近年来，随着南方电网大集中式的信息业务、高清视频会议以及异地容灾备份等系统的大量应用，电力生产和管理对通信网带宽、容量、质量、安全等方面提出了更高的要求，传统电力调度生产业务类型将由64k、2M 等转向GE、10GE 等大颗粒IP业务，以支持TDM业务为主要功能的现有MSTP/SDH光传输网络，在业务流向、流量、接口扩容能力等方面都无法满足要求，引进适合IP业务承载的技术规划建设广东电网省级电力骨干宽带光传输网势在必行。
MSTP技术是目前最成熟的多业务传输技术，组网灵活、业务分插方便、设备稳定、成本低廉、应用广泛。ASON（Automatically Switched Optical Network，自动交换光网络）技术是对MSTP技术的一种革新与改进，其增加了控制层面，使网络更趋智能化，采用该技术可实现网络拓扑自动发现、业务带宽动态分配、在线业务优化调整、端到端业务的智能开通等功能，而且网络保护与恢复会更加灵活可靠。这两种技术偏重于业务的电层处理，具有灵活的调度、管理和保护能力，OAM功能完善。但是，它以VC4为基本交叉调度颗粒，采用单通道线路、容量增长和调度颗粒大小受到限制，无法满足业务的快速增长需求。
OTN（Optical Transmission Net，光传送网）在继承了传统DWDM （Dense Wavelength Division
Multiplexing，密集波分复用）技术优点的基础上，很好地增加了组网的灵活性和电路调度的灵活性，实际上是ASON与DWDM 的综合体，可以面向多种业务（语音、数据等），提供对客户信号的透明传送和光通道的管理，具有大容量交换（交叉）或路由能力。
OTN网络应用需求分析
信息业务需求
随着广东电网信息化管理发展，“十二五”期间省网及地区供电局的数据网业务量大幅增加。根据信息化全省数据大集中、全省统一Internet出口、IDC数据机房异地容灾备份、大规模建设高清视频会议系统等业务需求，各地区供电局至省公司本部带宽需求为2Gbit/s，地区供电局至省公司同城容灾中心通信带宽需求为2Gbit/s，省公司本部至省公司同城容灾中心通信带宽需求为2Gbit/s。考虑全省21个地区，则省公司本部、省公司同城容灾中心出口带宽不小于2×21=42Gbit/s。
目前，广东电网主干传输网络由传输A网、传输B网双平面组成。省网传输A网核心层带宽为2.5Gbit/s，承载了线路保护、安稳系统、EMS、PMU系统等传统电力二次2M业务和调度数据网业务等。结合近期广东电网技术储备中心建成后，其中北郊站花都站光链路的带宽利用率高达87%、西江站罗洞站光链路的带宽利用率达82%。传输B网中，罗洞广东中调的10Gbit/s核心链路的带宽利用率也已接近40%，考虑到应急备用、容灾等需要预留的带宽，现有传输网络的带宽在保证安全生产和容灾应急后，带宽已非常紧张，有必要建设宽带传输网满足业务发展的需要。
其他潜在业务需求
智能电网是南方电网发展的方向，智能电网技术也是“十二五”期间应用热点。智能电网在传统电网的各方面都扩展了新业务应用，在调度端实施了一体化智能调度系统，合并采集和使用各厂站监测数据，提高采集频率。变电站端实施了智能变电站，增加了一次设备在线监测业务、视频监控、智能巡维系统等应用。高压线路增加了智能线路监测业务。配电网增加了智能配电自动化、智能电表、配网保护、分布式电源、储能站和充电桩的监控信息等。
智能电网各类新增业务基本都是属于数据网业务，数据网业务主要属于集中型业务，对骨干层的带宽要求较高，随着智能电网技术的不断完善和发展，数据网将对光传输网络的骨干层带宽提出更高的要求。现有省综合数据网的备份带宽峰值已达到800Mbit/s，接近设计带宽1Gbit/s。技术储备中心与中调、同城容灾中心之间的数据备份链路，将对传输网络提出更高的要求。
近年来，随着南方电网大集中式的信息业务、高清视频会议以及异地容灾备份等系统的大量应用，电力生产和管理对通信网带宽、容量、质量、安全等方面提出了更高的要求，传统电力调度生产业务类型将由64k、2M 等转向GE、10GE 等大颗粒IP业务，以支持TDM业务为主要功能的现有MSTP/SDH光传输网络，在业务流向、流量、接口扩容能力等方面都无法满足要求，引进适合IP业务承载的技术规划建设广东电网省级电力骨干宽带光传输网势在必行。
MSTP技术是目前最成熟的多业务传输技术，组网灵活、业务分插方便、设备稳定、成本低廉、应用广泛。ASON（Automatically Switched Optical Network，自动交换光网络）技术是对MSTP技术的一种革新与改进，其增加了控制层面，使网络更趋智能化，采用该技术可实现网络拓扑自动发现、业务带宽动态分配、在线业务优化调整、端到端业务的智能开通等功能，而且网络保护与恢复会更加灵活可靠。这两种技术偏重于业务的电层处理，具有灵活的调度、管理和保护能力，OAM功能完善。但是，它以VC4为基本交叉调度颗粒，采用单通道线路、容量增长和调度颗粒大小受到限制，无法满足业务的快速增长需求。
OTN（Optical Transmission Net，光传送网）在继承了传统DWDM （Dense Wavelength Division
Multiplexing，密集波分复用）技术优点的基础上，很好地增加了组网的灵活性和电路调度的灵活性，实际上是ASON与DWDM 的综合体，可以面向多种业务（语音、数据等），提供对客户信号的透明传送和光通道的管理，具有大容量交换（交叉）或路由能力。
OTN网络应用需求分析
信息业务需求
随着广东电网信息化管理发展，“十二五”期间省网及地区供电局的数据网业务量大幅增加。根据信息化全省数据大集中、全省统一Internet出口、IDC数据机房异地容灾备份、大规模建设高清视频会议系统等业务需求，各地区供电局至省公司本部带宽需求为2Gbit/s，地区供电局至省公司同城容灾中心通信带宽需求为2Gbit/s，省公司本部至省公司同城容灾中心通信带宽需求为2Gbit/s。考虑全省21个地区，则省公司本部、省公司同城容灾中心出口带宽不小于2×21=42Gbit/s。
目前，广东电网主干传输网络由传输A网、传输B网双平面组成。省网传输A网核心层带宽为2.5Gbit/s，承载了线路保护、安稳系统、EMS、PMU系统等传统电力二次2M业务和调度数据网业务等。结合近期广东电网技术储备中心建成后，其中北郊站花都站光链路的带宽利用率高达87%、西江站罗洞站光链路的带宽利用率达82%。传输B网中，罗洞广东中调的10Gbit/s核心链路的带宽利用率也已接近40%，考虑到应急备用、容灾等需要预留的带宽，现有传输网络的带宽在保证安全生产和容灾应急后，带宽已非常紧张，有必要建设宽带传输网满足业务发展的需要。
其他潜在业务需求
智能电网是南方电网发展的方向，智能电网技术也是“十二五”期间应用热点。智能电网在传统电网的各方面都扩展了新业务应用，在调度端实施了一体化智能调度系统，合并采集和使用各厂站监测数据，提高采集频率。变电站端实施了智能变电站，增加了一次设备在线监测业务、视频监控、智能巡维系统等应用。高压线路增加了智能线路监测业务。配电网增加了智能配电自动化、智能电表、配网保护、分布式电源、储能站和充电桩的监控信息等。
智能电网各类新增业务基本都是属于数据网业务，数据网业务主要属于集中型业务，对骨干层的带宽要求较高，随着智能电网技术的不断完善和发展，数据网将对光传输网络的骨干层带宽提出更高的要求。现有省综合数据网的备份带宽峰值已达到800Mbit/s，接近设计带宽1Gbit/s。技术储备中心与中调、同城容灾中心之间的数据备份链路，将对传输网络提出更高的要求。
抗灾能力保障需求
建设全省光传送网系统不应仅为满足省地数据业务带宽的需要，还可以作为抗灾应急的保障作用，在电网遇到N-1、N-2甚至N-3的特殊恶劣环境时，仍能具备快速恢复主要电路、保证电网及全省电力生产和经营管理主要业务正常工作的能力。
目前，广东省电力传输A网、B网均采用环网的拓扑，在关键路由上已增加了应急路由作为备用，但是业务的倒换仍需手工操作。将OTN 系统和现有省网传输网系统互联，可大颗粒调整和调度2.5G，10G等光链路，以作应急迂回使用。
500kV变电站的OPGW光缆有多个方向，利用500kV线路OPGW光缆网架，建设一张多方向、多路径、途经多气象区的光缆网状网，再依托该光缆网架选择基于GMPLS（Generalized Multi-Protocol Label Switching，通用多协议标记交换）全业务在电层进行交叉倒换技术的新一代OTN 设备，建成OTN自愈网状网，是抵御严重自然灾害的最佳选择。
OTN网络结构分析
OTN组网拓扑分析
OTN网络的结构拓扑主要由物理光纤的拓扑决定，相比传统的环网，Mesh网的可靠性更高，业务的生存性也更强，这是由ASON的路由保护和恢复方式决定的，另外，Mesh网络还具有可以选择最近路由和便于进行业务割接和调整等优点。
在2011年广东省已投产的500kV变电站中，曲江、库湾、狮洋等站点只有2个220kV及以上电压等级的外联方向的光缆，目前没有第三路由，其余站点均具备3个光缆外联方向，满足“N-2”要求。如考虑110kV电压等级的光缆，则所有500kV变电站均具备光缆“N-2”可靠性，为OTN网络骨干层采用Mesh提供物理基础。
广东电网OTN骨干层组网应结合地理位置，选择光缆资源丰富的500kV站点作为骨干层节点，尽量组成MESH网络，保证骨干层的可靠性，同时保证非边缘节点至少有3条路由。
组网思路与原则分析
根据集中式管理的方针，未来电力通信网业务传输特点主要是汇聚，各地区供电局汇聚大量IP业务至省公司。以分层的原则建设省级OTN 传输网，可将网络分为核心层、骨干层和接入层，在省公司设置双冗余核心节点，依托各500kV变电站建立骨干层框架，各地区供电局则通过500kV站以2条相对独立的物理路由两点接入骨干层。
1、网络结构分析：选择500kV变电站为骨干节点，以OPGW光缆作为传输介质，搭建OTN网络骨干层，各地区供电局以两点接入的方式就近接入骨干层。
考虑到各地区供电局主要采用管道光缆出局，光缆其可靠性较低，500kV变电站（或枢纽220kV变电站）之间则主要采用了可靠性较高的OPGW光缆，为了充分保障该OTN网络的可靠性与安全性，特别是网络骨干层的健壮性，采用“以500kV变电站（或220kV变电站）+OPGW光缆搭建骨干层，各地区供电局作为接入层”的拓扑架构规划网络。
由地区供电局组成的接入层采用两点接入方式，就近接入500kV站的原则考虑，两点接入方式不仅可以便于信息传输、带宽分配、电路调整，同时也能保证信息传输的安全可靠性，对主网架影响也较小，便于今后部分地区供电局新大楼投入使用时的业务割接。
2、路由设计：选择最短（或最优）光缆路由组网
目前全省骨干光缆资源已较为丰富，各供电局均有2条以上的DUCT管道光缆出局，500kV变电站的OPGW光缆方向更为丰富，因此，在有多条路由选择的情况下，网络中的工作路由与保护路由建议按照“最短（或最优）路径”的原则进行选择，缩短两点间的传输距离，合理减少中继站和光放大器的配置，降低投资成本。
3、站点设计：不同设备混合组网
根据各站点在网络中所实现的不同功能，选择不同的设备形态构建网络。考虑到该网络会承载包括GE、2.5G、10G、10GE等在内不同大小颗粒业务，因此建议选择“电交叉组网”的思路进行站点部署。对于核心调度节点，如：省调、骨干层节点（不包括中继站）等站点建议采用大容量的光交叉OTN设备；业务量较少的中小节点，建议采用小容量光电交叉设备；而对于中继站而言，配置OLA光中继站。
根据网络中各站点所实现的功能不同，可将网络中的各网元细分为以下4种设备模型：
● 网络核心节点（省中调A、省中调B、容灾中心各1套）
选择支持光电混合交叉的OTN设备，光交叉维度按照拓扑进行配置40波×10G系统，电交叉容量不低于400G，具备平滑扩容升级到更高容量(800G以上)的能力，以满足未来业务量增长的需求。
● 骨干层站点
该类型站点主要功能是接入来自地区供电局的数据网业务，同时可作为应急路由将环网内各地市局中零散的STM-16与GE业务进行时隙汇聚，从而达到合理规划波长的目的。该类型设备可考虑配置容量为40波×10G，电交叉容量不低于400G的OTN设备，实现 ODU级别与OCh波长级别的全方向调度。
● 接入层站点
该类型站点主要定位为各地区供电局，作为业务源站点传输10GE/10G/STM-16/N*GE业务至中心节点，容量满足20波×10G，光交叉方向按拓扑图配置，具备OCh波长级别的全方向调度。
● OLA光放站
该类型站点主要为网络中线路的传输提供光中继的功能，考虑到网络拓扑的改变，建议OLA设备支持在不更换设备子架的情况下可以通过增加相关板卡平滑升级至光交叉设备。
根据以上组网设计思路与原则，结合全省骨干光缆资源情况，建议省网OTN网络按层架构规划，其分层结构图如下图1所示：
图1 广东省电网OTN组网结构示意图
构建电力OTN网络
随着南方电网信息化应用以及智能电网、电力物联网快速发展，规划建设广东电网OTN网络势在必行。本文对OTN技术背景、宽带通信业务、智能电网业务、电力通信网抗灾能力等需求进行了分析，并针对广东电网OTN建设的背景、需求进行了OTN组网方案的分析与研究，提出了OTN网络组网原则以及OTN组网设备模型。通过本文研究，对广东电网结合各地OTN网络建设经验与自身特点，建设一个适合于广东电网电力业务发展的OTN网络，具有一定的指导意义。