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        芻議配電網(wǎng)中光纖通信網(wǎng)絡(luò)的可靠性問(wèn)題

        2012-12-29 00:59:56
        關(guān)鍵詞:光纖網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)通信鏈路

        王 海

        (四川省電力公司綿陽(yáng)電業(yè)局,四川 綿陽(yáng) 621000)

        隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)信息化的不斷發(fā)展和推進(jìn),數(shù)字通信的水平大大提高,現(xiàn)代化的通信網(wǎng)絡(luò)正朝著光纜化和數(shù)字化的全方位發(fā)展和進(jìn)步,配電網(wǎng)充分利用了現(xiàn)代先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù),構(gòu)成了一種電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、設(shè)備實(shí)施、地理信息等等技術(shù)的全自動(dòng)化、信息化處理,近年來(lái),光纖通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的大力發(fā)展,使得配電網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)控和治理等自動(dòng)化、信息化水平更是上一層,改變了以往由于配電網(wǎng)的點(diǎn)多面廣、線路多、控制變化復(fù)雜等缺陷,此外,由于大多數(shù)的配電自動(dòng)化裝置安裝條件的限制,而且以前國(guó)內(nèi)的通信技術(shù)運(yùn)用電纜傳輸?shù)木佣?,質(zhì)量較差,不具備良好的可靠性,經(jīng)常導(dǎo)致數(shù)據(jù)結(jié)果傳輸失敗等問(wèn)題,使得建設(shè)完善的配電網(wǎng)通信系統(tǒng)困難重重,光纖通信技術(shù)的發(fā)展極大的改變了這種現(xiàn)狀,為建設(shè)一個(gè)高品質(zhì)的智能配電網(wǎng)系統(tǒng)創(chuàng)造了可能性,不但具有抗強(qiáng)電磁干擾的特性,而且出現(xiàn)信息數(shù)據(jù)誤碼率低,傳輸速率快,信息數(shù)據(jù)的保密性高等優(yōu)點(diǎn)。此外,對(duì)配電網(wǎng)光纖通信可靠性的評(píng)估具有重要工程和理論意義,配電網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的元件的可靠性受到其在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中的配置位置和元件可靠性參數(shù)的影響,準(zhǔn)確地評(píng)估出光纖網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的可靠性對(duì)于配電網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展具有重要意義。

        一、目前兩種光纖通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用

        近幾年,在我國(guó)配電網(wǎng)試點(diǎn)中,以太網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)的工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)網(wǎng)絡(luò)和EPON無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)這兩種光纖通信技術(shù)應(yīng)用的較多,兩者在實(shí)現(xiàn)設(shè)級(jí)和網(wǎng)絡(luò)級(jí)的保護(hù)上都擁有良好的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為基礎(chǔ),目前在多方面實(shí)踐運(yùn)算的基礎(chǔ)上,綜合各種數(shù)據(jù)分析結(jié)果,對(duì)以上兩種網(wǎng)絡(luò)的可靠性性進(jìn)行評(píng)估分析,得出的數(shù)據(jù)結(jié)論是:以太網(wǎng)交換機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠度為0.8743390,EPON 無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)的可靠度為0.865320,在配電網(wǎng)目前的通信數(shù)據(jù)量小的情況下,兩種配電網(wǎng)光纖技術(shù)砸時(shí)延方面都能滿足相關(guān)的要求,其中,由于工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)組環(huán)網(wǎng)不限制站點(diǎn)數(shù)量,通信光纖所占用的數(shù)量一般定額在2 纖 或4 纖的標(biāo)準(zhǔn)上;EPON 無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)受到站點(diǎn)數(shù)量的限制,需要配備多個(gè)PON 口和光纖數(shù)量,而且在光分束之后,衰耗較大,在不同程度上,對(duì)著不同配電網(wǎng)領(lǐng)域的具體要求的差異,兩種光纖通信網(wǎng)絡(luò)的可靠性也隨著提升,對(duì)配電網(wǎng)未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)上,多電源多聯(lián)絡(luò)的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)是主流方向,從這個(gè)角度來(lái)講,工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)的發(fā)展適應(yīng)性更為強(qiáng)一些,EPON 無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)的由于在網(wǎng)絡(luò)線路和設(shè)備上的復(fù)雜性,使得其在配電網(wǎng)光纖通信可靠性的評(píng)估上略顯劣勢(shì)??傊?,目前應(yīng)用的兩種光纖通信技術(shù)在配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)通信中發(fā)揮著重要作用,憑借各自的優(yōu)勢(shì)和可靠性發(fā)展成為主要光纖通信技術(shù)的領(lǐng)域,促進(jìn)了我國(guó)光纖通信技術(shù)的發(fā)展。

        二、配電網(wǎng)光纖通信技術(shù)可靠性評(píng)估

        近年來(lái),隨著我國(guó)光纖通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展,大大改變了以往由于配電網(wǎng)的點(diǎn)多面廣、線路多、控制變化復(fù)雜等缺陷,提高了電網(wǎng)系統(tǒng)的信息化和自動(dòng)化水平,但是,受安裝條件的限制,國(guó)內(nèi)的通信技術(shù)運(yùn)用電纜傳輸?shù)馁|(zhì)量較差,經(jīng)常導(dǎo)致數(shù)據(jù)結(jié)果傳輸失敗等問(wèn)題,可靠性差,使得建設(shè)完善的配電網(wǎng)通信系統(tǒng)困難重重,光纖通信技術(shù)的應(yīng)用和普及為建設(shè)一個(gè)高品質(zhì)的智能配電網(wǎng)系統(tǒng)創(chuàng)造了可能性,在具有抗強(qiáng)電磁干擾的特性的優(yōu)點(diǎn)外,還表現(xiàn)出信息數(shù)據(jù)誤碼率低,傳輸速率快,信息數(shù)據(jù)的保密性高等性能。因此,對(duì)配電網(wǎng)光纖通信可靠性的評(píng)估具有重要工程和理論意義,由于配電網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的元件的可靠性受到其在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中的配置位置和元件可靠性參數(shù)的影響,配電網(wǎng)中光纖通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù),既存在一般通信系統(tǒng)的共性,因其自身的特點(diǎn)發(fā)揮著不同領(lǐng)域上的優(yōu)勢(shì),針對(duì)配電網(wǎng)中光纖通信網(wǎng)絡(luò)的可靠性評(píng)估問(wèn)題,我國(guó)研究領(lǐng)域尚沒(méi)有完善的評(píng)估理論和方法,所以,本文采用一種基于最小路集和布爾代數(shù)的方法來(lái)評(píng)估光纖網(wǎng)絡(luò)可靠性。首先,基于對(duì)光纖網(wǎng)絡(luò)可靠性評(píng)估的體系的了解,要熟悉關(guān)于通信網(wǎng)絡(luò)可靠性評(píng)估的相關(guān)概念:①光纖通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的可靠度:在規(guī)定條件和時(shí)間內(nèi)網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)或鏈路正常工作的概率;②光纖網(wǎng)絡(luò)通信連通性的可靠度:在規(guī)定條件和時(shí)間網(wǎng)絡(luò)保持連通的概率;③光纖網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備故障率:網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)或鏈路在單位時(shí)間內(nèi)發(fā)生系統(tǒng)故障的幾率;④光纖網(wǎng)絡(luò)通信平均壽命:網(wǎng)絡(luò)失效前平均工作時(shí)間或平均故障概率出現(xiàn)的間隔時(shí)間;⑤光纖網(wǎng)絡(luò)通信加權(quán)可靠度等。以上都是進(jìn)行光纖網(wǎng)絡(luò)技術(shù)評(píng)估的概念,把握評(píng)估可靠性的指標(biāo),從而根據(jù)評(píng)估模型對(duì)可靠性全面科學(xué)地進(jìn)行評(píng)估。

        網(wǎng)絡(luò)可靠性算法的基本原理為:光纖網(wǎng)絡(luò)中能使源宿點(diǎn)連通的一組鏈路的集合稱為網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)路集。 這時(shí),只要某個(gè)路集中任意一條鏈路發(fā)生故障便會(huì)使得其它源宿點(diǎn)不能正常進(jìn)行連通,那么此路集是一個(gè)系統(tǒng)中的最小路集,但不是唯一的。根據(jù)配電網(wǎng)中光纖通信網(wǎng)絡(luò)可靠性評(píng)估的原理,建立對(duì)配電網(wǎng)光纖通信網(wǎng)絡(luò)模型:首先,光纖通信網(wǎng)絡(luò)交換節(jié)點(diǎn)和鏈路組成的線性標(biāo),進(jìn)行繪圖描述,而且明確每條網(wǎng)絡(luò)鏈路的可靠性和容量大?。黄浯?,光纖網(wǎng)絡(luò)通信中的節(jié)點(diǎn)分別處于正常工作或故障這兩種狀態(tài),每個(gè)節(jié)點(diǎn)和鏈路相互獨(dú)立不影響,這意味這在節(jié)點(diǎn)和線路發(fā)生故障是相互獨(dú)立的,當(dāng)個(gè)別借點(diǎn)或鏈路出現(xiàn)故障時(shí),其他節(jié)點(diǎn)或鏈路不會(huì)因此受到影響;再次,要避免光纖網(wǎng)絡(luò)各個(gè)交換節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)定向循環(huán)鏈路,并且用最小路集和布爾代數(shù)的方法來(lái)評(píng)估網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的可用度,用數(shù)據(jù)的形式表現(xiàn)出來(lái),直觀形象。用最小路集的方法表示配電網(wǎng)絡(luò)的正常工作模式,從而對(duì)配電網(wǎng)中光纖通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了可靠性評(píng)估,建立了配電通信網(wǎng)絡(luò)元件的可靠性模型,準(zhǔn)確地確定光纖網(wǎng)絡(luò)通信監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)和鏈路的可靠度,這種方法彌補(bǔ)了以往忽略網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)對(duì)系統(tǒng)可靠性的影響,更能真實(shí)地、準(zhǔn)確地反映光通信纖網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的可靠性程度,達(dá)到網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)的良好通用性、能夠迅速定位障礙位置以便及時(shí)進(jìn)行系統(tǒng)故障分析和解決,是一種有效的評(píng)估光纖網(wǎng)通信的方法。

        三、配電網(wǎng)光纖通信網(wǎng)絡(luò)可靠性評(píng)估的意義及未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

        配電網(wǎng)光纖通信網(wǎng)絡(luò)的評(píng)估具有重要的現(xiàn)實(shí)意義,隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)信息化的不斷發(fā)展和推進(jìn),數(shù)字通信的水平大大提高,現(xiàn)代化的通信網(wǎng)絡(luò)正朝著光纜化和數(shù)字化的全方位發(fā)展和進(jìn)步,光纖通信的應(yīng)用和普及已成為現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的一種必然趨勢(shì),極大的發(fā)展和支持?jǐn)?shù)字信息化通信網(wǎng)絡(luò)的進(jìn)步,對(duì)配電網(wǎng)光纖通信可靠性的評(píng)估具有重要工程和理論意義,配電網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的元件的可靠性受到其在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中的配置位置和元件可靠性參數(shù)的影響,準(zhǔn)確地評(píng)估出光纖網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的可靠性對(duì)于配電網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展具有重要意義。隨著我國(guó)配電網(wǎng)通信技術(shù)的不斷發(fā)展與進(jìn)步,配電網(wǎng)的通信網(wǎng)絡(luò)必將迎來(lái)新的發(fā)展前景,光纖技術(shù)的推廣和普及應(yīng)用,不僅承載著配電網(wǎng)自動(dòng)化的遙信、遙測(cè)、遙控、遙調(diào)等業(yè)務(wù),而且在監(jiān)測(cè)傳感業(yè)務(wù)和材料制造業(yè)上都將有所前進(jìn)。不同類型的光纖通信系統(tǒng)在不同層次的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)上將有更大的突破進(jìn)展,從而繼續(xù)發(fā)揮光纖材料為大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)開(kāi)發(fā)提供巨大的支持力度。在未來(lái)光纖材料的設(shè)計(jì)上,將會(huì)朝著既高效又環(huán)保的材料方向前進(jìn),更優(yōu)質(zhì)、高效地服務(wù)于現(xiàn)代化的通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)??傊?,現(xiàn)代化通信網(wǎng)絡(luò)離不開(kāi)未來(lái)光纖技術(shù)的發(fā)展,各種光纖新材料的發(fā)展促進(jìn)配電網(wǎng)能光纖通信技術(shù)的進(jìn)步,為新一輪網(wǎng)絡(luò)信息革命在技術(shù)上帶來(lái)突破,極大的發(fā)展和促進(jìn)了配電網(wǎng)通信技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步。

        [1]李惠宇,羅小莉,于盛林.一種基于GPRS的配電自動(dòng)化系統(tǒng)方案[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化.2003(12):63-65.

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        [3]劉國(guó)民,游大海,薛怡,李萍.配電自動(dòng)化通信系統(tǒng)研究與工程實(shí)踐[J].電力建設(shè),2006(9):70-72.

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