華為小型化OTN解決方案，打造安全可靠的行業(yè)場(chǎng)站智能化全光底座

  ICC訊 能源交通行業(yè)關(guān)系國計民生和國家安全，通信網(wǎng)作為關(guān)鍵基礎設施，其安全性和可靠性對電力、交通等生產(chǎn)業(yè)務(wù)系統的安全穩定運行至關(guān)重要。近年來(lái)，隨著(zhù)科技的不斷發(fā)展，數智化技術(shù)的應用，持續為生產(chǎn)業(yè)務(wù)系統帶來(lái)更高效、更安全、更智能的變化，一張安全可靠、技術(shù)領(lǐng)先、面向未來(lái)的下一代全光通信網(wǎng)底座，將為行業(yè)生產(chǎn)提供有力支撐。

  行業(yè)生產(chǎn)業(yè)務(wù)變化，對通信網(wǎng)絡(luò )提出更高的要求

  在電力：隨著(zhù)新能源快速發(fā)展，年平均新增超1.2萬(wàn)新能源場(chǎng)站進(jìn)場(chǎng)，總裝機容量未來(lái)5年翻一倍，未來(lái)10年翻3~4倍，可達18億千瓦時(shí);輸變電平均年度新增超3000站，未來(lái)5年可達總計近10萬(wàn)站點(diǎn);開(kāi)關(guān)站/環(huán)網(wǎng)柜配電自動(dòng)化控制點(diǎn)數持續增加，未來(lái)5年將從十萬(wàn)級提高到近百萬(wàn)級;用電側，千萬(wàn)充電樁快速部署，預計覆蓋至少6億用戶(hù)。核心生產(chǎn)業(yè)務(wù)如繼保、安穩等要求小顆粒、低時(shí)延、高可靠通信，分布式調度、視頻物聯(lián)應用、集控協(xié)同則要求更加靈活、高效的通信，電力通信網(wǎng)向更多站點(diǎn)，更大帶寬，更多連接，更高可靠演進(jìn)。

  在鐵路：5G-R演進(jìn)已正式進(jìn)入日程，預計2025年正式啟動(dòng)5G-R規模建設，全國涉及近10萬(wàn)公里線(xiàn)路的GSM-R網(wǎng)絡(luò )改造，以及超5萬(wàn)公里線(xiàn)路的網(wǎng)絡(luò )新建;同時(shí)，區間視頻補強帶動(dòng)班組信息化改造，全國超50萬(wàn)線(xiàn)存量PSTN網(wǎng)絡(luò )待升級xPON以支持業(yè)務(wù)綜合接入。鐵路通信網(wǎng)未來(lái)演進(jìn)面向更靈活、更可靠、更兼容以及更多連接。

  在城軌：軌道交通向四網(wǎng)融合發(fā)展，隨著(zhù)市域線(xiàn)的建設加快，樞紐換乘站的數量增長(cháng)3倍，從單線(xiàn)路運營(yíng)逐步走向網(wǎng)絡(luò )化運營(yíng)，車(chē)站內的業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò )，如視頻、PIS、OA、AFC、ISCS需要做到安全隔離的一網(wǎng)承載。同時(shí)城軌列控系統從車(chē)地通信CBTC向車(chē)車(chē)通信TACS演進(jìn)，分散運維走向集中統一運維，管理難度持續增大，這就要求簡(jiǎn)化城軌通信網(wǎng)架構，持續提升性能，并賦予網(wǎng)絡(luò )靈活的可擴展性，適應未來(lái)線(xiàn)網(wǎng)融合運營(yíng)的趨勢。

  在高速：高速收費質(zhì)量提升，介質(zhì)計費向在線(xiàn)實(shí)時(shí)計費變化，準確率要求進(jìn)一步提高;視頻檢測優(yōu)化，滿(mǎn)足“可視、可管、可測、可服務(wù)”的四可目標。全國來(lái)看，國干超500站，省干近2500站，路段近2萬(wàn)站，單省信息接入點(diǎn)近5萬(wàn)個(gè)亟需改造升級。高速通信網(wǎng)需同步滿(mǎn)足路段現網(wǎng)SDH業(yè)務(wù)平滑遷移以及干線(xiàn)傳輸網(wǎng)絡(luò )一體化整合改造。

  行業(yè)生產(chǎn)通信網(wǎng)從傳統高安全、高可靠，向集約化監測、現代化管理并重的需求升級

  新型行業(yè)生產(chǎn)通信具有較高技術(shù)性要求，具備以下幾點(diǎn)特征：

  一是帶寬升級方面，從信息化到數字化再到智能化，生產(chǎn)網(wǎng)面向設備連接，帶寬需求跟隨數智化節奏，逐步呈現代際特征，千兆帶寬到站點(diǎn)已逐步成為演進(jìn)的下一跳;

  二是業(yè)務(wù)接口方面，行業(yè)生產(chǎn)設備的更新迭代周期偏長(cháng)，平均在15至30年，而核心控制類(lèi)業(yè)務(wù)，顆粒度小，時(shí)延敏感，可靠性要求高，即使部分接口以太化，但網(wǎng)絡(luò )提供確定性服務(wù)質(zhì)量仍是剛需，可承諾的帶寬、時(shí)延、抖動(dòng)仍然有強指標要求。因此小顆粒業(yè)務(wù)長(cháng)期看仍會(huì )存在，行業(yè)的E1/PCM等接口將有較長(cháng)的長(cháng)尾時(shí)間;

  三是系統隔離方面，生產(chǎn)的各類(lèi)子業(yè)務(wù)系統多，不同系統業(yè)務(wù)單元對通信網(wǎng)要求各異，因此專(zhuān)網(wǎng)專(zhuān)用，保障業(yè)務(wù)單元之間的通道隔離，是行業(yè)內共識;

  最后是業(yè)務(wù)承載方面，隨著(zhù)信息化、數智化應用逐漸增多，以視頻、物聯(lián)感知類(lèi)應用為主，帶來(lái)網(wǎng)絡(luò )連接數大幅增長(cháng)，因此通信網(wǎng)要保障如此大量的終端、物聯(lián)類(lèi)設備接入，需要一定的IP感知能力，并能簡(jiǎn)化管理。

  傳統的SDH網(wǎng)絡(luò )面對行業(yè)通信網(wǎng)的新變化特征，也亟需向新制式的網(wǎng)絡(luò )遷移，OTN作為電信運營(yíng)商網(wǎng)絡(luò )中的SDH替代方案，已廣泛應用，主要是解決廣域網(wǎng)絡(luò )的傳輸帶寬和距離問(wèn)題，但是基于上述行業(yè)生產(chǎn)網(wǎng)特征，傳統OTN方案實(shí)現行業(yè)生產(chǎn)網(wǎng)全場(chǎng)景覆蓋尚存在三大挑戰，需要面向場(chǎng)站和業(yè)務(wù)連接來(lái)改造和優(yōu)化：

  第一、OTN整體方案中的波分復用能力，給網(wǎng)絡(luò )帶來(lái)了超T比特的帶寬，但對于工業(yè)場(chǎng)站來(lái)說(shuō)能力過(guò)剩，且光層應用帶來(lái)了復雜的規劃、建設、運維等副產(chǎn)品，可以簡(jiǎn)化;

  第二、OTN的業(yè)務(wù)粒度過(guò)大，ODUflex最小硬管道粒度是1.25G，需要引入新標準的fgOTN/OSU更小顆粒硬管道技術(shù)，以更好的適配生產(chǎn)網(wǎng)業(yè)務(wù)特征;

  第三、改變刻板的OTN使用方式，針對場(chǎng)站業(yè)務(wù)，按需設計模型，采用輕量化設備，減少在空間、供電等方面的要求，降低建網(wǎng)成本，更加經(jīng)濟適用、易部署。

  以fgOTN/OSU為核心，華為打造小型化OTN解決方案滿(mǎn)足站點(diǎn)智能化改造要求。該解決方案具備以下特點(diǎn)：

  一、 fgOTN Ready：國際標準組織ITU-T fgOTN系列標準正式發(fā)布。該標準定義了一個(gè)新的細粒度ODU層網(wǎng)絡(luò )，面向行業(yè)生產(chǎn)網(wǎng)中獨有的E1/PCM/CPOS等CBR業(yè)務(wù)接口，實(shí)現將此類(lèi)小顆粒的生產(chǎn)控制類(lèi)業(yè)務(wù)信號承載在OTN網(wǎng)絡(luò )上，并為其提供隔離、安全、可靠和基于TDM的傳輸能力。華為小型化OTN解決方案全面支持ITU-T fgOTN標準，商用進(jìn)度與標準發(fā)布同步對齊，滿(mǎn)足行業(yè)生產(chǎn)通信網(wǎng)承載核心控制類(lèi)業(yè)務(wù)需求，以100%物理硬管道區隔不同系統業(yè)務(wù)，保障業(yè)務(wù)可靠性;

  二、 OTN輕量化：免光層規劃、設計，實(shí)現百G組網(wǎng)，小型化OTN網(wǎng)絡(luò )帶寬相比傳統SDH網(wǎng)絡(luò )提升十倍以上，低階通道數量提升五倍以上，較好的匹配場(chǎng)站內日益增多的如視頻回傳、WLAN無(wú)線(xiàn)接入、智能巡檢等數字化應用終端接入要求，以及增強涉控類(lèi)、時(shí)延敏感類(lèi)業(yè)務(wù)的接入能力。在網(wǎng)絡(luò )規劃設計階段，免除了復雜的光參計算和專(zhuān)業(yè)化的波分配置;在建設階段，簡(jiǎn)化了物理硬件安裝，基本無(wú)需下站調測，模塊即插即用，業(yè)務(wù)配置和驗收簡(jiǎn)單;在運維階段，時(shí)隙化業(yè)務(wù)配置，類(lèi)SDH運維，無(wú)額外的學(xué)習成本;

  三、 端到端可擴展：工業(yè)場(chǎng)站作為生產(chǎn)網(wǎng)信息化、智能化錨點(diǎn)，小型化OTN基于場(chǎng)站，不僅優(yōu)化了全系列的適用設備形態(tài)，而且提供業(yè)界領(lǐng)先的創(chuàng )新擴展方案，fgOTN/OSU+PON一體化網(wǎng)絡(luò )打通，采用硬隔離PON技術(shù)實(shí)現硬管道的端到端貫通，同時(shí)在網(wǎng)管系統NCE上實(shí)現融合統一管理，一體化網(wǎng)絡(luò )端到端可視，所見(jiàn)即所得，這樣，既可以完成站內的多樣化綜合接入，也滿(mǎn)足向大范圍、分布式的網(wǎng)絡(luò )分支末梢做延伸，行業(yè)生產(chǎn)網(wǎng)的管理尺度得到極大提升，實(shí)現設備管理、業(yè)務(wù)發(fā)放、運營(yíng)維護全方位的提質(zhì)增效。

  華為小型化OTN解決方案，面向場(chǎng)站生產(chǎn)網(wǎng)SDH升級場(chǎng)景實(shí)現充分適配，可適用于電力輸變電站、油氣場(chǎng)站、鐵路車(chē)站、地鐵車(chē)站、高速公路收費站等類(lèi)型站點(diǎn)，充分滿(mǎn)足行業(yè)客戶(hù)在數智時(shí)代建設新型業(yè)務(wù)系統的網(wǎng)絡(luò )訴求。后續，華為將基于具體行業(yè)應用場(chǎng)景，持續、進(jìn)一步細化場(chǎng)景應用模型，完善產(chǎn)品組合、商業(yè)設計，通過(guò)小型化OTN方案與行業(yè)深度適配，為客戶(hù)打造面向數字化、智能化時(shí)代的生產(chǎn)網(wǎng)全光通信底座。

作者：張彬 華為政企光傳送首席架構師