华为小型化OTN解决方案，打造安全可靠的行业场站智能化全光底座

张彬

华为政企光传送首席架构师

能源交通行业关系国计民生和国家安全，通信网作为关键基础设施，其安全性和可靠性对电力、交通等生产业务系统的安全稳定运行至关重要。近年来，随着科技的不断发展，数智化技术的应用，持续为生产业务系统带来更高效、更安全、更智能的变化，一张安全可靠、技术领先、面向未来的下一代全光通信网底座，将为行业生产提供有力支撑。

行业生产业务变化，对通信网络提出更高的要求

在电力：随着新能源快速发展，年平均新增超1.2万新能源场站进场，总装机容量未来5年翻一倍，未来10年翻3~4倍，可达18亿千瓦时；输变电平均年度新增超3000站，未来5年可达总计近10万站点；开关站/环网柜配电自动化控制点数持续增加，未来5年将从十万级提高到近百万级；用电侧，千万充电桩快速部署，预计覆盖至少6亿用户。核心生产业务如继保、安稳等要求小颗粒、低时延、高可靠通信，分布式调度、视频物联应用、集控协同则要求更加灵活、高效的通信，电力通信网向更多站点，更大带宽，更多连接，更高可靠演进。

在铁路：5G-R演进已正式进入日程，预计2025年正式启动5G-R规模建设，全国涉及近10万公里线路的GSM-R网络改造，以及超5万公里线路的网络新建；同时，区间视频补强带动班组信息化改造，全国超50万线存量PSTN网络待升级xPON以支持业务综合接入。铁路通信网未来演进面向更灵活、更可靠、更兼容以及更多连接。

在城轨：轨道交通向四网融合发展，随着市域线的建设加快，枢纽换乘站的数量增长3倍，从单线路运营逐步走向网络化运营，车站内的业务网络，如视频、PIS、OA、AFC、ISCS需要做到安全隔离的一网承载。同时城轨列控系统从车地通信CBTC向车车通信TACS演进，分散运维走向集中统一运维，管理难度持续增大，这就要求简化城轨通信网架构，持续提升性能，并赋予网络灵活的可扩展性，适应未来线网融合运营的趋势。

在高速：高速收费质量提升，介质计费向在线实时计费变化，准确率要求进一步提高；视频检测优化，满足“可视、可管、可测、可服务”的四可目标。全国来看，国干超500站，省干近2500站，路段近2万站，单省信息接入点近5万个亟需改造升级。高速通信网需同步满足路段现网SDH业务平滑迁移以及干线传输网络一体化整合改造。

行业生产通信网从传统高安全、高可靠，向集约化监测、现代化管理并重的需求升级

新型行业生产通信具有较高技术性要求，具备以下几点特征：

一是带宽升级方面，从信息化到数字化再到智能化，生产网面向设备连接，带宽需求跟随数智化节奏，逐步呈现代际特征，千兆带宽到站点已逐步成为演进的下一跳；

二是业务接口方面，行业生产设备的更新迭代周期偏长，平均在15至30年，而核心控制类业务，颗粒度小，时延敏感，可靠性要求高，即使部分接口以太化，但网络提供确定性服务质量仍是刚需，可承诺的带宽、时延、抖动仍然有强指标要求。因此小颗粒业务长期看仍会存在，行业的E1/PCM等接口将有较长的长尾时间；

三是系统隔离方面，生产的各类子业务系统多，不同系统业务单元对通信网要求各异，因此专网专用，保障业务单元之间的通道隔离，是行业内共识；

最后是业务承载方面，随着信息化、数智化应用逐渐增多，以视频、物联感知类应用为主，带来网络连接数大幅增长，因此通信网要保障如此大量的终端、物联类设备接入，需要一定的IP感知能力，并能简化管理。

传统的SDH网络面对行业通信网的新变化特征，也亟需向新制式的网络迁移，OTN作为电信运营商网络中的SDH替代方案，已广泛应用，主要是解决广域网络的传输带宽和距离问题，但是基于上述行业生产网特征，传统OTN方案实现行业生产网全场景覆盖尚存在三大挑战，需要面向场站和业务连接来改造和优化：

第一、OTN整体方案中的波分复用能力，给网络带来了超T比特的带宽，但对于工业场站来说能力过剩，且光层应用带来了复杂的规划、建设、运维等副产品，可以简化；

第二、OTN的业务粒度过大，ODUflex最小硬管道粒度是1.25G，需要引入新标准的fgOTN/OSU更小颗粒硬管道技术，以更好的适配生产网业务特征；

第三、改变刻板的OTN使用方式，针对场站业务，按需设计模型，采用轻量化设备，减少在空间、供电等方面的要求，降低建网成本，更加经济适用、易部署。

以fgOTN/OSU为核心，华为打造小型化OTN解决方案满足站点智能化改造要求。该解决方案具备以下特点：

一、 fgOTN Ready：国际标准组织ITU-T fgOTN系列标准正式发布。该标准定义了一个新的细粒度ODU层网络，面向行业生产网中独有的E1/PCM/CPOS等CBR业务接口，实现将此类小颗粒的生产控制类业务信号承载在OTN网络上，并为其提供隔离、安全、可靠和基于TDM的传输能力。华为小型化OTN解决方案全面支持ITU-T fgOTN标准，商用进度与标准发布同步对齐，满足行业生产通信网承载核心控制类业务需求，以100%物理硬管道区隔不同系统业务，保障业务可靠性；

二、 OTN轻量化：免光层规划、设计，实现百G组网，小型化OTN网络带宽相比传统SDH网络提升十倍以上，低阶通道数量提升五倍以上，较好的匹配场站内日益增多的如视频回传、WLAN无线接入、智能巡检等数字化应用终端接入要求，以及增强涉控类、时延敏感类业务的接入能力。在网络规划设计阶段，免除了复杂的光参计算和专业化的波分配置；在建设阶段，简化了物理硬件安装，基本无需下站调测，模块即插即用，业务配置和验收简单；在运维阶段，时隙化业务配置，类SDH运维，无额外的学习成本；

三、 端到端可扩展：工业场站作为生产网信息化、智能化锚点，小型化OTN基于场站，不仅优化了全系列的适用设备形态，而且提供业界领先的创新扩展方案，fgOTN/OSU+PON一体化网络打通，采用硬隔离PON技术实现硬管道的端到端贯通，同时在网管系统NCE上实现融合统一管理，一体化网络端到端可视，所见即所得，这样，既可以完成站内的多样化综合接入，也满足向大范围、分布式的网络分支末梢做延伸，行业生产网的管理尺度得到极大提升，实现设备管理、业务发放、运营维护全方位的提质增效。

华为小型化OTN解决方案，面向场站生产网SDH升级场景实现充分适配，可适用于电力输变电站、油气场站、铁路车站、地铁车站、高速公路收费站等类型站点，充分满足行业客户在数智时代建设新型业务系统的网络诉求。后续，华为将基于具体行业应用场景，持续、进一步细化场景应用模型，完善产品组合、商业设计，通过小型化OTN方案与行业深度适配，为客户打造面向数字化、智能化时代的生产网全光通信底座。

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