電力光纖通信網絡多環組網如何優化論文

電力光纖通信網絡多環組網如何優化論文

　　【摘要】本文以電力系統在通信業務當面的特點為主要依據，對電力光纖通信網絡的多環組網進一步優化進行了相關研究，希望能夠促進電力光纖網絡的穩定可持續發展，更好的提高人們的生活質量。

　　【關鍵詞】電力；光纖通信網絡；多環組網；優化

　　1引言

　　最近幾年時間里，我國的電力系統光纖通信網絡在電網發展迅速的形式背景下也在不斷發展，并且現階段已經成為了電網生產調度的重要支持方式。但是，通常情況下電力通信網是隨著電網分批分期建設而成的，電網結構會影響網絡的路徑以及網絡的結構等，并且與電力光纖通信網絡結構的合理性以及可靠性有著十分密切的聯系，也就是說，在光纖通信網絡發展到一定水平后，必須通過先進網絡優化算法改進傳統的通信網絡，只有這樣才能夠在提高通信網絡整體性能以及水平的同時，滿足當前時代下人們對于電網的規模以及管理等方面的需求。為此，本文對電力光纖通信網絡的多環組網優化進行了相關研究與分析，具有深遠的現實意義。

　　2SDH組網相關優化算法

　　2.1組網有關優化問題

　　在電力通信網當中一般會存在諸如地調在內的大型節點，這些節點的存在使得對帶寬有著大量的需求。比如，有可能會需要一條或者很多條STM-16的線路。而以下節點之間的部分對于網絡連接的請求僅僅是需要該帶寬的其中一小段：①相鄰的節點；②集控所和下屬站點；③地調和其余節點之間，也就是說，光纖傳送網還需要具備能夠滿足這方面需求的能力。光纖通道通常具有比較大的容量，帶寬雖然不大但是大量節點對帶寬卻有很大的需求量，解決這類問題的關鍵在于能夠有效的安排節點數據流可以實現共享的高速光纖通道。本文中將這類問題統稱為是組網優化問題，其是從業務疏導相關問題引申而來。以業務疏導的相關定義為根據，組網優化的含義是：在高效的光纖通道中有效實現對于節點間低速數據流的復用，并將位于高速光纖通道的數據流通過解復用變成低速的數據流，此外，還可以在不同高速光纖通道之間實現低速數據流的合理交換。對于組網優化問題來說，其主要包含以下兩個子問題：①要完成對邏輯拓撲的確定；②在這一邏輯拓撲上路由低速業務流。在第一個子問題當中，需要明確需要組建光纖通道環的數量，以及每一個光纖通道環的線速和通過了那些節點。如果在某些節點處必須滿足大量業務容量，就可以將這些節點形成一個高線速的環，讓業務在環上傳送。除此之外，如果節點之間具有比較小的業務量，那么就可以將他們傳送在線速比較低的環上，從而達到減少ADM使用成本的目的。通常情況下，如果在整個網絡當中一直使用的是單線速的光纖通道環，其優點是可以在很大程度上減小設計的復雜程度，缺點是會在成本上帶來不經濟性。為了能夠更好的降低計算的復雜程度并節約時間，可以通過業務容量的有關需要來估算環網線速的范圍，然后再通過優化設計相關程序來明確是否可以找到優化解。在本文中，將組網優化問題轉化成一個整數的線性規劃類問題，并采取商業整數有關規劃軟件來進行求解。

　　2.2優化算法中的有關輸入參數以及優化變量

　　首先是要確定給出組網優化問題中的相關輸入條件，主要包括以下幾種：N指的是低速業務流需要傳送的節點總數，可以將這些節點之間組成光纖通道環；NRmax指的是環最大的可能數量，這個數值比要組建環的個數大一點，可以保證在這些環中一定能路由業務；M指的是一個很大的整數值；Nmax指的是在環上可能出現的最大節點數，其可以通過對環規模的限制來制約環上業務傳輸的最大時延等；G：G={gr}指的是環的線速，gr指的是第r個環擬采用的線速；C：C={Cr}指的是環的ADM成本，Cr表示的則是第r個環中所采用ADM設備的成本，通常情況下環的線速確定之后，環的使用設備成本也就隨之確定了；字母T指的是需要優化的低速業務流對稱類型矩陣。輸出的結果或者說是需要得到的目標變量主要有以下幾種：δr代表的為是否要組建線速為gr的環；yri表示gr線速所有環中第r個環是否經過節點i；xsi+（r）指的是源節點為s的業務當中，離開節點i并且在線速達到gr的第r個環上傳輸的業務量大小，i有兩種可能，第一種是節點s，另一種則是某個中間的節點；xsi－（r）代表的是源節點為s的業務當中，環的節點從第r個到達第i個的業務量大��；CADM指的是環上所有ADM的成本。從輸出變量來分析，我們可以發現要進行優化就需要確定一下幾方面因素：①組成環的數量；②各個環的線速；③每個環的組成節點；④如何在這些環上路由；⑤推算出需要在環之間進行交換的業務以及其路由等。因為已經鋪設好了大量的光纜，因此網絡的總費用主要是體現在網絡的相關設備上，在SDH環網中，其使用到的主要設備是SDH的分插設備ADM，所以說，最小化的ADM成本就可以在一定程度上降低網絡的建設成本。

　　3組網優化軟件的實現以及有關數值的結果

　　以上述所提到的整數線形規劃算法為依據，編制網組優化軟件，并以中國某地的電力光纖網絡為例，其網絡的特點主要有：節點30個；光纖鏈接38根；選取其中16個節點作為樣品進行組網的相關優化，即N=16。假設NRmax=5，M=1000000。

　　3.1組網的優化軟件

　　錄入需要組網的有關節點：需要錄入的16個節點以及編號主要如表1所示。錄入需要進行路由的業務：將需要進行組網優化的低速業務矩陣錄入，并且其中組網優化過程中組網的設計工作是以各個節點之間業務量的多少作為依據進行。在電力光纖通信網絡當中，一般在以下部位之間存在業務直接上下：①各節點和地調之間；②相鄰節點之間。對于線速以及成本的相關設置：對于每個環中所使用的線速以及對應的SDM成本的設置主要如表2所示。是否采用該線速的環的決定性因素是δr。而在每個環上面使用ADM的數量也是不確定的，其決定性因素是變量yri。而對于δr以及yri這兩個參數來說，它們的數值都需要通過求解來確定。

　　3.2組網優化之后的數值結果

　　（1）組建的環數組建的環數可以通過δr來得到，求解結果中δr的數值主要如表3所示。從表中可以很明顯的看出，需要組建環的個數是3個，即1環、2環以及3環，在聯系輸入條件中gr，可以知道要組建的環分別是OC-12，OC-12以及OC-48環。（2）環包含的節點Δr只能夠告訴我們要組建環的個數，但是具體的每一個環當中所包含的節點有哪些則是目標變量yri確定的。在本研究中，環1經過的節點有：東臺、松下、江田、沙嶺、邊蘭以及營前。環2需要經過的節點則有：東臺、梧店、上井、縣調以及江田。環3需要經過的節點有：地調、南郊、長坪、東臺、林中、城頭、昆石以及旗山。它符合相關環節點的關系指定以及在同一個環當中不能超過8的最大節點數的要求，具體的網絡拓撲如后面的圖2所示。（3）SDH拓撲優化前后的區別比較上述16個節點所組成的網絡，在沒有優化之前，其SDH網絡拓撲如圖1所示。上述16個節點所組成的網絡，在進行相關優化之后，其SDH網絡拓撲如圖2所示。從組網在優化之前與優化之后SDH網絡拓撲圖的比較中可以看出，與優化之前的網絡相比，優化之后的網絡只是進行了局部的調整。根據對業務路由中的結果分析，可以知道優化的結果與輸入業務量之間是相互一一對應的關系，也就是說，組網優化算法對原有網絡的調整策略是正確且合理的。此外，通過對組網的優化，還可以在很大程度上降低網絡建設的成本，具有很高的實用價值。

　　4結束語

　　本文通過我國某地電力光纖通信網絡具體情況的研究，給出了相關的SDH/SONET環形網的優化組網有關設計方案。主要是在給定節點以及低速業務流傳輸的條件下，設計出了一個多環的SDH網絡進行業務流的傳輸，從而達到降低ADM設備成本的目的。為此，本文給出了相應的優化組網計算方法，并給出了優化數值結構以及優化方案，為后續組網建設相關工作提供了參考和依據，具有很高的現實意義，能夠更好的促進我國在電力光纖通信網絡方面的發展與進步，進而能更好的滿足我國居民在當前時代下的有關需求，提高人們的生活質量。

　　參考文獻

　　[1]楊玉善.關于電力SDH光纖通信網絡組網優化的研究[J].電子世界，2016（23）：147.

　　[2]劉智偉，茍劍，何金武.簡要分析電力SDH光纖通信網絡組網優化方式[J].電子測試，2014（23）：47~48.

　　[3]沈楊.電力系統SDH光纖傳輸網的優化策略及應用[D].華北電力大學（北京），2015.

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