fgOTN电力应用实践_34页_10mb

电力通信应用实践总结（fgOTN）

核心内容概述

随着新型电力系统建设的深入，电力通信网络正面临新的技术挑战与业务需求。本文围绕电力通信网络在骨干网和接入网的应用，探讨了fgOTN（细粒度光传送网）作为下一代通信承载技术的可行性，提出了一系列技术方案与标准建设方向，旨在提升电力通信的可靠性、安全性、适应性及迭代性，推动电力通信网络向智能化、高效化演进。

主要业务与应用场景

主要业务

• I区：线路保护、安稳系统、调度自动化、调度电话（分层集中）
• II区：调度数据网相关业务（保护管理信息系统、安稳管理信息系统、广域相量测量系统等，分层集中）
• III区：数据中心互联、变电站视频监控、光缆监测、通信机房监控（分层集中）
• IV区：行政电话、行政办公系统、生产管理系统、人力资源系统、物资管理系统、综合管理系统（分层集中）

应用场景

1. 骨干通信网：
   • 省际、省级：覆盖各级调度中心、变电站、数据中心、电厂等，承载生产控制类和管理信息类业务。
   • 地市级：覆盖地调、县调、220/110/35kV厂站，支持多种通信技术（SDH、OTN、PTN、SPN）。
2. 10kV通信接入网：连接配电网中的智能终端设备、主站系统，主要服务于配电自动化、用电信息采集、分布式电源接入等智能配用电业务。

电力通信面临的挑战

1. 可靠性

   • 需提升通信网多路由保障能力，实现全天候、全业务不间断运行。
   • 雷电干扰对高容量系统（如100G）影响较大，需提高通信技术的抗干扰能力。

2. 安全性

   • 电力通信网需保障不同安全等级业务的安全隔离与可靠承载。
   • 业务范围扩展至配网大用户、分布式电源、储能、微电网等新型市场主体，需提高通信通道的安全水平。

3. 适应性

   • 电网调度由“源随荷动”向“源荷互动”转变，需适应多业务接入、高带宽、低时延等需求。
   • 配网视频、巡检机器人等新业务对通信网的综合承载能力提出更高要求。

4. 迭代性

   • SDH技术标准已停止演进，难以满足新型业务对带宽、接口灵活性等需求。
   • OTN技术虽具备高带宽能力，但管道颗粒度过大，难以高效承载细粒度业务。
   • 需实现SDH网络的平滑演进，支持从2M固定时隙业务向10/100/1000M IP业务的转变。

fgOTN应用方案

骨干通信网（省际、省级）

1. 成环或成链建设或改造

   • 适用于具备组网条件的站点（如B、C、D、E），建议采用10G速率，部分场景可启用100G彩色光接口。
   • 设备支持fgODUk交叉，采用SDH接口与SDH设备连接。

2. 补点建设

   • 若站点仅支持fgODUk交叉，建议部署SDH设备，与对端连接。

3. SDH A1/A2网整网改造

   • 整网改造建议采用10G或N×10G波分复用方式。
   • 若设备支持VC和fgODUk交叉，可与SDH设备直接对接；否则需采用业务侧接口对接。

骨干通信网（地市级）

1. 地市OTN扩大覆盖范围

   • 建议采用10G/100G灰光组网，80km以上采用彩色光接口。
   • 若地市OTN支持fgODUk交叉，可采用灰光接口混合组网；若不支持，则需采用业务侧接口对接。

2. 地市SDH核心网升级

   • 建议采用10G/100G灰光组网，80km以上采用彩色光接口。
   • 设备支持fgODUk交叉时，采用SDH接口对接；若仅支持fgODUk交叉，则采用业务侧接口对接。

10kV通信接入网

• 技术待成熟：当前fgOTN在10kV通信接入网的应用方案尚未完善，需进一步标准化。
• 关键需求：需具备多业务承载能力、网络可靠性、小型化、低功耗、经济性等特征。

技术支撑

1. fgODUflex 灵活容器

   • 提供p×10M灵活传送容器，支持低速与高速业务混合承载。
   • 帧结构优化，新增16列开销，支持低速管道与高性能OAM结合。
   • 支持50ms快速保护倒换与纳秒级高精时延测量。

2. 固定时隙与复用

   • 服务层容器可划分为多个10M固定时隙，支持灵活映射与复用。
   • 每个时隙携带12比特开销，支持业务隔离与带宽调整。

3. 客户层信号映射

   • CBR业务映射：支持STM-1、STM-4、VC-n等业务，通过fgGMP映射机制实现快速识别与恢复。
   • PKT业务映射：基于IMP机制，采用66B码块映射，支持秒级带宽调整与高MTTFPA性能。

4. 时钟透明传输机制

   • 采用逐点时钟相位差累计，统一处理末端节点，降低处理代价，满足CBR业务时钟指标要求。

5. 无损带宽调整

   • 通过BWR_IND指示实现一步速率跳变，支持M级到G级任意带宽灵活调整。
   • 带宽调整采用边缘触发机制，实现秒级同步调整。

发展展望

• 国际标准：ITU-T SG15已启动fgOTN标准制定工作，2023年通过了第一批核心标准，如G.709.20、G.709Amd3等。
• 国内标准：CCSA已发布《细粒度光传送网（fgOTN）技术要求》，并启动《设备技术要求》《设备测试方法》等标准制定。
• 技术成熟度：fgOTN技术已具备一定基础，需进一步统一保护倒换功能、互联互通要求及检测标准。
• 商用推广：需解决100G彩色光接口在雷电环境下的干扰问题，推动fgOTN产品成熟商用。
• 试点应用：10kV通信接入网需在标准化与试点试验基础上，选择合适的技术体制。

关键信息总结

未来方向

• 标准化建设：需统一fgOTN在电力系统中的应用标准，包括保护倒换、互联互通、检测等。
• 技术演进：推动fgOTN产品成熟商用，解决100G彩色光接口的雷电干扰问题。
• 试点应用：在10kV通信接入网中开展试点，选择适合的技术体制（如高隔离PON、小型化SPN、fgOTN等）。
• 融合应用：结合AI、5G、物联网等技术，提升电力通信网络的智能化水平与综合承载能力。

结论

fgOTN技术作为电力通信网络的演进方向，具备灵活承载、低时延、高可靠性、无损带宽调整等优势，可满足电力系统对新型业务的多样化需求。其国际与国内标准体系逐步完善，为电力通信网络的平滑演进与高质量发展提供了坚实基础。未来需在标准化、产品成熟度、试点应用等方面持续推进，以实现电力通信网络的全面升级与高效运营。