華為小型化OTN解決方案，打造安全可靠的行業(yè)場站智能化全光底座

  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(chǔ)設(shè)施，其安全性和可靠性對電力、交通等生產(chǎn)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行至關(guān)重要。近年來，隨著科技的不斷發(fā)展，數(shù)智化技術(shù)的應(yīng)用，持續(xù)為生產(chǎn)業(yè)務(wù)系統(tǒng)帶來更高效、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：隨著新能源快速發(fā)展，年平均新增超1.2萬新能源場站進(jìn)場，總裝機容量未來5年翻一倍，未來10年翻3~4倍，可達(dá)18億千瓦時;輸變電平均年度新增超3000站，未來5年可達(dá)總計近10萬站點;開關(guān)站/環(huán)網(wǎng)柜配電自動化控制點數(shù)持續(xù)增加，未來5年將從十萬級提高到近百萬級;用電側(cè)，千萬充電樁快速部署，預(yù)計覆蓋至少6億用戶。核心生產(chǎn)業(yè)務(wù)如繼保、安穩(wěn)等要求小顆粒、低時延、高可靠通信，分布式調(diào)度、視頻物聯(lián)應(yīng)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，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(yù)計2025年正式啟動5G-R規(guī)模建設(shè)，全國涉及近10萬公里線路的GSM-R網(wǎng)絡(luò)改造，以及超5萬公里線路的網(wǎng)絡(luò)新建;同時，區(qū)間視頻補強帶動班組信息化改造，全國超50萬線存量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，隨著市域線的建設(shè)加快，樞紐換乘站的數(shù)量增長3倍，從單線路運營逐步走向網(wǎng)絡(luò)化運營，車站內(nèi)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。同時城軌列控系統(tǒng)從車地通信CBTC向車車通信TACS演進(jìn)，分散運維走向集中統(tǒng)一運維，管理難度持續(xù)增大，這就要求簡化城軌通信網(wǎng)架構(gòu)，持續(xù)提升性能，并賦予網(wǎng)絡(luò)靈活的可擴展性，適應(yīng)未來線網(wǎng)融合運營的趨勢。

  在高速：高速收費質(zhì)量提升，介質(zhì)計費向在線實時計費變化，準(zhǔn)確率要求進(jìn)一步提高;視頻檢測優(yōu)化，滿足“可視、可管、可測、可服務(wù)”的四可目標(biāo)。全國來看，國干超500站，省干近2500站，路段近2萬站，單省信息接入點近5萬個亟需改造升級。高速通信網(wǎng)需同步滿足路段現(xiàn)網(wǎng)SDH業(yè)務(wù)平滑遷移以及干線傳輸網(wǎng)絡(luò)一體化整合改造。

  行業(yè)生產(chǎn)通信網(wǎng)從傳統(tǒng)高安全、高可靠，向集約化監(jiān)測、現(xiàn)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，具備以下幾點特征：

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

  二是業(yè)務(wù)接口方面，行業(yè)生產(chǎn)設(shè)備的更新迭代周期偏長，平均在15至30年，而核心控制類業(yè)務(wù)，顆粒度小，時延敏感，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、時延、抖動仍然有強指標(biāo)要求。因此小顆粒業(yè)務(wù)長期看仍會存在，行業(yè)的E1/PCM等接口將有較長的長尾時間;

  三是系統(tǒng)隔離方面，生產(chǎn)的各類子業(yè)務(wù)系統(tǒng)多，不同系統(tǒng)業(yè)務(wù)單元對通信網(wǎng)要求各異，因此專網(wǎng)專用，保障業(yè)務(wù)單元之間的通道隔離，是行業(yè)內(nèi)共識;

  最后是業(yè)務(wù)承載方面，隨著信息化、數(shù)智化應(yīng)用逐漸增多，以視頻、物聯(lián)感知類應(yīng)用為主，帶來網(wǎng)絡(luò)連接數(shù)大幅增長，因此通信網(wǎng)要保障如此大量的終端、物聯(lián)類設(shè)備接入，需要一定的IP感知能力，并能簡化管理。

  傳統(tǒng)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作為電信運營商網(wǎng)絡(luò)中的SDH替代方案，已廣泛應(yīng)用，主要是解決廣域網(wǎng)絡(luò)的傳輸帶寬和距離問題，但是基于上述行業(yè)生產(chǎn)網(wǎng)特征，傳統(tǒng)OTN方案實現(xiàn)行業(yè)生產(chǎn)網(wǎng)全場景覆蓋尚存在三大挑戰(zhàn)，需要面向場站和業(yè)務(wù)連接來改造和優(yōu)化：

  第一、OTN整體方案中的波分復(fù)用能力，給網(wǎng)絡(luò)帶來了超T比特的帶寬，但對于工業(yè)場站來說能力過剩，且光層應(yīng)用帶來了復(fù)雜的規(guī)劃、建設(shè)、運維等副產(chǎn)品，可以簡化;

  第二、OTN的業(yè)務(wù)粒度過大，ODUflex最小硬管道粒度是1.25G，需要引入新標(biāo)準(zhǔn)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，針對場站業(yè)務(wù)，按需設(shè)計模型，采用輕量化設(shè)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(jì)適用、易部署。

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

  一、 fgOTN Ready：國際標(biāo)準(zhǔn)組織ITU-T fgOTN系列標(biāo)準(zhǔn)正式發(fā)布。該標(biāo)準(zhǔn)定義了一個新的細(xì)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，實現(xiàn)將此類小顆粒的生產(chǎn)控制類業(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(biāo)準(zhǔn)，商用進(jìn)度與標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布同步對齊，滿足行業(yè)生產(chǎn)通信網(wǎng)承載核心控制類業(yè)務(wù)需求，以100%物理硬管道區(qū)隔不同系統(tǒng)業(yè)務(wù)，保障業(yè)務(wù)可靠性;

  二、 OTN輕量化：免光層規(guī)劃、設(shè)計，實現(xiàn)百G組網(wǎng)，小型化OTN網(wǎng)絡(luò)帶寬相比傳統(tǒng)SDH網(wǎng)絡(luò)提升十倍以上，低階通道數(shù)量提升五倍以上，較好的匹配場站內(nèi)日益增多的如視頻回傳、WLAN無線接入、智能巡檢等數(shù)字化應(yīng)用終端接入要求，以及增強涉控類、時延敏感類業(yè)務(wù)的接入能力。在網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計階段，免除了復(fù)雜的光參計算和專業(yè)化的波分配置;在建設(shè)階段，簡化了物理硬件安裝，基本無需下站調(diào)測，模塊即插即用，業(yè)務(wù)配置和驗收簡單;在運維階段，時隙化業(yè)務(wù)配置，類SDH運維，無額外的學(xué)習(xí)成本;

  三、 端到端可擴展：工業(yè)場站作為生產(chǎn)網(wǎng)信息化、智能化錨點，小型化OTN基于場站，不僅優(yōu)化了全系列的適用設(shè)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)實現(xiàn)硬管道的端到端貫通，同時在網(wǎng)管系統(tǒng)NCE上實現(xiàn)融合統(tǒng)一管理，一體化網(wǎng)絡(luò)端到端可視，所見即所得，這樣，既可以完成站內(nèi)的多樣化綜合接入，也滿足向大范圍、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，實現(xiàn)設(shè)備管理、業(yè)務(wù)發(fā)放、運營維護(hù)全方位的提質(zhì)增效。

  華為小型化OTN解決方案，面向場站生產(chǎn)網(wǎng)SDH升級場景實現(xiàn)充分適配，可適用于電力輸變電站、油氣場站、鐵路車站、地鐵車站、高速公路收費站等類型站點，充分滿足行業(yè)客戶在數(shù)智時代建設(shè)新型業(yè)務(wù)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)訴求。后續(xù)，華為將基于具體行業(yè)應(yīng)用場景，持續(xù)、進(jìn)一步細(xì)化場景應(yīng)用模型，完善產(chǎn)品組合、商業(yè)設(shè)計，通過小型化OTN方案與行業(yè)深度適配，為客戶打造面向數(shù)字化、智能化時代的生產(chǎn)網(wǎng)全光通信底座。

作者：張彬 華為政企光傳送首席架構(gòu)師