列设备支持光交叉、电交叉、光电混合交叉功能，其中光交叉提供OCH光层调度能力，实现波长级别业务的调度和保护恢复；电交叉完成ODUK级别的电路交叉功能，为OTN网络提供灵活的电路调度和保护功能；OTN光电交叉设备可以与OTN光交叉设备相结合，同时提供ODUK电层和OCH光层调度能力，波长级别的业务可以直接通过OCH交叉，其他需要调度的业务经过ODUK交叉，两者配合可以优势互补，有同时避免各自的劣势。

云南电网省级OTN光传输平台是为综合数据网提供传输通道，业务类型为大颗粒的IP业务，因此每个供电局配置为可上下业务的终端OTN设备，其余变电站根据组网情况配置光交叉、光电交叉和光放大设备。

（二）网络规划

省级传输网建设采用40x10GOTN设备进行组网。根据现有光缆资源情况，省级传输网组网拓扑如图2所示：

省级OTN网络中，除省中心和各地区供电局站点外，其余各站点均不上下业务，各地区供电局主、备路由器直接通过独立波长实现与省数据中心、省数据备份中心核心路由器的透明互联，单波速率为10G。为保障业务的可靠承载，各站点设备关键板卡均采用1+1备份配置，并通过波长保护技术实现对业务波长的环网保护。

项目实施中，站点选择尽量精简，结合光缆现状及长跨距投资成本综合考虑，原则上各单跨站距控制在160KM以内，部分超过160KM的站段采用拉曼放大、遥泵等技术实现；

充分考虑业务承载可靠性。采用环网组网将各业务波长通过环网实现保护；各供电局由于入城光缆可靠性不佳，采用OSC方式实现接入段保护，控制由于相关站点入环增加全网运行风险；对于不上下业务站点，按中继站方式配置，主要完成信号放大、色散补偿及非线性控制。

五、结语

随着云南电网OTN传输网络的建成，光缆资源不断的丰富，云南电网“十三五”规划中的信息化建设目标拥有牢固的基础。但鉴于OTN网络在电网运用时间还不长，运维的经验缺乏，必须要加强OTN传输设备运维的管理。

参考文献

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[2]孙海蓬，刘润发，于昉.电力OTN骨干通信网组网策略研究[J].电力系统通信，2012,6,10，第236期33卷.

[3]王俏文，吕华辉，陈曦.中国南方电网有限责任公司“十二五”信息化规划.中国南方电网有限责任公司.2010