電力光纖通信網(wǎng)絡(luò )優(yōu)化算法及應用
電力光纖通信網(wǎng)絡(luò )優(yōu)化算法及應用【1】
[摘要]依據電力系統通信業(yè)務(wù)特點(diǎn),改進(jìn)了整數線(xiàn)性規劃算法,用于SDH組網(wǎng)優(yōu)化設計,并開(kāi)發(fā)了相應的軟件。
最后以福州市區東南部的電力光纖網(wǎng)絡(luò )為例給出了具體的優(yōu)化設計方案。
[關(guān)鍵詞]電力SDH優(yōu)化ILP算法軟件
1引言
近幾年來(lái),隨著(zhù)電網(wǎng)快速發(fā)展,電力系統光纖通信網(wǎng)絡(luò )迅速壯大,已經(jīng)成為電網(wǎng)生產(chǎn)調度重要支撐手段。
由于電力通信網(wǎng)一般都隨電網(wǎng)分期分批建設,網(wǎng)絡(luò )路徑及結構等均受電網(wǎng)結構的制約,從而影響了電力光纖通信網(wǎng)絡(luò )結構合理性和可靠性,因此當光纖通信網(wǎng)絡(luò )達到一定的規模之后,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(mǎn)足電網(wǎng)規模不斷擴大及現代化管理需求。
本文依據福建電力光纖通信網(wǎng)絡(luò )的實(shí)際情況,將對基于1+1保護的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(shuō)最小化總成本。
具體來(lái)說(shuō),我們將研究SDH環(huán)網(wǎng)上的多線(xiàn)速優(yōu)化問(wèn)題,即在一個(gè)光纜網(wǎng)絡(luò )中如何組成多個(gè)SDH環(huán),以及低速業(yè)務(wù)流在環(huán)上如何路由的問(wèn)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,存在大型節點(diǎn)(如地調)間對帶寬有著(zhù)很大的需求。
例如,可能要求一條甚至多條 STM-16的線(xiàn)路。
但是,還有大量節點(diǎn)之間(相鄰節點(diǎn)、集控所和下屬站點(diǎn),地調和其余節點(diǎn))的網(wǎng)絡(luò )連接請求只需要一個(gè)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(mǎn)足這一類(lèi)節點(diǎn)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目眾多的節點(diǎn)帶寬需求之間矛盾的關(guān)鍵,就是有效地安排節點(diǎn)數據流共享高速的光纖通道。
本文將此問(wèn)題稱(chēng)為組網(wǎng)優(yōu)化問(wèn)題,它是從學(xué)術(shù)界的業(yè)務(wù)疏導問(wèn)題引申而來(lái),或者說(shuō)其學(xué)術(shù)術(shù)語(yǔ)為業(yè)務(wù)疏導。
借鑒業(yè)務(wù)疏導的定義,可以將我們要研究的組網(wǎng)優(yōu)化定義為:將節點(diǎn)之間的低速數據流有效地復用到高速的光纖通道,將高速的光纖通道數據流解復用成為低速數據流,并且使得低速數據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(chēng)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(gè)子問(wèn)題:一個(gè)是確定邏輯拓撲,另一個(gè)是在該邏輯拓撲上路由低速業(yè)務(wù)流。
第一個(gè)子問(wèn)題中,要確定組建多少個(gè)光纖通道環(huán),每個(gè)光纖通道環(huán)的線(xiàn)速以及經(jīng)過(guò)哪些節點(diǎn)。
如果在一些節點(diǎn)間有足夠的業(yè)務(wù)容量需要傳送,那么應該由這些節點(diǎn)組成一個(gè)高線(xiàn)速的環(huán),使這些業(yè)務(wù)在該環(huán)上傳送,以獲得高線(xiàn)速環(huán)運送單位業(yè)務(wù)時(shí)的經(jīng)濟性。
另一方面,如果一些節點(diǎn)間的業(yè)務(wù)量較小,那么它們應該在一個(gè)線(xiàn)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 )設計一個(gè)支持多線(xiàn)速的多環(huán)邏輯拓撲是一個(gè)困難的工作。
一般來(lái)說(shuō),在整個(gè)網(wǎng)絡(luò )中始終采用單線(xiàn)速的光纖通道環(huán),能大大減少設計的復雜性,但它會(huì )帶來(lái)成本上的不經(jīng)濟性。
我們可以不預先確定每一個(gè)環(huán)的線(xiàn)速,由優(yōu)化算法來(lái)確定。
但為了簡(jiǎn)化計算復雜度和節省優(yōu)化時(shí)間,這里由網(wǎng)絡(luò )設計或運營(yíng)者依據業(yè)務(wù)容量的需求來(lái)估計這些環(huán)網(wǎng)的線(xiàn)速大致在什么范圍,如需要預估這些環(huán)的線(xiàn)速在OC-12還是OC-48的量級,然后再由優(yōu)化設計程序來(lái)確定能否找到優(yōu)化解,即能否在指定的幾個(gè)環(huán)中路由這些業(yè)務(wù),并最小化ADM設備的成本。
同時(shí)確定要組成幾個(gè)環(huán),每個(gè)環(huán)的線(xiàn)速,每個(gè)環(huán)要經(jīng)過(guò)哪些節點(diǎn),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(wèn)題可以形式化為一個(gè)整數線(xiàn)性規劃問(wèn)題,并采用商業(yè)的整數規劃軟件來(lái)求解。
2.2 優(yōu)化算法中的輸入參數和優(yōu)化變量
對低速業(yè)務(wù)流進(jìn)行組網(wǎng)優(yōu)化這個(gè)問(wèn)題可以簡(jiǎn)單歸納如下所述。
首先,我們給出組網(wǎng)優(yōu)化問(wèn)題的輸入條件:
(1) N:有低速業(yè)務(wù)流要傳送的節點(diǎn)數目,我們將在這些節點(diǎn)間組建光纖通道環(huán);
(2):環(huán)的最大可能個(gè)數,它是一個(gè)比要組建的環(huán)個(gè)數稍大的值,以確保在這些環(huán)中一定能路由業(yè)務(wù);
(3)M:一個(gè)非常大的整數;
(4):環(huán)上最大可能節點(diǎn)個(gè)數,它可以用來(lái)約束環(huán)的規模,從而對環(huán)上業(yè)務(wù)傳輸的最大時(shí)延等進(jìn)行限制;
(5)環(huán)的線(xiàn)速:,其中為第r個(gè)環(huán)擬采用的線(xiàn)速;我們這里考慮SDH(或者說(shuō)SONET)的線(xiàn)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(gè)環(huán)所采用ADM設備的成本,一旦確定了一個(gè)環(huán)的線(xiàn)速,它所使用設備的成本也就確定了。
一般來(lái)說(shuō),一個(gè)OC-48(2.5Gbps)ADM設備的成本要比OC-12(622Mbps)高,而一個(gè)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(gè)矩陣,表示節點(diǎn)對i和j之間要傳送的低速業(yè)務(wù)流總量,它是一個(gè)對稱(chēng)的矩陣,即相同容量的業(yè)務(wù)從節點(diǎn)i到j(luò ),和從j到i,有。
輸出結果或者說(shuō)要得到的目標變量是:
(1):表示要否組建線(xiàn)速為的環(huán),它是一個(gè){0,1}變量,表示要組建線(xiàn)速為的環(huán),表示不需要。
(2):表示線(xiàn)速為的第r個(gè)環(huán)是否經(jīng)過(guò)節點(diǎn)i。
(3):表示源節點(diǎn)為s的業(yè)務(wù)中離開(kāi)節點(diǎn)i并在線(xiàn)速為的第r個(gè)環(huán)上傳輸的業(yè)務(wù)量大小。
i可能是節點(diǎn)s,也可能為某個(gè)中間節點(diǎn)。
當i=s時(shí),表示從節點(diǎn)s進(jìn)入到環(huán)網(wǎng)r的業(yè)務(wù)量大小;當時(shí),表示從其他環(huán)通過(guò)節點(diǎn)i交換到環(huán)r的業(yè)務(wù)量。
(4):表示源節點(diǎn)為s的業(yè)務(wù)中從第r個(gè)環(huán)到達節點(diǎn)i的業(yè)務(wù)量大小。
這些業(yè)務(wù)量可能在節點(diǎn)i中下路到本地用戶(hù),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(gè)環(huán),各環(huán)的線(xiàn)速,以及每個(gè)環(huán)由哪些節點(diǎn)組成,業(yè)務(wù)在這些環(huán)上如何路由,也可以推導出需要在環(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,網(wǎng)絡(luò )的費用主要反映在網(wǎng)絡(luò )設備上,在SDH環(huán)網(wǎng)中采用的設備主要是SDH的分插設備ADM,因此最小化ADM的成本就優(yōu)化了網(wǎng)絡(luò )的建設成本。
2.3 優(yōu)化算法的ILP公式
在組網(wǎng)優(yōu)化設計方案中,我們以最小化容納所有低速業(yè)務(wù)流所需要的ADM設備成本為目標,利用ILP公式對組網(wǎng)優(yōu)化問(wèn)題進(jìn)行求解。
它可以表示為:
目標函數: (2-1)
是網(wǎng)絡(luò )中用到ADM成本的總和。
所需滿(mǎn)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點(diǎn)s的業(yè)務(wù):a)它離開(kāi)節點(diǎn)s的業(yè)務(wù)總量應該等于該節點(diǎn)(即節點(diǎn)s)到所有其他節點(diǎn)業(yè)務(wù)量的總和,對應s=i的情況;b)它經(jīng)過(guò)節點(diǎn)i發(fā)出(或離開(kāi))的業(yè)務(wù)量之和減去到達節點(diǎn)i的業(yè)務(wù)量和會(huì )等于節點(diǎn)s到i的業(yè)務(wù)量,對應的情況。
要注意的是,節點(diǎn)s可以經(jīng)過(guò)多個(gè)環(huán)網(wǎng)到達或經(jīng)過(guò)節點(diǎn)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(kāi)(或者說(shuō)發(fā)出),一定要在該環(huán)上到達(或者說(shuō)終止),離開(kāi)和到達的節點(diǎn)在同一環(huán)上可以不是同一節點(diǎn)。
即使業(yè)務(wù)為環(huán)間業(yè)務(wù),它也要先從一環(huán)到達雙環(huán)共有的節點(diǎn),到達(終止)于此環(huán)的該節點(diǎn),再在該節點(diǎn)從另一環(huán)離開(kāi)(重新發(fā)出),故有此約束。
2.3.3環(huán)容量約束
(2-4)
它表示任意節點(diǎn)發(fā)出的,經(jīng)過(guò)任意節點(diǎn)離開(kāi)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(gè)環(huán)上路由的業(yè)務(wù)總量不超過(guò)該環(huán)的業(yè)務(wù)容量,一個(gè)環(huán)的業(yè)務(wù)容量用該環(huán)所用ADM設備的線(xiàn)速來(lái)表示。
2.3.4節點(diǎn)約束
(2-5)
它表示只要有業(yè)務(wù)離開(kāi)或到達環(huán)r的節點(diǎn)i,則環(huán)r就要為節點(diǎn)i配置一個(gè)ADM設備。
其中為一個(gè)二進(jìn)制變量,其值為1時(shí)表示環(huán)r在節點(diǎn)i有業(yè)務(wù)上下或交換,需要配置ADM設備,為0則不需要。
2.3.5環(huán)上最大節點(diǎn)約束
(2-6)
同一個(gè)環(huán)上的最大節點(diǎn)數不應超過(guò)最大值,如的值為8時(shí),組網(wǎng)優(yōu)化結果中形成的環(huán)上最多有8個(gè)節點(diǎn)。
的值可以根據實(shí)際情況進(jìn)行調整。
2.3.6環(huán)上已知節點(diǎn)約束
(2-7)
設置環(huán)經(jīng)過(guò)節點(diǎn),其中環(huán)和節點(diǎn)的值可以由使用者自行設置。
增加這一約束的目的是在實(shí)際工程中,可由組網(wǎng)設計者依據實(shí)際需要(如節點(diǎn)的地理位置,節點(diǎn)的定位等)直接指定環(huán)經(jīng)過(guò)某些節點(diǎn)。
2.3.7ADM成本約束
(2-8)
組網(wǎng)優(yōu)化結果中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整數約束
(2-9)
(2-10)
式(2-9)規定和都為整數變量,且其值只能為0或者1。
和也應為整數變量,但文獻[10]已經(jīng)證明,如果在和不施加整數約束的情況下能找到最優(yōu)解,那么在對它們施加整數約束的情況下也能找到最優(yōu)解,或者說(shuō)可以構造出施加整數約束的最優(yōu)解。
而不施加整數約束的情況下大大減少了整數變量的數目(減少了個(gè)整數變量),從而減少了優(yōu)化求解的時(shí)間。
因此這里對變量和不規定為整數變量。
通過(guò)業(yè)務(wù)疏導,能依據給定的業(yè)務(wù)矩陣,獲得最小的ADM成本,疏導的結果同時(shí)給出對應的邏輯拓撲和業(yè)務(wù)在邏輯拓撲上的路由結果。
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),它可以用于衡量現有網(wǎng)絡(luò )性能與最優(yōu)網(wǎng)絡(luò )性能之間的差異。
依據最優(yōu)邏輯拓撲,可以調整以獲得想要的邏輯拓撲。
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(shí)現及數值結果
根據上述改進(jìn)后的優(yōu)化算法,我們編制了優(yōu)化軟件,并以福州市區東南部的電力光纖網(wǎng)絡(luò )為例,該網(wǎng)絡(luò )包含30個(gè)節點(diǎn),38根光纖鏈接,我們取其中的16個(gè)節點(diǎn)來(lái)進(jìn)行組網(wǎng)優(yōu)化,即(即這16個(gè)節點(diǎn)業(yè)務(wù)較多,有業(yè)務(wù)上下,或者地理位置重要等等)。
假設同時(shí)組建的環(huán)的最大個(gè)數不超過(guò)5,即。
M是一個(gè)非常大的數,此處取為1000000。
3.1 組網(wǎng)優(yōu)化的軟件實(shí)現
3.1.1參數錄入
(1)錄入需要組網(wǎng)的節點(diǎn)
錄入的16個(gè)節點(diǎn)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)化根據各節點(diǎn)間業(yè)務(wù)量的多少來(lái)進(jìn)行組網(wǎng)設計。
(3)線(xiàn)速及成本設置
設置每個(gè)環(huán)采用的線(xiàn)速,及對應該線(xiàn)速的ADM成本。
使用該線(xiàn)速的環(huán)并不一定會(huì )被采用,是否采用由變量決定。
一個(gè)環(huán)上使用多少個(gè)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(xiàn)速、成本及最大節點(diǎn)數錄入
根據電力系統業(yè)務(wù)特點(diǎn),環(huán)1~5的線(xiàn)速分別設為622Mbps、622Mbps、2500Mbps、0Mbps、0 Mbps,即后兩個(gè)環(huán)用戶(hù)可以指定不用,前三個(gè)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(xiàn)速環(huán)所用ADM的成本高于低線(xiàn)速環(huán),但其傳送單位業(yè)務(wù)的成本應低于低線(xiàn)速環(huán)。
同時(shí)指定了同一環(huán)上允許的最大節點(diǎn)個(gè)數為8,以滿(mǎn)足福建電力系統繼電保護通道轉接次數要求。
(4)環(huán)上節點(diǎn)指定
指定某個(gè)環(huán)一定要經(jīng)過(guò)某個(gè)節點(diǎn),以適應實(shí)際情況的需要。
如指定了環(huán)1要包含節點(diǎn)“東臺”和“江田”,環(huán)2也要包含節點(diǎn)“東臺”和“江田”,而環(huán)3一定要包含節點(diǎn)“地調”。
3.1.2組網(wǎng)優(yōu)化求解
優(yōu)化軟件將對整數線(xiàn)性規劃算法進(jìn)行求解,并把最近的求解結果顯示在狀態(tài)窗口中,包括到目前為止的迭代次數,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(gè)值)。
一旦求解結束或者用戶(hù)中斷求解過(guò)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(wú)可行解”,“求解過(guò)程失敗”等,見(jiàn)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)化的數值結果
把輸入參數錄入后,通過(guò)對ILP算法的求解,可以獲得相應的數值結果。
3.2.1組建的環(huán)數
組建的環(huán)數可以由獲得,求解結果中的值如表2所示。
由表可以看出,需要組建三個(gè)環(huán),即環(huán)1、環(huán)2和環(huán)3,結合輸入條件中的,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)包含節點(diǎn)
只說(shuō)明了要組建幾個(gè)環(huán),而沒(méi)有具體說(shuō)明每個(gè)環(huán)包含哪些節點(diǎn),這由目標變量來(lái)確定,其值如表3所示。
由表可以看出,環(huán)1經(jīng)過(guò)了以下節點(diǎn):東臺、松下、江田、沙嶺、邊蘭和營(yíng)前。
環(huán)2 經(jīng)過(guò)的節點(diǎn)有:東臺、梧店、上井、福清和江田。
環(huán)3經(jīng)過(guò)的節點(diǎn)有:地調、南郊、長(cháng)坪、東臺、林中、城頭、昆石和旗山。
它符合環(huán)節點(diǎn)關(guān)系指定和同一環(huán)上最大節點(diǎn)數不超過(guò)8的約束,具體網(wǎng)絡(luò )拓撲見(jiàn)圖3。
4結論
本文依據福建電力光纖通信網(wǎng)絡(luò )的實(shí)際情況,針對基于1+1保護的SDH/SONET環(huán)形網(wǎng)進(jìn)行了組網(wǎng)優(yōu)化設計。
其內容為在給定節點(diǎn)對間要傳輸的低速業(yè)務(wù)流的情況下,設計一個(gè)多環(huán)SDH網(wǎng)絡(luò )來(lái)傳輸這些業(yè)務(wù)流,使得所花費的ADM設備成本最小。
為此建立了組網(wǎng)優(yōu)化模型,提出了組網(wǎng)優(yōu)化設計算法,并針對福州市區東南部的電力光纖網(wǎng)絡(luò )給出了組網(wǎng)優(yōu)化設計的數值結果,為其提出了優(yōu)化方案,為組網(wǎng)設計提供了很好的參考。
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光纖通信在電力通信網(wǎng)中的應用【2】
摘 要：光纖通信技術(shù)在電力通信網(wǎng)中的應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(huì )高速發(fā)展相適應的優(yōu)點(diǎn)。
光纖通信在電力通信網(wǎng)中還可以利用電力系統中潛在的資源使光纖通信技術(shù)在社會(huì )中的應用得到人們的肯定。
那么，以下就是關(guān)于光纖通信在電力通信網(wǎng)中具體應用的探討。
關(guān)鍵詞：光纖通信;電力通信網(wǎng)
光纖通信實(shí)質(zhì)上就是通過(guò)光導纖維來(lái)進(jìn)行有效信息的傳輸。
電力通信系統是由生產(chǎn)，輸送，分配最終到消耗等等這些環(huán)節的密切配合達成的一個(gè)完整的系統。
而光纖通信對于整個(gè)電力網(wǎng)絡(luò )通信系統的穩定順利進(jìn)行有著(zhù)至關(guān)重要的作用。
光纖技術(shù)在電力通信中的應用已經(jīng)輸保證電力系統的正常運行的基礎。
而且，隨著(zhù)社會(huì )各個(gè)方面的不斷完善，電力系統方面也通過(guò)光纖通信不斷的走向正規的道路。
同時(shí)電力通信系統的正規化，使得電力通信也能夠朝各種方向。
一、電力通信網(wǎng)的構成
光纖，微波，衛星電路是構成電力通信網(wǎng)絡(luò )的重要組成部分，而電力線(xiàn)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(xiàn)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(guò)載波機轉換成一種弱電流，在通過(guò)電力線(xiàn)路迅速進(jìn)行輸送的現代化通信方式。
同時(shí)，這種通信方式在社會(huì )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(yíng)得了廣大群眾的好評。
其中，電力線(xiàn)載波的通信方式還有一個(gè)使其倍受青睞的優(yōu)點(diǎn)那就是與其他電力線(xiàn)載波相比電力線(xiàn)載波能夠利用電力線(xiàn)路架空底線(xiàn)然后進(jìn)行輸送載波信號這樣的絕緣地線(xiàn)載波方法，而且這種絕緣地線(xiàn)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，這正是當時(shí)社會(huì )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的抗電磁干擾能力，還具有在傳輸較大容量時(shí)低消耗的有點(diǎn)。
這種光纖通信方式剛剛誕生就受到來(lái)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中的大量使用，對于社會(huì )的進(jìn)步有著(zhù)強有力的推動(dòng)作用。
不僅如此，還能讓會(huì )社向更尖端的技術(shù)走去。
讓超越于光纖通信的新技術(shù)繼續深入電力通信系統，同時(shí)，加強國家對于光纖的運用。
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，以及電力的調度而專(zhuān)門(mén)設計的。
因此電力通信網(wǎng)是具有很強的專(zhuān)業(yè)性可言的。
但是，隨著(zhù)社會(huì )的不斷進(jìn)步，以及社會(huì )多面性的變化使得電力通信網(wǎng)也得應社會(huì )發(fā)展的要求，除了專(zhuān)業(yè)的信號傳輸之外。
同時(shí)還應該具備較強的擴展性。
使其能夠應對各個(gè)方面的問(wèn)題。
那么，對于電信網(wǎng)絡(luò )的傳輸就要有相應的要求。
(一)具備一定的可靠性。
電力通信系統的可靠性西系數的高低是整個(gè)電力系統穩定安全運行的基礎保障。
因為 當前所有行業(yè)以及人生日常生活中的吃、喝、拉、撒都離不開(kāi)電能的作用。
所以，電力通信系統的可靠性是電力網(wǎng)絡(luò )系統中的一個(gè)不可或缺的要求。
尤其是對于自動(dòng)化的設備來(lái)說(shuō)，電力通信系統中的信號傳輸尤為重要，如：自動(dòng)取款機，自動(dòng)電梯等等這些設備都離不開(kāi)電力通信系統的信號傳輸，那么，此時(shí)光纖通信在電力通信系統中應用，通過(guò)他的強抗干擾性，不受各種障礙的影響增強電力通信網(wǎng)絡(luò )傳輸的可靠性。
所以，光纖通信的應用得以完全滿(mǎn)足電力通信網(wǎng)絡(luò )傳輸的要求。
(二)對于環(huán)境能源保護性。
當前，社會(huì )高速發(fā)展的狀態(tài)下，對于環(huán)境的保護已經(jīng)是迫在眉睫的一個(gè)問(wèn)題。
不論是電力通信網(wǎng)絡(luò )還是整個(gè)電力系統對于能源的節儉是最重要的要求。
那么，此時(shí)光纖通信在電力通信系統中的應用，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豐富的。
所以，光纖通信的應用正好可以彌補我國部分能源的缺失狀況。
同時(shí)，對于環(huán)境所起到的積極作用是國家以及社會(huì )一直所崇尚的。
三、光線(xiàn)技術(shù)在電力通信網(wǎng)中的應用
(一)光纜在電力通信系統中應用。
光纖通信技術(shù)在電力通信系統中廣泛應用，同時(shí)也包括一些特種的光纖的普及。
如：地線(xiàn)復合光纜，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特的地方。
像地線(xiàn)復合光纜具有地線(xiàn)的電性能和機械性，它可以不因光纖的設置而受到損害。
而像地城纏繞光纜是一種芯數少，又很容易折斷的一種光纜，但是它同時(shí)具有經(jīng)濟和簡(jiǎn)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(diǎn)。
自承式架設的光纜具備抗拉性強，適應環(huán)境能力強以及柔韌性和強抗彎曲性的特點(diǎn)。
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中應用更加具有實(shí)用性。
同時(shí)，光纜在電力通信系統的應用越來(lái)越重要。
(二)光纖傳輸組網(wǎng)技術(shù)。
其中兩個(gè)的組網(wǎng)技術(shù)是電力通信系統中比較重要的：密集波分復用技術(shù)和同步數字體系。
1.不同波長(cháng)的光信號集合在一根光線(xiàn)上進(jìn)行信號傳輸的方式就是所謂的密集波分復用技術(shù)。
那么，這種組網(wǎng)技術(shù)又一個(gè)非常大的特點(diǎn)就是相鄰的光波波長(cháng)之間的間隔越小，相應的光纖所能復用傳輸的不同的波長(cháng)的光信號就越強。
2.另一項較為高端的組網(wǎng)技術(shù)，是將傳輸，復接，交換等等技術(shù)融為一體同步數字體系。
同步數字體系不僅僅是一個(gè)組網(wǎng)技術(shù)，它還是一種復用的方法，通過(guò)同步數字體系，可以建成一個(gè)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，同步數字體系還具有一套能夠滿(mǎn)足電力通信系統可靠性要求的自我保護體系。
四、結束語(yǔ)
光纖通信在電力通信系統中的應用，帶來(lái)了來(lái)自不同方面的便捷性和多方面的有利于社會(huì )發(fā)展的優(yōu)點(diǎn)。
如低成本，低消耗，容量大等等，不僅僅滿(mǎn)足了來(lái)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(hù)的網(wǎng)絡(luò )通信提供充分的保障。
同時(shí)，光纖通信也是電力通信系統多年以來(lái)發(fā)展的一個(gè)里程碑，使得現代化電力生產(chǎn)在社會(huì )中，人們的日常生活中成為不可或缺的一種工具。
所以，我們應該緊隨社會(huì )的發(fā)展腳步，加緊以光纖為主的電力網(wǎng)的建設繼續深究光纖通信在電力通信系統中光電信號傳輸告訴通信數據技術(shù)。
參考文獻：
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光纖通信在電力通信網(wǎng)中的應用【3】
【摘要】光纖通信是新時(shí)期技術(shù)發(fā)展的體現，它具有容量大、通信質(zhì)量高、抗干擾性強等優(yōu)點(diǎn)，并能與現代數字化技術(shù)相結合，促進(jìn)信息能夠更加迅速穩定的傳播。
因此，在電力工業(yè)的發(fā)展和革新中，光纖技術(shù)的應用不可或缺。
本文將對光纖通信在電力通信網(wǎng)中的應用逐一探討，并對光纖通信的進(jìn)一步發(fā)展和應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(zhù)經(jīng)濟社會(huì )的飛速發(fā)展，電力供應的需求日益增加，電網(wǎng)的覆蓋面積越來(lái)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以保障電網(wǎng)的穩定運行和管理調度。
而光纖通信作為利用光導纖維進(jìn)行信息傳遞的新型通信方式，因其區別于傳統通信方式的穩定高效性能日益獲得青睞，并逐步開(kāi)始普及，在通信領(lǐng)域應用廣泛。
因此，在現代化的電力通信網(wǎng)系統中光纖也得到重視和應用，光纖的優(yōu)點(diǎn)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，使電力企業(yè)能夠實(shí)現及時(shí)有效的管理和調度，促進(jìn)電力系統的穩定運行。
一、電力通信網(wǎng)傳輸技術(shù)要求
作為電力通信的專(zhuān)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度電力。
隨著(zhù)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(dòng)化信號，還需要適應新出現的各種業(yè)務(wù)。
具體來(lái)說(shuō)，當前對電力通信網(wǎng)傳輸技術(shù)的要求有以下幾點(diǎn)：
1.穩定可靠
由于電力通信覆蓋極廣，與各行各業(yè)千家萬(wàn)戶(hù)都有著(zhù)密切的聯(lián)系， 一旦供電中斷，會(huì )給整個(gè)社會(huì )經(jīng)濟、人們的生活都造成很大的影響。
因此電力通信系統必須具有較高的可靠性。
而當前電力系統的自動(dòng)化程度很高，自動(dòng)化設備的正常運行依賴(lài)于電力通信網(wǎng)中信號的傳輸。
這決定了電力通信需要穩定持續的供應，既要保證數據可靠，又要持續穩定傳播。
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)穩定運行方面具有著(zhù)不可比擬的優(yōu)勢。
一方面，它傳播的質(zhì)量極高，具有很強的可靠性;另一方面，它又能夠克服惡劣外部條件的影響，排除干擾，使信號穩定傳播。
此外，光纖通信能夠更好地適應電力通信網(wǎng)高電壓、高電磁的特性，達到穩定可靠的要求。
2.擴展性強
由于經(jīng)濟社會(huì )發(fā)展十分迅速，電力供應的需求日益增加，電力傳輸的內容越來(lái)越復雜，這就要求電力通信網(wǎng)傳輸能夠容納更多的信息，具有更強的擴展性。
在此基礎之上，還要求電力通信網(wǎng)的當前投資在未來(lái)電力供應需要不斷擴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(shí)性要求很高，這是因為一旦發(fā)生意外事故，需要及時(shí)迅速的切斷電源，如果信息有所延遲，就會(huì )造成擴大的危害，帶來(lái)惡劣的影響。
另外，電力通信的速度也影響著(zhù)電力傳播的效率，關(guān)系到電力企業(yè)的運營(yíng)。
光纖通信因為通過(guò)光進(jìn)行傳播，速度十分快，能夠適應這一要求，完成信號的迅速傳遞。
4.能源節約性和環(huán)境友好性
隨著(zhù)我國經(jīng)濟的高速發(fā)展，能源資源的消耗日益增高，且資源利用率沒(méi)有得到有效提高，這給我國經(jīng)濟的可持續發(fā)展帶來(lái)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(shí)現能源節約型和環(huán)境友好性發(fā)展，對我國社會(huì )經(jīng)濟的可持續發(fā)展意義十分重大。
二、光纜在電力通信網(wǎng)中的應用
由于光纖通信能夠很好地適應電力通信網(wǎng)傳輸的各項要求，且光纖技術(shù)日益成熟，光纖通信在電力部門(mén)中的應用也逐步推廣和擴大。
當前，在電力傳輸網(wǎng)中，除了使用普通光纖外，一些專(zhuān)用特種光纖也得到了較多的應用。
1.地線(xiàn)復合光纜，也稱(chēng)為架空地線(xiàn)內含光纖。
這種光纖的特點(diǎn)在于它包含在已架好的地線(xiàn)之中，既能夠不損害地線(xiàn)的性能，又能夠接受地線(xiàn)設置的保護，很好地完成電力信號的傳播。
其類(lèi)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(guò)專(zhuān)用機械將光纜纏在架空的地線(xiàn)上。
其特點(diǎn)在于較為便宜簡(jiǎn)單，傳播信息的能力也很高，但同時(shí)也具有易折斷的缺點(diǎn)，因此在應用中需要對鋪設環(huán)境等進(jìn)行謹慎周全的考慮。
3.全介質(zhì)自承式光纜。
這種專(zhuān)用光纖既有光纜優(yōu)良的機械性能和環(huán)境適應性，還有其獨特的特點(diǎn)，如傳輸過(guò)程中損耗較小，色散程度低;結構十分緊密，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)量輕與易鋪設的優(yōu)點(diǎn)，因此在電力通信網(wǎng)中的應用也比較多。
三、光纖通信常見(jiàn)組網(wǎng)方式
密集波分復用技術(shù)和同步數字體系是電力通信系統中使用十分常見(jiàn)的組網(wǎng)技術(shù)。
密集波分復用技術(shù)就是通過(guò)一根光纖將多個(gè)不同波長(cháng)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(cháng)間隔與光纖所能復用傳輸的不同的波長(cháng)的光信號成反比，先將從發(fā)射端發(fā)出的包含很多個(gè)獨立調制的光源分解成不同的特定波長(cháng)的光信號，然后復用器將這些光信號復合到一串密集的波長(cháng)信號譜內，并把這些信號耦合進(jìn)一根光纖，最后在接收端通過(guò)解復用器分離光信號并進(jìn)行相關(guān)接收處理，據此進(jìn)行電力信息的傳播。
同步數字體系是集線(xiàn)路傳輸、復接及交換功能為一體，并由統一系統管理操作的組網(wǎng)技術(shù)，它在國際標準的規范下下，制定合理的組網(wǎng)原則，并通過(guò)復用的方式建立起靈活可操作的電信傳輸網(wǎng)。
作為與現代數字技術(shù)與信息傳輸的結合產(chǎn)物，這種組網(wǎng)技術(shù)有完善的自我保護系統和便捷高效的管理方式，具有可靠穩定，方便操作的優(yōu)點(diǎn)。
在電力通信網(wǎng)中，將密集波分復用技術(shù)和同步數字體系相結合組成的通信網(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(lái)說(shuō)，這兩種技術(shù)相結合的優(yōu)點(diǎn)有以下幾點(diǎn)：首先，能夠大幅增強通信網(wǎng)絡(luò )的調控管理功能。
其次，形成了自愈保護，能夠保證電力系統的正常運行。
自愈保護即同步數字體系設備構建的環(huán)網(wǎng)形式的新能力，它能在主信號被切斷時(shí)及時(shí)作出反應，自動(dòng)保護并恢復通信。
還有，這兩種技術(shù)的結合提供了統一的比特率和接口標準，方便不同廠(chǎng)家設備的互聯(lián)。
此外，這兩種技術(shù)能夠采用字節復接方式方便網(wǎng)路信號上下分支，簡(jiǎn)便了信息的傳播和分工。
最后，其結合還能有效豐富開(kāi)銷(xiāo)比特，更加有助于電力通信網(wǎng)絡(luò )的運行和管理。
總的來(lái)說(shuō)，這兩種組網(wǎng)技術(shù)的有效結合能夠促進(jìn)電力通信的穩定和高效，具有十分明顯的優(yōu)點(diǎn)。
四、結語(yǔ)
光纖通信結合了當下數字信息化技術(shù)和光纖技術(shù)，一方面大大提高了數據傳播的穩定性和多樣性，有效容納多種業(yè)務(wù)，滿(mǎn)足各種傳輸需求;另一方面，以其能源節約性能和低成本高回報的特點(diǎn)為電力企業(yè)的運營(yíng)和發(fā)展帶來(lái)可觀(guān)的前景。
在電力系統的應用中給電力企業(yè)帶來(lái)了巨大的經(jīng)濟效益和社會(huì )效益。
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