吳金玲

淺論新一代傳送網(wǎng)技術(shù)OTN在天然氣輸送通信網(wǎng)中的應(yīng)用

吳金玲

（陜西省天然氣股份有限公司 陜西省西安市 710016）

隨著科技的不斷進(jìn)步，傳輸業(yè)務(wù)需求的不斷變化，傳統(tǒng)的傳輸網(wǎng)絡(luò)已不能高效承載IP業(yè)務(wù)，已不適應(yīng)A11-IP的發(fā)展趨勢(shì)，需要采用新的傳送網(wǎng)技術(shù)。本文整體介紹了新一代傳送網(wǎng)技術(shù)OTN的技術(shù)特點(diǎn)，分析了OTN的優(yōu)勢(shì)及不足，對(duì)OTN技術(shù)在天然氣傳輸網(wǎng)中的應(yīng)用進(jìn)行了介紹。希望能夠?qū)ο嚓P(guān)人士有所幫助。

天然氣輸送通信網(wǎng)；OTN WDM IP

引言

從PDH到SDH，光纖傳輸主要是作為信號(hào)傳送的手段，網(wǎng)絡(luò)組織主要是在電層面實(shí)現(xiàn)。然而，隨著社會(huì)對(duì)信息的日漸增長，以及網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)變化和承載對(duì)象的不同，以SDH為承載平臺(tái)的傳輸網(wǎng)受到?jīng)_擊。對(duì)于業(yè)務(wù)IP化和大顆?；琒DH功能逐漸稀釋，且逐漸邊緣化。在目前情況下，采用WDM直接承載相應(yīng)的業(yè)務(wù)，能夠?qū)崿F(xiàn)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)方面的簡(jiǎn)化，從而一定程度上降低建設(shè)方面以及運(yùn)營方面的花費(fèi)。但是由于受到技術(shù)方面的制約，WDM現(xiàn)階段只能進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)方面的大容量寬帶業(yè)務(wù)，沒有較強(qiáng)的組網(wǎng)能力。所以WDM只屬于過渡性的組網(wǎng)方案，并不能得到長遠(yuǎn)發(fā)展。但是隨著OTN（Optical Transport Network光傳送網(wǎng)）的出現(xiàn)，傳輸網(wǎng)獲得了良好的發(fā)展機(jī)會(huì)。相對(duì)于SDH來說，OTN的組網(wǎng)能力會(huì)更強(qiáng)，在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼皹I(yè)務(wù)分布發(fā)生變化時(shí)能夠快速響應(yīng)，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的靈活調(diào)度。同時(shí)其具有非常好的擴(kuò)展能力，能夠支持多種上層業(yè)務(wù)以及協(xié)議，可以沒有任何隱蔽的對(duì)客戶信號(hào)傳輸，還具有多級(jí)串聯(lián)連接監(jiān)視（TCM）功能以及非常強(qiáng)的前向糾錯(cuò)能力，并且OTN也能夠具有像WDM相同的高帶寬。所以O(shè)TN會(huì)成為下代傳輸網(wǎng)，特別是骨干層的主要組網(wǎng)技術(shù)。

1 OTN技術(shù)的特點(diǎn)

OTN，通常也稱為 OTH（Optical Transport Hierarchy），是建立在波分復(fù)用技術(shù)之上，在光層組織網(wǎng)絡(luò)的傳送網(wǎng)，屬于下代骨干傳送網(wǎng)。

OTN在電域方面不僅吸收了SDH的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，例如能夠進(jìn)行多業(yè)務(wù)的適配、能夠進(jìn)行管理監(jiān)視、對(duì)于發(fā)生的故障進(jìn)行定位以及保護(hù)倒換等等。在此基礎(chǔ)上，OTN增加了全新的功能并擴(kuò)展了應(yīng)用領(lǐng)域，例如能夠提供大顆粒的2.5G、10G、40G業(yè)務(wù)的透明傳送，這樣就能對(duì)大顆粒業(yè)務(wù)進(jìn)行較為靈活的調(diào)度以及保護(hù)。同時(shí)還支持多層多網(wǎng)絡(luò)的級(jí)聯(lián)監(jiān)視以及帶外FEC等，可以通過異步的方式進(jìn)行映射以及復(fù)用，并不需要和網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行同步。

在光域方面，OTN具有和WDM同樣的光路調(diào)度靈活的優(yōu)點(diǎn)，并且在此基礎(chǔ)上對(duì)WDM進(jìn)行了升級(jí)，可以提供所有波長以及子波長業(yè)務(wù)的交叉連接、業(yè)務(wù)疏導(dǎo)、管理監(jiān)視以及保護(hù)倒換等等，這樣就能夠使網(wǎng)絡(luò)具備業(yè)務(wù)疏導(dǎo)以及端到端的業(yè)務(wù)供應(yīng)能力。另外，OTN具有較為標(biāo)準(zhǔn)的接口，具有較強(qiáng)的線路傳送能力，可以進(jìn)行40Gbit/s以及100Gbit/s的線路傳送。同時(shí)OTN能夠進(jìn)行智能控制，可以將ASON擴(kuò)展到波長領(lǐng)域，從而使網(wǎng)絡(luò)配置更加的靈活，更具適應(yīng)性。

2 OTN技術(shù)所具有的優(yōu)勢(shì)：

2.1 從靜態(tài)點(diǎn)到點(diǎn)WDM轉(zhuǎn)變成為動(dòng)態(tài)的光調(diào)度設(shè)備

SDH得到廣泛應(yīng)用的原因就因?yàn)槠渚哂写箢w粒業(yè)務(wù)的交換能力，并且相比于電話交換機(jī)來說具有更好的經(jīng)濟(jì)性，同時(shí)具有更容易管理的大管道端到端提供能力，這樣就極大的降低了對(duì)于交換機(jī)端口的需求，很大程度上降低了全網(wǎng)建設(shè)的成本。若是WDM具有和SDH同樣的波長調(diào)度能力，同時(shí)能夠形成端到端的WDM承載網(wǎng)絡(luò)，那么就能夠進(jìn)行GE、10GE、40G等大顆粒業(yè)務(wù)的端到端快速提供，能夠增快業(yè)務(wù)的開通時(shí)間，從而降低對(duì)于路由器端口的要求。

2.2 能夠提供較為快速可靠的業(yè)務(wù)保護(hù)能力

電信級(jí)業(yè)務(wù)需要達(dá)到50ms的保護(hù)倒換時(shí)間。光纖物理路徑主要是通過環(huán)狀或者簡(jiǎn)單的Mesh狀表現(xiàn)出來的，這就造成了某條物理路徑中斷有可能造成IP邏輯路由中斷，從而造成路由器FRR保護(hù)恢復(fù)時(shí)間過長，遠(yuǎn)超過了50ms。以前的電信級(jí)IP網(wǎng)絡(luò)引入SDH層面最重要的原因就在于要實(shí)現(xiàn)50ms的保護(hù)恢復(fù)時(shí)間。但以O(shè)TN交換作為基礎(chǔ)的WDM設(shè)備可以進(jìn)行波長的快速保護(hù)，這樣就能夠?qū)崿F(xiàn)50ms的保護(hù)倒換時(shí)間。

2.3 可以進(jìn)行多業(yè)務(wù)的透明傳送以及復(fù)用封裝

路由器通過POS端口的SDH開銷字節(jié)，及時(shí)準(zhǔn)確的檢測(cè)到線路的傳輸質(zhì)量，并且在發(fā)生故障后能夠?qū)崿F(xiàn)快速保護(hù)倒換。但是POS端口的成本相對(duì)較貴（是LAN端口2倍以上），如果通過路由器直接的連接LAN端口就能夠極大縮減網(wǎng)絡(luò)建設(shè)過程的花費(fèi)。利用OTN技術(shù)，WDM可以利用G.709的OTN接口在LAN信號(hào)傳送的過程中對(duì)相似的SDH開銷字節(jié)進(jìn)行疊加，這樣就能夠取代原有通過路由器POS端口實(shí)現(xiàn)的開銷字節(jié)功能，從而避免了必需采用路由器來提供POS端口的限制。

3 OTN技術(shù)在天然氣輸送通信網(wǎng)的應(yīng)用

天然氣輸送的通信傳輸業(yè)務(wù)包括的內(nèi)容有：數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、語音業(yè)務(wù)以及工業(yè)圖像監(jiān)視業(yè)務(wù)等等。要按照管道的實(shí)際需求不同來區(qū)分，表1所示為某輸氣管道工程的通信業(yè)務(wù)需求。

表1 通信業(yè)務(wù)基本需求情況

傳統(tǒng)SDH傳送網(wǎng)所具有的業(yè)務(wù)調(diào)度顆粒比較小，這就限制了其傳送的容量，不能很好的進(jìn)行大顆粒寬帶業(yè)務(wù)的傳送。同時(shí)，傳統(tǒng)的WDM雖然一定程度上解決了傳送容量方面的問題，但無法解決節(jié)點(diǎn)業(yè)務(wù)調(diào)度方面的問題。另外，WDM不具有非常強(qiáng)的組網(wǎng)和業(yè)務(wù)保護(hù)能力，這也限制了其在大顆粒寬度業(yè)務(wù)方面的應(yīng)用。OTN是建立在大顆粒調(diào)度、多波長傳送基礎(chǔ)之上，將SDH和WDM進(jìn)行良好的融合，能夠在光層和電層進(jìn)行波長和子波長業(yè)務(wù)的交叉調(diào)度，同時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)業(yè)務(wù)的揍入、封裝、映射、復(fù)用、級(jí)聯(lián)、保護(hù)/恢復(fù)、管理及維護(hù)，這樣就建立起了以大顆粒寬帶業(yè)務(wù)傳送作為最主要特征的大容量傳送網(wǎng)絡(luò)?，F(xiàn)階段以O(shè)TN作為基礎(chǔ)的智能光網(wǎng)絡(luò)可以給大顆粒寬帶業(yè)務(wù)傳送提供非常有效的處理方案，目前基于OTN的智能光網(wǎng)絡(luò)將為大顆粒寬帶業(yè)務(wù)的傳送提供非常理想的解決方案，目前它在天然氣輸送通信網(wǎng)內(nèi)的還未在環(huán)網(wǎng)內(nèi)大面積使用，如圖1所示為某天然氣專網(wǎng)OTN系統(tǒng)。如圖2所示為某天然氣骨干環(huán)網(wǎng)WDM系統(tǒng)。

圖1

圖2

統(tǒng)組成的長慶骨干環(huán)網(wǎng)為基礎(chǔ)來舉例，便可清晰的認(rèn)識(shí)OTN系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)：當(dāng)圖2中發(fā)生P地至Q地、D地至E地光纜出現(xiàn)雙斷時(shí)，E、G和H三個(gè)點(diǎn)在WDM上至P地的業(yè)務(wù)均會(huì)中斷，如要快速恢復(fù)一些中斷的重要業(yè)務(wù)，那么L、G、H和E這四個(gè)站點(diǎn)都必須有人，也必須有備用的波道才能進(jìn)行手動(dòng)的業(yè)務(wù)倒換。但如果我們的環(huán)網(wǎng)是由OTN系統(tǒng)組成的話，那么只需要在網(wǎng)管上進(jìn)行業(yè)務(wù)配置即可，例如E點(diǎn)的業(yè)務(wù)，可由P點(diǎn)至L至G至E這條路徑進(jìn)行通道配置即可。

用OTN后，保護(hù)能力與SDH相當(dāng)，而且設(shè)備復(fù)雜度及人工成本也大大降低。它將大大節(jié)省因光纖直連而帶來的光纖資源的快速消耗，并且以O(shè)TN作為基礎(chǔ)能夠?qū)I(yè)務(wù)進(jìn)行保護(hù)，并增強(qiáng)對(duì)于接入層帶寬資源的可管理性及可運(yùn)營能力。

4 結(jié)束語

業(yè)務(wù)的All-IP化已經(jīng)成為不可阻擋的趨勢(shì)，網(wǎng)絡(luò)帶寬也隨之越來越高。大大降低了網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)維復(fù)雜度，降低了維護(hù)成本；同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)升級(jí)擴(kuò)容更方便，可大幅降低網(wǎng)絡(luò)的升級(jí)擴(kuò)容成本?？梢灶A(yù)計(jì)在不久的將來OTN在天然氣輸送行業(yè)中會(huì)得到廣泛應(yīng)用。進(jìn)一步促進(jìn)我國能源行業(yè)的健康快速發(fā)展。

[1]韓磊，林錦鶯，游小剛，王俊峰，廖琪瑩.OTN技術(shù)在傳統(tǒng)波分中的應(yīng)用.郵電設(shè)計(jì)技術(shù)，2010（9）：26～29.

[2]劉文成.石油天然氣管道光纖通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)探討[J].電信工程技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化，2006（07）：15～17.

[3]黃 河，張 偉，祁國成，閆 峰，陳 鵬.油氣管道SCADA系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩L(fēng)險(xiǎn)及其解決方案[J].天然氣工業(yè)，2013（11）：18～19.

[4]閆光燦，張?zhí)炀S.世界天然氣管道輸送系統(tǒng)通信技術(shù)的發(fā)展[J].天然氣與石油，2001（01）：88～91.

TM73

A

1004-7344（2016）27-0265-02

2016-9-7