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电力光纤通信网络多环组网如何优化

 论文栏目:光纤通信论文     更新时间:2018/10/8 10:40:41   

【摘要】本文以电力系统在通信业务当面的特点为主要依据,对电力光纤通信网络的多环组网进一步优化进行了相关研究,希望能够促进电力光纤网络的稳定可持续发展,更好的提高人们的生活质量。

【关键词】电力;光纤通信网络;多环组网;优化

1引言

最近几年时间里,我国的电力系统光纤通信网络在电网发展迅速的形式背景下也在不断发展,并且现阶段已经成为了电网生产调度的重要支持方式。但是,通常情况下电力通信网是随着电网分批分期建设而成的,电网结构会影响网络的路径以及网络的结构等,并且与电力光纤通信网络结构的合理性以及可靠性有着十分密切的联系,也就是说,在光纤通信网络发展到一定水平后,必须通过先进网络优化算法改进传统的通信网络,只有这样才能够在提高通信网络整体性能以及水平的同时,满足当前时代下人们对于电网的规模以及管理等方面的需求。为此,本文对电力光纤通信网络的多环组网优化进行了相关研究与分析,具有深远的现实意义。

2SDH组网相关优化算法

2.1组网有关优化问题

在电力通信网当中一般会存在诸如地调在内的大型节点,这些节点的存在使得对带宽有着大量的需求。比如,有可能会需要一条或者很多条STM-16的线路。而以下节点之间的部分对于网络连接的请求仅仅是需要该带宽的其中一小段:①相邻的节点;②集控所和下属站点;③地调和其余节点之间,也就是说,光纤传送网还需要具备能够满足这方面需求的能力。光纤通道通常具有比较大的容量,带宽虽然不大但是大量节点对带宽却有很大的需求量,解决这类问题的关键在于能够有效的安排节点数据流可以实现共享的高速光纤通道。本文中将这类问题统称为是组网优化问题,其是从业务疏导相关问题引申而来。以业务疏导的相关定义为根据,组网优化的含义是:在高效的光纤通道中有效实现对于节点间低速数据流的复用,并将位于高速光纤通道的数据流通过解复用变成低速的数据流,此外,还可以在不同高速光纤通道之间实现低速数据流的合理交换。对于组网优化问题来说,其主要包含以下两个子问题:①要完成对逻辑拓扑的确定;②在这一逻辑拓扑上路由低速业务流。在第一个子问题当中,需要明确需要组建光纤通道环的数量,以及每一个光纤通道环的线速和通过了那些节点。如果在某些节点处必须满足大量业务容量,就可以将这些节点形成一个高线速的环,让业务在环上传送。除此之外,如果节点之间具有比较小的业务量,那么就可以将他们传送在线速比较低的环上,从而达到减少ADM使用成本的目的。通常情况下,如果在整个网络当中一直使用的是单线速的光纤通道环,其优点是可以在很大程度上减小设计的复杂程度,缺点是会在成本上带来不经济性。为了能够更好的降低计算的复杂程度并节约时间,可以通过业务容量的有关需要来估算环网线速的范围,然后再通过优化设计相关程序来明确是否可以找到优化解。在本文中,将组网优化问题转化成一个整数的线性规划类问题,并采取商业整数有关规划软件来进行求解。

2.2优化算法中的有关输入参数以及优化变量

首先是要确定给出组网优化问题中的相关输入条件,主要包括以下几种:N指的是低速业务流需要传送的节点总数,可以将这些节点之间组成光纤通道环;NRmax指的是环最大的可能数量,这个数值比要组建环的个数大一点,可以保证在这些环中一定能路由业务;M指的是一个很大的整数值;Nmax指的是在环上可能出现的最大节点数,其可以通过对环规模的限制来制约环上业务传输的最大时延等;G:G={gr}指的是环的线速,gr指的是第r个环拟采用的线速;C:C={Cr}指的是环的ADM成本,Cr表示的则是第r个环中所采用ADM设备的成本,通常情况下环的线速确定之后,环的使用设备成本也就随之确定了;字母T指的是需要优化的低速业务流对称类型矩阵。输出的结果或者说是需要得到的目标变量主要有以下几种:δr代表的为是否要组建线速为gr的环;yri表示gr线速所有环中第r个环是否经过节点i;xsi+(r)指的是源节点为s的业务当中,离开节点i并且在线速达到gr的第r个环上传输的业务量大小,i有两种可能,第一种是节点s,另一种则是某个中间的节点;xsi-(r)代表的是源节点为s的业务当中,环的节点从第r个到达第i个的业务量大小;CADM指的是环上所有ADM的成本。从输出变量来分析,我们可以发现要进行优化就需要确定一下几方面因素:①组成环的数量;②各个环的线速;③每个环的组成节点;④如何在这些环上路由;⑤推算出需要在环之间进行交换的业务以及其路由等。因为已经铺设好了大量的光缆,因此网络的总费用主要是体现在网络的相关设备上,在SDH环网中,其使用到的主要设备是SDH的分插设备ADM,所以说,最小化的ADM成本就可以在一定程度上降低网络的建设成本。

3组网优化软件的实现以及有关数值的结果

以上述所提到的整数线形规划算法为依据,编制网组优化软件,并以中国某地的电力光纤网络为例,其网络的特点主要有:节点30个;光纤链接38根;选取其中16个节点作为样品进行组网的相关优化,即N=16。假设NRmax=5,M=1000000。

3.1组网的优化软件

录入需要组网的有关节点:需要录入的16个节点以及编号主要如表1所示。录入需要进行路由的业务:将需要进行组网优化的低速业务矩阵录入,并且其中组网优化过程中组网的设计工作是以各个节点之间业务量的多少作为依据进行。在电力光纤通信网络当中,一般在以下部位之间存在业务直接上下:①各节点和地调之间;②相邻节点之间。对于线速以及成本的相关设置:对于每个环中所使用的线速以及对应的SDM成本的设置主要如表2所示。是否采用该线速的环的决定性因素是δr。而在每个环上面使用ADM的数量也是不确定的,其决定性因素是变量yri。而对于δr以及yri这两个参数来说,它们的数值都需要通过求解来确定。

3.2组网优化之后的数值结果

(1)组建的环数组建的环数可以通过δr来得到,求解结果中δr的数值主要如表3所示。从表中可以很明显的看出,需要组建环的个数是3个,即1环、2环以及3环,在联系输入条件中gr,可以知道要组建的环分别是OC-12,OC-12以及OC-48环。(2)环包含的节点Δr只能够告诉我们要组建环的个数,但是具体的每一个环当中所包含的节点有哪些则是目标变量yri确定的。在本研究中,环1经过的节点有:东台、松下、江田、沙岭、边兰以及营前。环2需要经过的节点则有:东台、梧店、上井、县调以及江田。环3需要经过的节点有:地调、南郊、长坪、东台、林中、城头、昆石以及旗山。它符合相关环节点的关系指定以及在同一个环当中不能超过8的最大节点数的要求,具体的网络拓扑如后面的图2所示。(3)SDH拓扑优化前后的区别比较上述16个节点所组成的网络,在没有优化之前,其SDH网络拓扑如图1所示。上述16个节点所组成的网络,在进行相关优化之后,其SDH网络拓扑如图2所示。从组网在优化之前与优化之后SDH网络拓扑图的比较中可以看出,与优化之前的网络相比,优化之后的网络只是进行了局部的调整。根据对业务路由中的结果分析,可以知道优化的结果与输入业务量之间是相互一一对应的关系,也就是说,组网优化算法对原有网络的调整策略是正确且合理的。此外,通过对组网的优化,还可以在很大程度上降低网络建设的成本,具有很高的实用价值。

4结束语

本文通过我国某地电力光纤通信网络具体情况的研究,给出了相关的SDH/SONET环形网的优化组网有关设计方案。主要是在给定节点以及低速业务流传输的条件下,设计出了一个多环的SDH网络进行业务流的传输,从而达到降低ADM设备成本的目的。为此,本文给出了相应的优化组网计算方法,并给出了优化数值结构以及优化方案,为后续组网建设相关工作提供了参考和依据,具有很高的现实意义,能够更好的促进我国在电力光纤通信网络方面的发展与进步,进而能更好的满足我国居民在当前时代下的有关需求,提高人们的生活质量。

参考文献

[1]杨玉善.关于电力SDH光纤通信网络组网优化的研究[J].电子世界,2016(23):147.

[2]刘智伟,苟剑,何金武.简要分析电力SDH光纤通信网络组网优化方式[J].电子测试,2014(23):47~48.

[3]沈杨.电力系统SDH光纤传输网的优化策略及应用[D].华北电力大学(北京),2015.

作者:曹越 单位:国网攀枝花供电公司

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