山東電力應用OTN技術打造智能電力通信網(wǎng)

山東電力集團公司是全國第一家“中國一流管理的省級電力公司”,管理縣公司98家,供電區(qū)域15.7萬平方公里、供電人口9579萬,服務3570萬電力客戶。截止到2013年,山東電力骨干通信網(wǎng)依托OTN技術已經(jīng)基本形成以光纖通信為主,微波通信為輔的傳輸架構,并在此架構基礎上建立了調度交換網(wǎng)、行政交換網(wǎng)、調度數(shù)據(jù)網(wǎng)、綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)、電視電話會議網(wǎng)等業(yè)務網(wǎng)絡,及網(wǎng)管系統(tǒng)和同步時鐘兩個支撐平臺。省直調通信站點共91個,其中包括:500kV變電站30個、直調電廠42個、地調17個、超高壓分公司以及山東電力研究院。作為在全國率先使用OTN技術的電力行業(yè)用戶,山東電力公司的成功建網(wǎng)經(jīng)驗對電力行業(yè)有較大的參考價值。

早在09年,國家電網(wǎng)公司就已經(jīng)提出建設“數(shù)字化電網(wǎng) 信息化企業(yè)”、部署“廣域相量監(jiān)測系統(tǒng)”,因此電力生產(chǎn)對通信網(wǎng)帶寬、容量、質量、安全等方面都提出了更高的要求,生產(chǎn)實時類業(yè)務以及非生產(chǎn)類信息業(yè)務帶寬將迅速增長。山東電力通信網(wǎng)使用SDH架構,至09年已使用全部帶寬的84%,僅有16%帶寬余量;同時,網(wǎng)絡大多隨一次系統(tǒng)分期建設,局部光纜網(wǎng)絡不完善,沒有完全形成網(wǎng)狀網(wǎng),網(wǎng)絡的保護和自愈能力受到限制,一旦發(fā)生斷纖等網(wǎng)絡故障,網(wǎng)內的某些節(jié)點將成為孤島,不能對業(yè)務提供可靠保護。

對于SDH技術而言,10G速率已經(jīng)到達了頂點,STM-256的SDH基本不會再有發(fā)展,如果通過增加SDH設備來擴容,不但缺乏可用光纖資源,而且投資巨大。按目前的技術,再增大一倍的容量只能增加一倍的設備,一倍的纜路,如此堆積木式的擴容方法,無法適應通信幾何式增長速度。

同時傳統(tǒng)電力調度生產(chǎn)業(yè)務類型由64k、2M等轉向GE、10GE等大顆粒IP業(yè)務,生產(chǎn)實時類業(yè)務和非生產(chǎn)類信息業(yè)務的帶寬也將迅速增長,并集中向調度端匯集,必須組建合理的省主干網(wǎng)絡以快速靈活的將大顆粒通信業(yè)務傳到調度中心。

傳統(tǒng)傳送技術主要包括SDH/SONET和WDM,SDH/SONET偏重于業(yè)務電層的處理和調度,傳統(tǒng)的WDM則專注于業(yè)務光層的處理和調度。隨著數(shù)據(jù)業(yè)務的大量應用,對網(wǎng)絡帶寬的需求越來越大,SDH/SONET網(wǎng)絡在大顆粒的調度方面呈現(xiàn)出了明顯不足,而傳統(tǒng)WDM由于本身的技術限制,本質上只是一種點對點的大容量傳輸技術,在網(wǎng)絡擴展能力、業(yè)務保護能力、業(yè)務的監(jiān)控與維護等方面有不足之處。

在這一背景下,OTN(光傳送網(wǎng),Optical Transport Network)應運而生,它是通過G.872、G.709、G.798等一系列ITU-T的建議所規(guī)范的新一代“數(shù)字傳送體系”和“光傳送體系”。從技術本質上而言,OTN技術是對已有的SDH和WDM的傳統(tǒng)優(yōu)勢進行了更為有效的繼承和組合,同時擴展了與業(yè)務傳送需求相適應的組網(wǎng)功能,而從設備類型上來看,OTN設備相當于SDH和WDM設備融合為一種設備,同時拓展了原有設備類型的優(yōu)勢功能。

OTN技術作為一種新型組網(wǎng)技術,相對已有的傳送組網(wǎng)技術,其主要優(yōu)勢如下:

(1) 多種客戶信號封裝和透明傳輸

基于ITU-T G.709的OTN幀結構支持多種客戶信號的映射和透明傳輸,如SDH、以太網(wǎng)等。

(2) 大顆粒的帶寬復用、交叉和配置

OTN目前定義的電層帶寬顆粒為光通路數(shù)據(jù)單元(ODUk,k=l,2,3),光層的帶寬顆粒為波長,相對于SDH的VC-12/VC-4的調度顆粒,OTN復用、交叉和配置的顆粒明顯要大很多,對高帶寬數(shù)據(jù)客戶業(yè)務的適配和傳送效率顯著提升。

(3) 強大的開銷和維護管理能力

OTN提供了和SDH類似的開銷管理能力,OTN光通路(OCh)層的OTN幀結構大大增強了OCH層的數(shù)字監(jiān)視能力。另外OTN還提供6層嵌套串聯(lián)連接監(jiān)視(TCM)功能,這樣使得OTN組網(wǎng)時,采用端到端和多個分段同時進行性能監(jiān)視的方式成為可能。

(4) 增強了組網(wǎng)和保護能力

通過OTN幀結構、ODUk交叉和多維度可重構光分插復用器(ROADM)的引入,大大增強了光傳送網(wǎng)的組網(wǎng)能力,改變了目前基于SDH VC-12/VC-4調度帶寬和WDM點到點提供大容量傳送帶寬的現(xiàn)狀。而采用前向糾錯(FEC)技術,顯著增加了光層傳輸?shù)木嚯x。另外,OTN將提供更為靈活的基于電層和光層的業(yè)務保護功能,如基于ODUk層的光子網(wǎng)連接保護(SNCP)和共享環(huán)網(wǎng)保護、基于光層的光通道或復用段保護等。

OTN技術作為全新的光傳送網(wǎng)技術,繼承并拓展了已有傳送網(wǎng)絡的眾多優(yōu)勢特征,是面向寬帶客戶數(shù)據(jù)業(yè)務的最佳傳送技術之一。利用OTN技術可以組建層次結構清楚,業(yè)務恢復迅速,電路調度方便,帶寬利用率高,網(wǎng)絡生存性、擴展性良好的通信網(wǎng)絡。

隨著國網(wǎng)公司以及山東電力集團化運作、精益化管理的不斷深入,SG186信息化項目快速推進,山東電網(wǎng)建設步伐加快,特高壓、外電入魯?shù)?ldquo;十二五”規(guī)劃項目提前實施,ERP、生產(chǎn)MIS、營銷等系統(tǒng)將集中上線運行,調度數(shù)據(jù)網(wǎng)及綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)也將進行擴容,新增通信業(yè)務容量大量增加,同時為了解決山東電力SDH網(wǎng)絡帶寬接近飽和、網(wǎng)絡保護和自愈能力受限、網(wǎng)管分層不清晰等問題,組建省主干OTN光傳輸網(wǎng)絡是山東電力通信網(wǎng)發(fā)展必然選擇。

截止2013年,山東電力OTN省干通信網(wǎng)以正式運行3年,承載了山東電力電網(wǎng)運行數(shù)據(jù)、設備狀態(tài)數(shù)據(jù)、客戶計量數(shù)據(jù)、DMIS類業(yè)務信息、視頻、語音等大量業(yè)務。網(wǎng)絡架構清晰,分為3層結構:核心層、骨干層及接入層。核心層包括省調1、省調2、濰坊地調,骨干層包括17個500kV變電站,接入層包括17個地市公司,骨干層分南北兩個環(huán),核心層四個節(jié)點互組Mesh網(wǎng),最終形成核心環(huán)、骨干南環(huán)和骨干南北環(huán)相切的網(wǎng)絡結構。山東電力OTN省干網(wǎng)的建設,在平穩(wěn)承載山東電力通信業(yè)務的基礎上,利用OTN電層保護功能實現(xiàn)了業(yè)務可靠性的極大提高,加載OTN電層ASON功能后可以實現(xiàn)抵抗多次故障的功能,網(wǎng)絡中任意多點(>2)故障不中斷業(yè)務。2011年,OTN省干通信網(wǎng)協(xié)助電力傳輸網(wǎng)絡成功應對了“2.27”雨雪冰凍、臺風“梅花”等多次極端天氣考驗。在電網(wǎng)統(tǒng)調負荷7次刷新紀錄、16地市負荷創(chuàng)新高的情況下,圓滿完成了全國、全省“兩會”等重要保電任務。通過OTN省干通信網(wǎng)的建設,山東電力建設了集成融合、先進高效的一體化信息平臺,運營監(jiān)測(控)信息支撐平臺作為系統(tǒng)首批試點建成投運,實現(xiàn)了對“三集五大”核心業(yè)務的“全面監(jiān)測、運營分析、協(xié)調控制、全景展示”四大核心功能。全面建成統(tǒng)一的GIS平臺,實現(xiàn)了營銷、生產(chǎn)等信息系統(tǒng)的可視化集成和跨專業(yè)融合貫通,優(yōu)化建成ERP人資績效管理六大系統(tǒng),公司在國家電網(wǎng)公司績效看板中居系統(tǒng)前列。

   
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