近年來，隨著南方電網大集中式的信息業務、高清視頻會議以及異地容災備份等系統的大量應用，電力生產和管理對通信網帶寬、容量、質量、安全等方面提出了更高的要求，傳統電力調度生產業務類型將由64k、2M 等轉向GE、10GE 等大顆粒IP業務，以支持TDM業務為主要功能的現有MSTP/SDH光傳輸網絡，在業務流向、流量、接口擴容能力等方面都無法滿足要求，引進適合IP業務承載的技術規劃建設廣東電網省級電力骨干寬帶光傳輸網勢在必行。
MSTP技術是目前最成熟的多業務傳輸技術，組網靈活、業務分插方便、設備穩定、成本低廉、應用廣泛。ASON（Automatically Switched Optical Network，自動交換光網絡）技術是對MSTP技術的一種革新與改進，其增加了控制層面，使網絡更趨智能化，采用該技術可實現網絡拓撲自動發現、業務帶寬動態分配、在線業務優化調整、端到端業務的智能開通等功能，而且網絡保護與恢復會更加靈活可靠。這兩種技術偏重于業務的電層處理，具有靈活的調度、管理和保護能力，OAM功能完善。但是，它以VC4為基本交叉調度顆粒，采用單通道線路、容量增長和調度顆粒大小受到限制，無法滿足業務的快速增長需求。
OTN（Optical Transmission Net，光傳送網）在繼承了傳統DWDM （Dense Wavelength Division
Multiplexing，密集波分復用）技術優點的基礎上，很好地增加了組網的靈活性和電路調度的靈活性，實際上是ASON與DWDM 的綜合體，可以面向多種業務（語音、數據等），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網絡應用需求分析
信息業務需求
隨著廣東電網信息化管理發展，“十二五”期間省網及地區供電局的數據網業務量大幅增加。根據信息化全省數據大集中、全省統一Internet出口、IDC數據機房異地容災備份、大規模建設高清視頻會議系統等業務需求，各地區供電局至省公司本部帶寬需求為2Gbit/s，地區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，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，廣東電網主干傳輸網絡由傳輸A網、傳輸B網雙平面組成。省網傳輸A網核心層帶寬為2.5Gbit/s，承載了線路保護、安穩系統、EMS、PMU系統等傳統電力二次2M業務和調度數據網業務等。結合近期廣東電網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網中，羅洞廣東中調的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，現有傳輸網絡的帶寬在保證安全生產和容災應急后，帶寬已非常緊張，有必要建設寬帶傳輸網滿足業務發展的需要。
其他潛在業務需求
智能電網是南方電網發展的方向，智能電網技術也是“十二五”期間應用熱點。智能電網在傳統電網的各方面都擴展了新業務應用，在調度端實施了一體化智能調度系統，合并采集和使用各廠站監測數據，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測業務、視頻監控、智能巡維系統等應用。高壓線路增加了智能線路監測業務。配電網增加了智能配電自動化、智能電表、配網保護、分布式電源、儲能站和充電樁的監控信息等。
智能電網各類新增業務基本都是屬于數據網業務，數據網業務主要屬于集中型業務，對骨干層的帶寬要求較高，隨著智能電網技術的不斷完善和發展，數據網將對光傳輸網絡的骨干層帶寬提出更高的要求?，F有省綜合數據網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、同城容災中心之間的數據備份鏈路，將對傳輸網絡提出更高的要求。
近年來，隨著南方電網大集中式的信息業務、高清視頻會議以及異地容災備份等系統的大量應用，電力生產和管理對通信網帶寬、容量、質量、安全等方面提出了更高的要求，傳統電力調度生產業務類型將由64k、2M 等轉向GE、10GE 等大顆粒IP業務，以支持TDM業務為主要功能的現有MSTP/SDH光傳輸網絡，在業務流向、流量、接口擴容能力等方面都無法滿足要求，引進適合IP業務承載的技術規劃建設廣東電網省級電力骨干寬帶光傳輸網勢在必行。
MSTP技術是目前最成熟的多業務傳輸技術，組網靈活、業務分插方便、設備穩定、成本低廉、應用廣泛。ASON（Automatically Switched Optical Network，自動交換光網絡）技術是對MSTP技術的一種革新與改進，其增加了控制層面，使網絡更趨智能化，采用該技術可實現網絡拓撲自動發現、業務帶寬動態分配、在線業務優化調整、端到端業務的智能開通等功能，而且網絡保護與恢復會更加靈活可靠。這兩種技術偏重于業務的電層處理，具有靈活的調度、管理和保護能力，OAM功能完善。但是，它以VC4為基本交叉調度顆粒，采用單通道線路、容量增長和調度顆粒大小受到限制，無法滿足業務的快速增長需求。
OTN（Optical Transmission Net，光傳送網）在繼承了傳統DWDM （Dense Wavelength Division
Multiplexing，密集波分復用）技術優點的基礎上，很好地增加了組網的靈活性和電路調度的靈活性，實際上是ASON與DWDM 的綜合體，可以面向多種業務（語音、數據等），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網絡應用需求分析
信息業務需求
隨著廣東電網信息化管理發展，“十二五”期間省網及地區供電局的數據網業務量大幅增加。根據信息化全省數據大集中、全省統一Internet出口、IDC數據機房異地容災備份、大規模建設高清視頻會議系統等業務需求，各地區供電局至省公司本部帶寬需求為2Gbit/s，地區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，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，廣東電網主干傳輸網絡由傳輸A網、傳輸B網雙平面組成。省網傳輸A網核心層帶寬為2.5Gbit/s，承載了線路保護、安穩系統、EMS、PMU系統等傳統電力二次2M業務和調度數據網業務等。結合近期廣東電網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網中，羅洞廣東中調的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，現有傳輸網絡的帶寬在保證安全生產和容災應急后，帶寬已非常緊張，有必要建設寬帶傳輸網滿足業務發展的需要。
其他潛在業務需求
智能電網是南方電網發展的方向，智能電網技術也是“十二五”期間應用熱點。智能電網在傳統電網的各方面都擴展了新業務應用，在調度端實施了一體化智能調度系統，合并采集和使用各廠站監測數據，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測業務、視頻監控、智能巡維系統等應用。高壓線路增加了智能線路監測業務。配電網增加了智能配電自動化、智能電表、配網保護、分布式電源、儲能站和充電樁的監控信息等。
智能電網各類新增業務基本都是屬于數據網業務，數據網業務主要屬于集中型業務，對骨干層的帶寬要求較高，隨著智能電網技術的不斷完善和發展，數據網將對光傳輸網絡的骨干層帶寬提出更高的要求。現有省綜合數據網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、同城容災中心之間的數據備份鏈路，將對傳輸網絡提出更高的要求。
抗災能力保障需求
建設全省光傳送網系統不應僅為滿足省地數據業務帶寬的需要，還可以作為抗災應急的保障作用，在電網遇到N-1、N-2甚至N-3的特殊惡劣環境時，仍能具備快速恢復主要電路、保證電網及全省電力生產和經營管理主要業務正常工作的能力。
目前，廣東省電力傳輸A網、B網均采用環網的拓撲，在關鍵路由上已增加了應急路由作為備用，但是業務的倒換仍需手工操作。將OTN 系統和現有省網傳輸網系統互聯，可大顆粒調整和調度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光纜網架，建設一張多方向、多路徑、途經多氣象區的光纜網狀網，再依托該光纜網架選擇基于GMPLS（Generalized Multi-Protocol Label Switching，通用多協議標記交換）全業務在電層進行交叉倒換技術的新一代OTN 設備，建成OTN自愈網狀網，是抵御嚴重自然災害的最佳選擇。
OTN網絡結構分析
OTN組網拓撲分析
OTN網絡的結構拓撲主要由物理光纖的拓撲決定，相比傳統的環網，Mesh網的可靠性更高，業務的生存性也更強，這是由ASON的路由保護和恢復方式決定的，另外，Mesh網絡還具有可以選擇最近路由和便于進行業務割接和調整等優點。
在2011年廣東省已投產的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網絡骨干層采用Mesh提供物理基礎。
廣東電網OTN骨干層組網應結合地理位置，選擇光纜資源豐富的500kV站點作為骨干層節點，盡量組成MESH網絡，保證骨干層的可靠性，同時保證非邊緣節點至少有3條路由。
組網思路與原則分析
根據集中式管理的方針，未來電力通信網業務傳輸特點主要是匯聚，各地區供電局匯聚大量IP業務至省公司。以分層的原則建設省級OTN 傳輸網，可將網絡分為核心層、骨干層和接入層，在省公司設置雙冗余核心節點，依托各500kV變電站建立骨干層框架，各地區供電局則通過500kV站以2條相對獨立的物理路由兩點接入骨干層。
1、網絡結構分析：選擇500kV變電站為骨干節點，以OPGW光纜作為傳輸介質，搭建OTN網絡骨干層，各地區供電局以兩點接入的方式就近接入骨干層。
考慮到各地區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網絡的可靠性與安全性，特別是網絡骨干層的健壯性，采用“以500kV變電站（或220kV變電站）+OPGW光纜搭建骨干層，各地區供電局作為接入層”的拓撲架構規劃網絡。
由地區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、電路調整，同時也能保證信息傳輸的安全可靠性，對主網架影響也較小，便于今后部分地區供電局新大樓投入使用時的業務割接。
2、路由設計：選擇最短（或最優）光纜路由組網
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，網絡中的工作路由與保護路由建議按照“最短（或最優）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
根據各站點在網絡中所實現的不同功能，選擇不同的設備形態構建網絡?？紤]到該網絡會承載包括GE、2.5G、10G、10GE等在內不同大小顆粒業務，因此建議選擇“電交叉組網”的思路進行站點部署。對于核心調度節點，如：省調、骨干層節點（不包括中繼站）等站點建議采用大容量的光交叉OTN設備；業務量較少的中小節點，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。
根據網絡中各站點所實現的功能不同，可將網絡中的各網元細分為以下4種設備模型：
● 網絡核心節點（省中調A、省中調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，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供電局的數據網業務，同時可作為應急路由將環網內各地市局中零散的STM-16與GE業務進行時隙匯聚，從而達到合理規劃波長的目的。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 ODU級別與OCh波長級別的全方向調度。
● 接入層站點
該類型站點主要定位為各地區供電局，作為業務源站點傳輸10GE/10G/STM-16/N*GE業務至中心節點，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度。
● OLA光放站
該類型站點主要為網絡中線路的傳輸提供光中繼的功能，考慮到網絡拓撲的改變，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。
根據以上組網設計思路與原則，結合全省骨干光纜資源情況，建議省網OTN網絡按層架構規劃，其分層結構圖如下圖1所示：
圖1 廣東省電網OTN組網結構示意圖
構建電力OTN網絡
隨著南方電網信息化應用以及智能電網、電力物聯網快速發展，規劃建設廣東電網OTN網絡勢在必行。本文對OTN技術背景、寬帶通信業務、智能電網業務、電力通信網抗災能力等需求進行了分析，并針對廣東電網OTN建設的背景、需求進行了OTN組網方案的分析與研究，提出了OTN網絡組網原則以及OTN組網設備模型。通過本文研究，對廣東電網結合各地OTN網絡建設經驗與自身特點，建設一個適合于廣東電網電力業務發展的OTN網絡，具有一定的指導意義。