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電力光纖通信網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化算法及應(yīng)用
電力光纖通信網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化算法及應(yīng)用【1】
[摘要]依據(jù)電力系統(tǒng)通信業(yè)務(wù)特點,改進(jìn)了整數(shù)線性規(guī)劃算法,用于SDH組網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計,并開發(fā)了相應(yīng)的軟件。
最后以福州市區(qū)東南部的電力光纖網(wǎng)絡(luò)為例給出了具體的優(yōu)化設(shè)計方案。
[關(guān)鍵詞]電力SDH優(yōu)化ILP算法軟件
1引言
近幾年來,隨著電網(wǎng)快速發(fā)展,電力系統(tǒng)光纖通信網(wǎng)絡(luò)迅速壯大,已經(jīng)成為電網(wǎng)生產(chǎn)調(diào)度重要支撐手段。
由于電力通信網(wǎng)一般都隨電網(wǎng)分期分批建設(shè),網(wǎng)絡(luò)路徑及結(jié)構(gòu)等均受電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的制約,從而影響了電力光纖通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)合理性和可靠性,因此當(dāng)光纖通信網(wǎng)絡(luò)達(dá)到一定的規(guī)模之后,有必要借助先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化算法,優(yōu)化原有的通信網(wǎng)絡(luò),從而提高通信網(wǎng)絡(luò)整體性能水平,滿足電網(wǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大及現(xiàn)代化管理需求。
本文依據(jù)福建電力光纖通信網(wǎng)絡(luò)的實際情況,將對基于1+1保護(hù)的SDH/SONET環(huán)形網(wǎng)進(jìn)行組網(wǎng)優(yōu)化。
它在給定業(yè)務(wù)需求的情況下,優(yōu)化容納所有業(yè)務(wù)所需要的總成本或者說最小化總成本。
具體來說,我們將研究SDH環(huán)網(wǎng)上的多線速優(yōu)化問題,即在一個光纜網(wǎng)絡(luò)中如何組成多個SDH環(huán),以及低速業(yè)務(wù)流在環(huán)上如何路由的問題。
2SDH組網(wǎng)優(yōu)化算法
2.1 狹義組網(wǎng)優(yōu)化
在電力通信網(wǎng)中,存在大型節(jié)點(如地調(diào))間對帶寬有著很大的需求。
例如,可能要求一條甚至多條 STM-16的線路。
但是,還有大量節(jié)點之間(相鄰節(jié)點、集控所和下屬站點,地調(diào)和其余節(jié)點)的網(wǎng)絡(luò)連接請求只需要一個光纖通道提供的STM-16帶寬的一小部分,例如STM-1、10Mbps等,因此光傳送網(wǎng)必須能夠有效地滿足這一類節(jié)點的業(yè)務(wù)需求。
解決容量巨大的光纖通道和帶寬要求不大而數(shù)目眾多的節(jié)點帶寬需求之間矛盾的關(guān)鍵,就是有效地安排節(jié)點數(shù)據(jù)流共享高速的光纖通道。
本文將此問題稱為組網(wǎng)優(yōu)化問題,它是從學(xué)術(shù)界的業(yè)務(wù)疏導(dǎo)問題引申而來,或者說其學(xué)術(shù)術(shù)語為業(yè)務(wù)疏導(dǎo)。
借鑒業(yè)務(wù)疏導(dǎo)的定義,可以將我們要研究的組網(wǎng)優(yōu)化定義為:將節(jié)點之間的低速數(shù)據(jù)流有效地復(fù)用到高速的光纖通道,將高速的光纖通道數(shù)據(jù)流解復(fù)用成為低速數(shù)據(jù)流,并且使得低速數(shù)據(jù)流在不同高速光纖通道上進(jìn)行合理的交換。
上述組網(wǎng)優(yōu)化的定義我們稱之為狹義意義上的組網(wǎng)優(yōu)化。
狹義組網(wǎng)優(yōu)化,它包含兩個子問題:一個是確定邏輯拓?fù)?另一個是在該邏輯拓?fù)渖下酚傻退贅I(yè)務(wù)流。
第一個子問題中,要確定組建多少個光纖通道環(huán),每個光纖通道環(huán)的線速以及經(jīng)過哪些節(jié)點。
如果在一些節(jié)點間有足夠的業(yè)務(wù)容量需要傳送,那么應(yīng)該由這些節(jié)點組成一個高線速的環(huán),使這些業(yè)務(wù)在該環(huán)上傳送,以獲得高線速環(huán)運(yùn)送單位業(yè)務(wù)時的經(jīng)濟(jì)性。
另一方面,如果一些節(jié)點間的業(yè)務(wù)量較小,那么它們應(yīng)該在一個線速較低的環(huán)上傳送,以減少ADM的成本。
為給定低速業(yè)務(wù)流的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計一個支持多線速的多環(huán)邏輯拓?fù)涫且粋�困難的工作。
一般來說,在整個網(wǎng)絡(luò)中始終采用單線速的光纖通道環(huán),能大大減少設(shè)計的復(fù)雜性,但它會帶來成本上的不經(jīng)濟(jì)性。
我們可以不預(yù)先確定每一個環(huán)的線速,由優(yōu)化算法來確定。
但為了簡化計算復(fù)雜度和節(jié)省優(yōu)化時間,這里由網(wǎng)絡(luò)設(shè)計或運(yùn)營者依據(jù)業(yè)務(wù)容量的需求來估計這些環(huán)網(wǎng)的線速大致在什么范圍,如需要預(yù)估這些環(huán)的線速在OC-12還是OC-48的量級,然后再由優(yōu)化設(shè)計程序來確定能否找到優(yōu)化解,即能否在指定的幾個環(huán)中路由這些業(yè)務(wù),并最小化ADM設(shè)備的成本。
同時確定要組成幾個環(huán),每個環(huán)的線速,每個環(huán)要經(jīng)過哪些節(jié)點,業(yè)務(wù)在這些環(huán)上如何路由,哪些業(yè)務(wù)需要在環(huán)間交換等。
狹義組網(wǎng)優(yōu)化問題可以形式化為一個整數(shù)線性規(guī)劃問題,并采用商業(yè)的整數(shù)規(guī)劃軟件來求解。
2.2 優(yōu)化算法中的輸入?yún)?shù)和優(yōu)化變量
對低速業(yè)務(wù)流進(jìn)行組網(wǎng)優(yōu)化這個問題可以簡單歸納如下所述。
首先,我們給出組網(wǎng)優(yōu)化問題的輸入條件:
(1) N:有低速業(yè)務(wù)流要傳送的節(jié)點數(shù)目,我們將在這些節(jié)點間組建光纖通道環(huán);
(2):環(huán)的最大可能個數(shù),它是一個比要組建的環(huán)個數(shù)稍大的值,以確保在這些環(huán)中一定能路由業(yè)務(wù);
(3)M:一個非常大的整數(shù);
(4):環(huán)上最大可能節(jié)點個數(shù),它可以用來約束環(huán)的規(guī)模,從而對環(huán)上業(yè)務(wù)傳輸?shù)淖畲髸r延等進(jìn)行限制;
(5)環(huán)的線速:,其中為第r個環(huán)擬采用的線速;我們這里考慮SDH(或者說SONET)的線速,即其值從OC-48,OC-12和OC-3中選取。
(6)環(huán)的ADM成本:,其中為第r個環(huán)所采用ADM設(shè)備的成本,一旦確定了一個環(huán)的線速,它所使用設(shè)備的成本也就確定了。
一般來說,一個OC-48(2.5Gbps)ADM設(shè)備的成本要比OC-12(622Mbps)高,而一個OC-12的成本要比OC-3(155Mbps)高;
(7)要優(yōu)化的低速業(yè)務(wù)流矩陣T。
T為一個矩陣,表示節(jié)點對i和j之間要傳送的低速業(yè)務(wù)流總量,它是一個對稱的矩陣,即相同容量的業(yè)務(wù)從節(jié)點i到j(luò),和從j到i,有。
輸出結(jié)果或者說要得到的目標(biāo)變量是:
(1):表示要否組建線速為的環(huán),它是一個{0,1}變量,表示要組建線速為的環(huán),表示不需要。
(2):表示線速為的第r個環(huán)是否經(jīng)過節(jié)點i。
(3):表示源節(jié)點為s的業(yè)務(wù)中離開節(jié)點i并在線速為的第r個環(huán)上傳輸?shù)臉I(yè)務(wù)量大小。
i可能是節(jié)點s,也可能為某個中間節(jié)點。
當(dāng)i=s時,表示從節(jié)點s進(jìn)入到環(huán)網(wǎng)r的業(yè)務(wù)量大小;當(dāng)時,表示從其他環(huán)通過節(jié)點i交換到環(huán)r的業(yè)務(wù)量。
(4):表示源節(jié)點為s的業(yè)務(wù)中從第r個環(huán)到達(dá)節(jié)點i的業(yè)務(wù)量大小。
這些業(yè)務(wù)量可能在節(jié)點i中下路到本地用戶,也有可能交換到其自身所在的環(huán)網(wǎng)(第r環(huán))或其他環(huán)網(wǎng)。
(5)環(huán)上所有ADM的成本。
從輸出變量可以看出我們的優(yōu)化要確定組成幾個環(huán),各環(huán)的線速,以及每個環(huán)由哪些節(jié)點組成,業(yè)務(wù)在這些環(huán)上如何路由,也可以推導(dǎo)出需要在環(huán)間進(jìn)行交換的業(yè)務(wù)及其路由等。
由于大量的光纜已經(jīng)鋪設(shè),網(wǎng)絡(luò)的費(fèi)用主要反映在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上,在SDH環(huán)網(wǎng)中采用的設(shè)備主要是SDH的分插設(shè)備ADM,因此最小化ADM的成本就優(yōu)化了網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)成本。
2.3 優(yōu)化算法的ILP公式
在組網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計方案中,我們以最小化容納所有低速業(yè)務(wù)流所需要的ADM設(shè)備成本為目標(biāo),利用ILP公式對組網(wǎng)優(yōu)化問題進(jìn)行求解。
它可以表示為:
目標(biāo)函數(shù): (2-1)
是網(wǎng)絡(luò)中用到ADM成本的總和。
所需滿足的約束條件為:
2.3.1業(yè)務(wù)需求約束
(2-2)
式(2-2)表示對任意起始于節(jié)點s的業(yè)務(wù):a)它離開節(jié)點s的業(yè)務(wù)總量應(yīng)該等于該節(jié)點(即節(jié)點s)到所有其他節(jié)點業(yè)務(wù)量的總和,對應(yīng)s=i的情況;b)它經(jīng)過節(jié)點i發(fā)出(或離開)的業(yè)務(wù)量之和減去到達(dá)節(jié)點i的業(yè)務(wù)量和會等于節(jié)點s到i的業(yè)務(wù)量,對應(yīng)的情況。
要注意的是,節(jié)點s可以經(jīng)過多個環(huán)網(wǎng)到達(dá)或經(jīng)過節(jié)點i。
2.3.2業(yè)務(wù)的環(huán)約束
(2-3)
業(yè)務(wù)在一環(huán)離開(或者說發(fā)出),一定要在該環(huán)上到達(dá)(或者說終止),離開和到達(dá)的節(jié)點在同一環(huán)上可以不是同一節(jié)點。
即使業(yè)務(wù)為環(huán)間業(yè)務(wù),它也要先從一環(huán)到達(dá)雙環(huán)共有的節(jié)點,到達(dá)(終止)于此環(huán)的該節(jié)點,再在該節(jié)點從另一環(huán)離開(重新發(fā)出),故有此約束。
2.3.3環(huán)容量約束
(2-4)
它表示任意節(jié)點發(fā)出的,經(jīng)過任意節(jié)點離開的業(yè)務(wù)量之和要小于該環(huán)的業(yè)務(wù)容量。
它約束了一個環(huán)上路由的業(yè)務(wù)總量不超過該環(huán)的業(yè)務(wù)容量,一個環(huán)的業(yè)務(wù)容量用該環(huán)所用ADM設(shè)備的線速來表示。
2.3.4節(jié)點約束
(2-5)
它表示只要有業(yè)務(wù)離開或到達(dá)環(huán)r的節(jié)點i,則環(huán)r就要為節(jié)點i配置一個ADM設(shè)備。
其中為一個二進(jìn)制變量,其值為1時表示環(huán)r在節(jié)點i有業(yè)務(wù)上下或交換,需要配置ADM設(shè)備,為0則不需要。
2.3.5環(huán)上最大節(jié)點約束
(2-6)
同一個環(huán)上的最大節(jié)點數(shù)不應(yīng)超過最大值,如的值為8時,組網(wǎng)優(yōu)化結(jié)果中形成的環(huán)上最多有8個節(jié)點。
的值可以根據(jù)實際情況進(jìn)行調(diào)整。
2.3.6環(huán)上已知節(jié)點約束
(2-7)
設(shè)置環(huán)經(jīng)過節(jié)點,其中環(huán)和節(jié)點的值可以由使用者自行設(shè)置。
增加這一約束的目的是在實際工程中,可由組網(wǎng)設(shè)計者依據(jù)實際需要(如節(jié)點的地理位置,節(jié)點的定位等)直接指定環(huán)經(jīng)過某些節(jié)點。
2.3.7ADM成本約束
(2-8)
組網(wǎng)優(yōu)化結(jié)果中ADM成本的總和,它等于形成的多環(huán)網(wǎng)中所有ADM成本的總和。
2.3.8整數(shù)約束
(2-9)
(2-10)
式(2-9)規(guī)定和都為整數(shù)變量,且其值只能為0或者1。
和也應(yīng)為整數(shù)變量,但文獻(xiàn)[10]已經(jīng)證明,如果在和不施加整數(shù)約束的情況下能找到最優(yōu)解,那么在對它們施加整數(shù)約束的情況下也能找到最優(yōu)解,或者說可以構(gòu)造出施加整數(shù)約束的最優(yōu)解。
而不施加整數(shù)約束的情況下大大減少了整數(shù)變量的數(shù)目(減少了個整數(shù)變量),從而減少了優(yōu)化求解的時間。
因此這里對變量和不規(guī)定為整數(shù)變量。
通過業(yè)務(wù)疏導(dǎo),能依據(jù)給定的業(yè)務(wù)矩陣,獲得最小的ADM成本,疏導(dǎo)的結(jié)果同時給出對應(yīng)的邏輯拓?fù)浜蜆I(yè)務(wù)在邏輯拓?fù)渖系穆酚山Y(jié)果。
獲得的最優(yōu)化性能值是性能的上限(對ADM成本而言該值為下界),它可以用于衡量現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)性能與最優(yōu)網(wǎng)絡(luò)性能之間的差異。
依據(jù)最優(yōu)邏輯拓?fù)?可以調(diào)整以獲得想要的邏輯拓?fù)洹?/p>
對于已知SDH的環(huán)網(wǎng),由于已知,可以由直接計算該種方案所需要的ADM成本,從而與最優(yōu)化方案進(jìn)行比較。
3組網(wǎng)優(yōu)化軟件實現(xiàn)及數(shù)值結(jié)果
根據(jù)上述改進(jìn)后的優(yōu)化算法,我們編制了優(yōu)化軟件,并以福州市區(qū)東南部的電力光纖網(wǎng)絡(luò)為例,該網(wǎng)絡(luò)包含30個節(jié)點,38根光纖鏈接,我們?nèi)∑渲械?6個節(jié)點來進(jìn)行組網(wǎng)優(yōu)化,即(即這16個節(jié)點業(yè)務(wù)較多,有業(yè)務(wù)上下,或者地理位置重要等等)。
假設(shè)同時組建的環(huán)的最大個數(shù)不超過5,即。
M是一個非常大的數(shù),此處取為1000000。
3.1 組網(wǎng)優(yōu)化的軟件實現(xiàn)
3.1.1參數(shù)錄入
(1)錄入需要組網(wǎng)的節(jié)點
錄入的16個節(jié)點如表1所示。
(2)錄入需要路由的業(yè)務(wù)
錄入需要進(jìn)行組網(wǎng)優(yōu)化的低速業(yè)務(wù)矩陣,組網(wǎng)優(yōu)化根據(jù)各節(jié)點間業(yè)務(wù)量的多少來進(jìn)行組網(wǎng)設(shè)計。
(3)線速及成本設(shè)置
設(shè)置每個環(huán)采用的線速,及對應(yīng)該線速的ADM成本。
使用該線速的環(huán)并不一定會被采用,是否采用由變量決定。
一個環(huán)上使用多少個ADM也是不確定的,它由變量確定。
和的值都需要求解后才能確定。
圖1環(huán)線速、成本及最大節(jié)點數(shù)錄入
根據(jù)電力系統(tǒng)業(yè)務(wù)特點,環(huán)1~5的線速分別設(shè)為622Mbps、622Mbps、2500Mbps、0Mbps、0 Mbps,即后兩個環(huán)用戶可以指定不用,前三個環(huán)分別為OC-12環(huán)、OC-12環(huán)和OC-48環(huán)。
假定OC-12環(huán)所用ADM的成本為3,OC-48的成本為9,這是基于高線速環(huán)所用ADM的成本高于低線速環(huán),但其傳送單位業(yè)務(wù)的成本應(yīng)低于低線速環(huán)。
同時指定了同一環(huán)上允許的最大節(jié)點個數(shù)為8,以滿足福建電力系統(tǒng)繼電保護(hù)通道轉(zhuǎn)接次數(shù)要求。
(4)環(huán)上節(jié)點指定
指定某個環(huán)一定要經(jīng)過某個節(jié)點,以適應(yīng)實際情況的需要。
如指定了環(huán)1要包含節(jié)點“東臺”和“江田”,環(huán)2也要包含節(jié)點“東臺”和“江田”,而環(huán)3一定要包含節(jié)點“地調(diào)”。
3.1.2組網(wǎng)優(yōu)化求解
優(yōu)化軟件將對整數(shù)線性規(guī)劃算法進(jìn)行求解,并把最近的求解結(jié)果顯示在狀態(tài)窗口中,包括到目前為止的迭代次數(shù),找到的解值(ADM的最小成本),和邊界值(下邊界,解值不可能小于這個值)。
一旦求解結(jié)束或者用戶中斷求解過程,優(yōu)化狀態(tài)將被顯示在狀態(tài)窗口中。
它反映了到目前為止求解的狀態(tài),如找到了“全局最優(yōu)解”,“可行解”,“局部最優(yōu)解”,還是“無可行解”,“求解過程失敗”等,見圖2。
圖2組網(wǎng)優(yōu)化求解
圖2中顯示找到了“全局最優(yōu)解”,總共迭代了572258次,解值為105(即組建這些SDH環(huán)網(wǎng)的總成本),邊界值也為105。
解值等于邊界值,也反映了最優(yōu)解的獲得。
3.2 組網(wǎng)優(yōu)化的數(shù)值結(jié)果
把輸入?yún)?shù)錄入后,通過對ILP算法的求解,可以獲得相應(yīng)的數(shù)值結(jié)果。
3.2.1組建的環(huán)數(shù)
組建的環(huán)數(shù)可以由獲得,求解結(jié)果中的值如表2所示。
由表可以看出,需要組建三個環(huán),即環(huán)1、環(huán)2和環(huán)3,結(jié)合輸入條件中的,知道要組建的環(huán)分別為OC-12,OC-12,OC-48環(huán)。
表2值
環(huán)編號r 1 2 3 4 5
1 1 1 0 0
3.2.2環(huán)包含節(jié)點
只說明了要組建幾個環(huán),而沒有具體說明每個環(huán)包含哪些節(jié)點,這由目標(biāo)變量來確定,其值如表3所示。
由表可以看出,環(huán)1經(jīng)過了以下節(jié)點:東臺、松下、江田、沙嶺、邊蘭和營前。
環(huán)2 經(jīng)過的節(jié)點有:東臺、梧店、上井、福清和江田。
環(huán)3經(jīng)過的節(jié)點有:地調(diào)、南郊、長坪、東臺、林中、城頭、昆石和旗山。
它符合環(huán)節(jié)點關(guān)系指定和同一環(huán)上最大節(jié)點數(shù)不超過8的約束,具體網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湟妶D3。
4結(jié)論
本文依據(jù)福建電力光纖通信網(wǎng)絡(luò)的實際情況,針對基于1+1保護(hù)的SDH/SONET環(huán)形網(wǎng)進(jìn)行了組網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計。
其內(nèi)容為在給定節(jié)點對間要傳輸?shù)牡退贅I(yè)務(wù)流的情況下,設(shè)計一個多環(huán)SDH網(wǎng)絡(luò)來傳輸這些業(yè)務(wù)流,使得所花費(fèi)的ADM設(shè)備成本最小。
為此建立了組網(wǎng)優(yōu)化模型,提出了組網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計算法,并針對福州市區(qū)東南部的電力光纖網(wǎng)絡(luò)給出了組網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計的數(shù)值結(jié)果,為其提出了優(yōu)化方案,為組網(wǎng)設(shè)計提供了很好的參考。
參考文獻(xiàn):
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光纖通信在電力通信網(wǎng)中的應(yīng)用【2】
摘 要：光纖通信技術(shù)在電力通信網(wǎng)中的應(yīng)用更加深化了電力通信網(wǎng)絡(luò)在人們心目中的可靠性。
而且，光纖通信技術(shù)具有容量大，傳輸質(zhì)量好以及可靠性高等與社會高速發(fā)展相適應(yīng)的優(yōu)點。
光纖通信在電力通信網(wǎng)中還可以利用電力系統(tǒng)中潛在的資源使光纖通信技術(shù)在社會中的應(yīng)用得到人們的肯定。
那么，以下就是關(guān)于光纖通信在電力通信網(wǎng)中具體應(yīng)用的探討。
關(guān)鍵詞：光纖通信;電力通信網(wǎng)
光纖通信實質(zhì)上就是通過光導(dǎo)纖維來進(jìn)行有效信息的傳輸。
電力通信系統(tǒng)是由生產(chǎn)，輸送，分配最終到消耗等等這些環(huán)節(jié)的密切配合達(dá)成的一個完整的系統(tǒng)。
而光纖通信對于整個電力網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)的穩(wěn)定順利進(jìn)行有著至關(guān)重要的作用。
光纖技術(shù)在電力通信中的應(yīng)用已經(jīng)輸保證電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行的基礎(chǔ)。
而且，隨著社會各個方面的不斷完善，電力系統(tǒng)方面也通過光纖通信不斷的走向正規(guī)的道路。
同時電力通信系統(tǒng)的正規(guī)化，使得電力通信也能夠朝各種方向。
一、電力通信網(wǎng)的構(gòu)成
光纖，微波，衛(wèi)星電路是構(gòu)成電力通信網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，而電力線載波，光纖通信以及其他通信方式是其分支電路的主要的通信方式。
那么以下就是電力通信網(wǎng)中的幾種重要的通信方式。
(一)電力線載波通信。
電力通信載波就是一種將聲音或者其他有聲訊息通過載波機(jī)轉(zhuǎn)換成一種弱電流，在通過電力線路迅速進(jìn)行輸送的現(xiàn)代化通信方式。
同時，這種通信方式在社會的不斷進(jìn)步下，也逐步擁有投入少，成效高，可靠性高等優(yōu)勢。
而這些優(yōu)勢也為這種通信方式贏得了廣大群眾的好評。
其中，電力線載波的通信方式還有一個使其倍受青睞的優(yōu)點那就是與其他電力線載波相比電力線載波能夠利用電力線路架空底線然后進(jìn)行輸送載波信號這樣的絕緣地線載波方法，而且這種絕緣地線載波方法不僅僅能夠不受到任何檢修或者障礙性故障的影響，還可以減少大量電能的損耗，這正是當(dāng)時社會各種自然資源緊缺的一種最為緊迫的一種解決方式。
(二)光纖通信。
光纖通信方式不僅僅具有很強(qiáng)的抗電磁干擾能力，還具有在傳輸較大容量時低消耗的有點。
這種光纖通信方式剛剛誕生就受到來自廣大的電力部分的大力推廣與發(fā)展。
這種特殊的光纖在電力系統(tǒng)中的大量使用，對于社會的進(jìn)步有著強(qiáng)有力的推動作用。
不僅如此，還能讓會社向更尖端的技術(shù)走去。
讓超越于光纖通信的新技術(shù)繼續(xù)深入電力通信系統(tǒng)，同時，加強(qiáng)國家對于光纖的運(yùn)用。
二、電力通信網(wǎng)絡(luò)傳輸中具體要求
電力通信網(wǎng)主要是為各種信號傳輸，以及電力的調(diào)度而專門設(shè)計的。
因此電力通信網(wǎng)是具有很強(qiáng)的專業(yè)性可言的。
但是，隨著社會的不斷進(jìn)步，以及社會多面性的變化使得電力通信網(wǎng)也得應(yīng)社會發(fā)展的要求，除了專業(yè)的信號傳輸之外。
同時還應(yīng)該具備較強(qiáng)的擴(kuò)展性。
使其能夠應(yīng)對各個方面的問題。
那么，對于電信網(wǎng)絡(luò)的傳輸就要有相應(yīng)的要求。
(一)具備一定的可靠性。
電力通信系統(tǒng)的可靠性西系數(shù)的高低是整個電力系統(tǒng)穩(wěn)定安全運(yùn)行的基礎(chǔ)保障。
因為 當(dāng)前所有行業(yè)以及人生日常生活中的吃、喝、拉、撒都離不開電能的作用。
所以，電力通信系統(tǒng)的可靠性是電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的一個不可或缺的要求。
尤其是對于自動化的設(shè)備來說，電力通信系統(tǒng)中的信號傳輸尤為重要，如：自動取款機(jī)，自動電梯等等這些設(shè)備都離不開電力通信系統(tǒng)的信號傳輸，那么，此時光纖通信在電力通信系統(tǒng)中應(yīng)用，通過他的強(qiáng)抗干擾性，不受各種障礙的影響增強(qiáng)電力通信網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)目煽啃浴?/p>
所以，光纖通信的應(yīng)用得以完全滿足電力通信網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)囊蟆?/p>
(二)對于環(huán)境能源保護(hù)性。
當(dāng)前，社會高速發(fā)展的狀態(tài)下，對于環(huán)境的保護(hù)已經(jīng)是迫在眉睫的一個問題。
不論是電力通信網(wǎng)絡(luò)還是整個電力系統(tǒng)對于能源的節(jié)儉是最重要的要求。
那么，此時光纖通信在電力通信系統(tǒng)中的應(yīng)用，不僅僅能夠發(fā)揮光纖通信的較低的能源消耗的優(yōu)勢，降低對環(huán)境能源的消耗與對環(huán)境的污染，而且還能夠發(fā)揮光纖通信以二氧化硅為主要材料的優(yōu)勢，因為我國對于二氧化硅的儲備是相當(dāng)豐富的。
所以，光纖通信的應(yīng)用正好可以彌補(bǔ)我國部分能源的缺失狀況。
同時，對于環(huán)境所起到的積極作用是國家以及社會一直所崇尚的。
三、光線技術(shù)在電力通信網(wǎng)中的應(yīng)用
(一)光纜在電力通信系統(tǒng)中應(yīng)用。
光纖通信技術(shù)在電力通信系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用，同時也包括一些特種的光纖的普及。
如：地線復(fù)合光纜，地城纏繞光纜，全介質(zhì)自承式光纜，等等特種光纖。
這些特種光纖也可謂是各有千秋，每一種光纖有這自己獨(dú)特的地方。
像地線復(fù)合光纜具有地線的電性能和機(jī)械性，它可以不因光纖的設(shè)置而受到損害。
而像地城纏繞光纜是一種芯數(shù)少，又很容易折斷的一種光纜，但是它同時具有經(jīng)濟(jì)和簡易的優(yōu)勢，而且，其中較高的可靠性是這種光纜的一大特點。
自承式架設(shè)的光纜具備抗拉性強(qiáng)，適應(yīng)環(huán)境能力強(qiáng)以及柔韌性和強(qiáng)抗彎曲性的特點。
基于上述這些特種光纜的優(yōu)勢，使得光纜在電力通信系統(tǒng)中應(yīng)用更加具有實用性。
同時，光纜在電力通信系統(tǒng)的應(yīng)用越來越重要。
(二)光纖傳輸組網(wǎng)技術(shù)。
其中兩個的組網(wǎng)技術(shù)是電力通信系統(tǒng)中比較重要的：密集波分復(fù)用技術(shù)和同步數(shù)字體系。
1.不同波長的光信號集合在一根光線上進(jìn)行信號傳輸?shù)姆绞骄褪撬^的密集波分復(fù)用技術(shù)。
那么，這種組網(wǎng)技術(shù)又一個非常大的特點就是相鄰的光波波長之間的間隔越小，相應(yīng)的光纖所能復(fù)用傳輸?shù)牟煌牟ㄩL的光信號就越強(qiáng)。
2.另一項較為高端的組網(wǎng)技術(shù)，是將傳輸，復(fù)接，交換等等技術(shù)融為一體同步數(shù)字體系。
同步數(shù)字體系不僅僅是一個組網(wǎng)技術(shù)，它還是一種復(fù)用的方法，通過同步數(shù)字體系，可以建成一個全國乃至全世界都能進(jìn)行的遙控管理的可靠的電信傳輸網(wǎng)。
不僅如此，同步數(shù)字體系還具有一套能夠滿足電力通信系統(tǒng)可靠性要求的自我保護(hù)體系。
四、結(jié)束語
光纖通信在電力通信系統(tǒng)中的應(yīng)用，帶來了來自不同方面的便捷性和多方面的有利于社會發(fā)展的優(yōu)點。
如低成本，低消耗，容量大等等，不僅僅滿足了來自生活中各方面對電力需求，而且電力網(wǎng)絡(luò)通信為客戶的網(wǎng)絡(luò)通信提供充分的保障。
同時，光纖通信也是電力通信系統(tǒng)多年以來發(fā)展的一個里程碑，使得現(xiàn)代化電力生產(chǎn)在社會中，人們的日常生活中成為不可或缺的一種工具。
所以，我們應(yīng)該緊隨社會的發(fā)展腳步，加緊以光纖為主的電力網(wǎng)的建設(shè)繼續(xù)深究光纖通信在電力通信系統(tǒng)中光電信號傳輸告訴通信數(shù)據(jù)技術(shù)。
參考文獻(xiàn)：
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光纖通信在電力通信網(wǎng)中的應(yīng)用【3】
【摘要】光纖通信是新時期技術(shù)發(fā)展的體現(xiàn)，它具有容量大、通信質(zhì)量高、抗干擾性強(qiáng)等優(yōu)點，并能與現(xiàn)代數(shù)字化技術(shù)相結(jié)合，促進(jìn)信息能夠更加迅速穩(wěn)定的傳播。
因此，在電力工業(yè)的發(fā)展和革新中，光纖技術(shù)的應(yīng)用不可或缺。
本文將對光纖通信在電力通信網(wǎng)中的應(yīng)用逐一探討，并對光纖通信的進(jìn)一步發(fā)展和應(yīng)用做一些展望和建議。
【關(guān)鍵詞】光纖通信;電力通信網(wǎng);傳輸要求
隨著經(jīng)濟(jì)社會的飛速發(fā)展，電力供應(yīng)的需求日益增加，電網(wǎng)的覆蓋面積越來越廣，電網(wǎng)企業(yè)亟待建立起一套行而有效的電力通信系統(tǒng)以保障電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行和管理調(diào)度。
而光纖通信作為利用光導(dǎo)纖維進(jìn)行信息傳遞的新型通信方式，因其區(qū)別于傳統(tǒng)通信方式的穩(wěn)定高效性能日益獲得青睞，并逐步開始普及，在通信領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。
因此，在現(xiàn)代化的電力通信網(wǎng)系統(tǒng)中光纖也得到重視和應(yīng)用，光纖的優(yōu)點決定了它能夠在電力通信網(wǎng)中起到良好的傳播作用，有助于改善通信質(zhì)量，完善通信系統(tǒng)，使電力企業(yè)能夠?qū)崿F(xiàn)及時有效的管理和調(diào)度，促進(jìn)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。
一、電力通信網(wǎng)傳輸技術(shù)要求
作為電力通信的專用網(wǎng)，電力通信網(wǎng)需要具備較高的技術(shù)性，并能夠針對電力網(wǎng)絡(luò)的需求幫助管理和調(diào)度電力。
隨著電力行業(yè)和電力技術(shù)的日新月異，對電力通信網(wǎng)的要求也有所提高，不僅要能夠傳輸辦公自動化信號，還需要適應(yīng)新出現(xiàn)的各種業(yè)務(wù)。
具體來說，當(dāng)前對電力通信網(wǎng)傳輸技術(shù)的要求有以下幾點：
1.穩(wěn)定可靠
由于電力通信覆蓋極廣，與各行各業(yè)千家萬戶都有著密切的聯(lián)系， 一旦供電中斷，會給整個社會經(jīng)濟(jì)、人們的生活都造成很大的影響。
因此電力通信系統(tǒng)必須具有較高的可靠性。
而當(dāng)前電力系統(tǒng)的自動化程度很高，自動化設(shè)備的正常運(yùn)行依賴于電力通信網(wǎng)中信號的傳輸。
這決定了電力通信需要穩(wěn)定持續(xù)的供應(yīng)，既要保證數(shù)據(jù)可靠，又要持續(xù)穩(wěn)定傳播。
即使在外部環(huán)境惡劣的情況下，也要能通暢的進(jìn)行電力傳輸。
光纖通信在保證電力通信網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行方面具有著不可比擬的優(yōu)勢。
一方面，它傳播的質(zhì)量極高，具有很強(qiáng)的可靠性;另一方面，它又能夠克服惡劣外部條件的影響，排除干擾，使信號穩(wěn)定傳播。
此外，光纖通信能夠更好地適應(yīng)電力通信網(wǎng)高電壓、高電磁的特性，達(dá)到穩(wěn)定可靠的要求。
2.擴(kuò)展性強(qiáng)
由于經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展十分迅速，電力供應(yīng)的需求日益增加，電力傳輸?shù)膬?nèi)容越來越復(fù)雜，這就要求電力通信網(wǎng)傳輸能夠容納更多的信息，具有更強(qiáng)的擴(kuò)展性。
在此基礎(chǔ)之上，還要求電力通信網(wǎng)的當(dāng)前投資在未來電力供應(yīng)需要不斷擴(kuò)張的情況下能夠收獲更高的效益。
光纖通信作為具有發(fā)展前景且能夠極大容納性擴(kuò)展性的通信手段，十分符合電力通信傳播的這一要求。
3.傳播速度快
電力行業(yè)對于通信反映的迅速性和及時性要求很高，這是因為一旦發(fā)生意外事故，需要及時迅速的切斷電源，如果信息有所延遲，就會造成擴(kuò)大的危害，帶來惡劣的影響。
另外，電力通信的速度也影響著電力傳播的效率，關(guān)系到電力企業(yè)的運(yùn)營。
光纖通信因為通過光進(jìn)行傳播，速度十分快，能夠適應(yīng)這一要求，完成信號的迅速傳遞。
4.能源節(jié)約性和環(huán)境友好性
隨著我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，能源資源的消耗日益增高，且資源利用率沒有得到有效提高，這給我國經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展帶來了極大的壓力。
相較于其他通信技術(shù)，光纖通信的主要組成材料是二氧化硅，相對于言資源儲量更為豐富，而且我國光纖技術(shù)的發(fā)展水平較高，對資源能源的利用程度較高。
因此，廣泛地采用光纖通信技術(shù)能夠有效減少能源損耗，實現(xiàn)能源節(jié)約型和環(huán)境友好性發(fā)展，對我國社會經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展意義十分重大。
二、光纜在電力通信網(wǎng)中的應(yīng)用
由于光纖通信能夠很好地適應(yīng)電力通信網(wǎng)傳輸?shù)母黜椧�，且光纖技術(shù)日益成熟，光纖通信在電力部門中的應(yīng)用也逐步推廣和擴(kuò)大。
當(dāng)前，在電力傳輸網(wǎng)中，除了使用普通光纖外，一些專用特種光纖也得到了較多的應(yīng)用。
1.地線復(fù)合光纜，也稱為架空地線內(nèi)含光纖。
這種光纖的特點在于它包含在已架好的地線之中，既能夠不損害地線的性能，又能夠接受地線設(shè)置的保護(hù)，很好地完成電力信號的傳播。
其類型大致有鉛骨架型、不銹鋼管型以及海底光纜型等。
2.地城纏繞光纜，這種光纖是通過專用機(jī)械將光纜纏在架空的地線上。
其特點在于較為便宜簡單，傳播信息的能力也很高，但同時也具有易折斷的缺點，因此在應(yīng)用中需要對鋪設(shè)環(huán)境等進(jìn)行謹(jǐn)慎周全的考慮。
3.全介質(zhì)自承式光纜。
這種專用光纖既有光纜優(yōu)良的機(jī)械性能和環(huán)境適應(yīng)性，還有其獨(dú)特的特點，如傳輸過程中損耗較小，色散程度低;結(jié)構(gòu)十分緊密，能夠有效排除惡劣環(huán)境的影響;柔韌性和彎曲能力也十分突出。
另外，全介質(zhì)自承式光纜還具有質(zhì)量輕與易鋪設(shè)的優(yōu)點，因此在電力通信網(wǎng)中的應(yīng)用也比較多。
三、光纖通信常見組網(wǎng)方式
密集波分復(fù)用技術(shù)和同步數(shù)字體系是電力通信系統(tǒng)中使用十分常見的組網(wǎng)技術(shù)。
密集波分復(fù)用技術(shù)就是通過一根光纖將多個不同波長的光信號集成在一起的技術(shù)。
這種技術(shù)的原理在于相鄰的光信號波長間隔與光纖所能復(fù)用傳輸?shù)牟煌牟ㄩL的光信號成反比，先將從發(fā)射端發(fā)出的包含很多個獨(dú)立調(diào)制的光源分解成不同的特定波長的光信號，然后復(fù)用器將這些光信號復(fù)合到一串密集的波長信號譜內(nèi)，并把這些信號耦合進(jìn)一根光纖，最后在接收端通過解復(fù)用器分離光信號并進(jìn)行相關(guān)接收處理，據(jù)此進(jìn)行電力信息的傳播。
同步數(shù)字體系是集線路傳輸、復(fù)接及交換功能為一體，并由統(tǒng)一系統(tǒng)管理操作的組網(wǎng)技術(shù)，它在國際標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范下下，制定合理的組網(wǎng)原則，并通過復(fù)用的方式建立起靈活可操作的電信傳輸網(wǎng)。
作為與現(xiàn)代數(shù)字技術(shù)與信息傳輸?shù)慕Y(jié)合產(chǎn)物，這種組網(wǎng)技術(shù)有完善的自我保護(hù)系統(tǒng)和便捷高效的管理方式，具有可靠穩(wěn)定，方便操作的優(yōu)點。
在電力通信網(wǎng)中，將密集波分復(fù)用技術(shù)和同步數(shù)字體系相結(jié)合組成的通信網(wǎng)絡(luò)，不僅能夠促進(jìn)電力通信傳播的速度，還能夠有效保障信息的通暢和可靠性。
具體來說，這兩種技術(shù)相結(jié)合的優(yōu)點有以下幾點：首先，能夠大幅增強(qiáng)通信網(wǎng)絡(luò)的調(diào)控管理功能。
其次，形成了自愈保護(hù)，能夠保證電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。
自愈保護(hù)即同步數(shù)字體系設(shè)備構(gòu)建的環(huán)網(wǎng)形式的新能力，它能在主信號被切斷時及時作出反應(yīng)，自動保護(hù)并恢復(fù)通信。
還有，這兩種技術(shù)的結(jié)合提供了統(tǒng)一的比特率和接口標(biāo)準(zhǔn)，方便不同廠家設(shè)備的互聯(lián)。
此外，這兩種技術(shù)能夠采用字節(jié)復(fù)接方式方便網(wǎng)路信號上下分支，簡便了信息的傳播和分工。
最后，其結(jié)合還能有效豐富開銷比特，更加有助于電力通信網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行和管理。
總的來說，這兩種組網(wǎng)技術(shù)的有效結(jié)合能夠促進(jìn)電力通信的穩(wěn)定和高效，具有十分明顯的優(yōu)點。
四、結(jié)語
光纖通信結(jié)合了當(dāng)下數(shù)字信息化技術(shù)和光纖技術(shù)，一方面大大提高了數(shù)據(jù)傳播的穩(wěn)定性和多樣性，有效容納多種業(yè)務(wù)，滿足各種傳輸需求;另一方面，以其能源節(jié)約性能和低成本高回報的特點為電力企業(yè)的運(yùn)營和發(fā)展帶來可觀的前景。
在電力系統(tǒng)的應(yīng)用中給電力企業(yè)帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。
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