楊玉善 國網江蘇省電力公司盱眙縣供電公司

電力光纖通信網絡的多環(huán)組網優(yōu)化問題的分析

楊玉善 國網江蘇省電力公司盱眙縣供電公司

目前，我國市場經濟快速發(fā)展，促進電力網絡呈現規(guī)?；较虬l(fā)展。通信網絡作為電力系統(tǒng)可靠、靈活運行的基礎，在實現實時通信等方面發(fā)揮著積極作用。面對大容量數據業(yè)務，光纖通信網絡在運行中，受到自身特點及外界因素的影響，信息傳輸存在很多不足之處，影響信息傳輸實時性，需要進行多環(huán)組網優(yōu)化。文章將從傳輸網絡現狀入手，對優(yōu)化算法中的輸入參數及優(yōu)化變量進行分析，最后結合的研究對象探討電力光纖通信網絡多環(huán)組網優(yōu)化，旨在為我國電力產業(yè)現代化改革提供更多支持。

電力；光纖通信網絡；多環(huán)組網；優(yōu)化

前言

隨著電網快速發(fā)展，作為電網自動化、信息化基礎的電力通信網絡也取得了長足發(fā)展。其中光纖通信以其自身安全、實時等優(yōu)勢成為電力通信網絡的核心技術、但在運行中，以光纖通信網絡為核心的網絡架構，需要承載電力生產、運行等多項業(yè)務，運行負擔越來越重，以往組網形式存在的不足愈發(fā)明顯。因此加強對電力光纖通信網絡多環(huán)組網優(yōu)化的研究具有非常重要的現實意義。

1.傳輸網絡現狀分析

通信網絡作為一項新興事物，在各類通信技術支持下，得到了廣泛推廣和應用，為社會多個領域持續(xù)發(fā)展提供了一定支持。目前，電力通信網的構建為系統(tǒng)各部分溝通和交流提供了極大的支持，但地區(qū)性電力通信網絡卻處于較為混亂的狀態(tài)，由于各個地區(qū)的網絡建設時間不同，加之新業(yè)務沒有參與其中，無法滿足各類新型業(yè)務的需求[1]。電力系統(tǒng)通信網具有較強的專業(yè)性特點，為電力系統(tǒng)生產、調度等提供服務。它在實踐中具有較強的可靠性、安全性，但地區(qū)站點密度較大時，會出現反復上下話路情況，傳輸實時信息也會占用大量通道空間，進行24小時不間斷作業(yè)。

2.優(yōu)化算法中輸入參數及優(yōu)化變量

對于組網優(yōu)化問題的輸入與輸出來看，我們要進行優(yōu)化應確定組成幾個環(huán)，各個環(huán)路線速及每個環(huán)由多少節(jié)點、路由構成，并根據已知條件推導出需要在環(huán)間交換的業(yè)務及路由等。由于電力系統(tǒng)在運行中需要大量光纜的支持，基于經濟性因素的考慮，我們需要引入最小化DAM成本優(yōu)化，從而在一定程度上降低網絡的建設成本。

在進行具體優(yōu)化過程，我們主要采用最小化容納方式，針對低速業(yè)務需要的ADM設備成本作為目標，然后引入LIP公式進行求解[2]。其中對于ADM成本的約束公式為：

組網優(yōu)化結果中的ADM成本總和，與形成的多環(huán)網中所有ADM成本總和具有一致性。在實踐中，通過合理的業(yè)務疏導，能夠按照給定的業(yè)務矩陣，得到最小的ADM成本，從而掌握對應邏輯拓撲、路由結果[3]。獲得最優(yōu)化性能值是性能的最佳上限，能夠為實踐工作提供科學的指導，因此在具體優(yōu)化時，可以按照此開展優(yōu)化即可。

3.組網優(yōu)化軟件實現

按照上述算法對優(yōu)化軟件進行編制，并選取我國某地區(qū)電力光纖網絡為研究對象。該網絡主要是由30個節(jié)點、38根光纖鏈接及16個節(jié)點構成。

3.1 組網優(yōu)化

將16個節(jié)點錄入到需要的路由業(yè)務當中，進行組網設計。一般來說，在電力光纖通信網絡當中，各個節(jié)點與地調之間等存在業(yè)務層面的關聯，然后對各個環(huán)節(jié)進行線速設計，并得到線速對應的ADM成本，如表1。

表1 環(huán)線速和成本

充分考慮電力系統(tǒng)業(yè)務特點，1～5環(huán)線速分別設置621、622等Mbit/s，對應的環(huán)是OC-12環(huán)等，其中對該環(huán)成本進行假設，確定其為3，那么OC-48的成本是8。

3.2 組網優(yōu)化求解

優(yōu)化軟件勢必會對整數線性規(guī)劃算法進行求解，將最近的結果呈現出來，如迭代次數，找到解值和邊界值[4]。如果求解結束，或者用戶中斷求解，優(yōu)化狀態(tài)能夠呈現出全局最優(yōu)解。

3.3 組建環(huán)數

經過計算能夠得出組建的環(huán)數，即3環(huán)，分別為OC-12、OC-12、OC-48環(huán)。每個環(huán)對應的節(jié)點也有所差別，如其中環(huán)1主要包括的節(jié)點有東臺、松下、江天及營前等。

3.4 業(yè)務路由

完成環(huán)的設置后，需要對各個環(huán)上的路由進行計算。從節(jié)點地調上環(huán)業(yè)務路由來看，在系統(tǒng)運行時，所有業(yè)務流都將環(huán)3進入到環(huán)網進行傳輸，業(yè)務總來個為760Mbit/s，觀察各個節(jié)點的實際情況，能夠發(fā)現從節(jié)點東臺下去的業(yè)務量變?yōu)?，說明從該點所有業(yè)務流都進入到環(huán)網當中，該節(jié)點成為進入環(huán)網的目的節(jié)點。另外，在環(huán)3上從東臺交換到其他環(huán)網的140Mbit/s業(yè)務，不僅具有80Mbit/s，還有60Mbit/s都能夠進入到環(huán)網當中。通過對輸入的低速業(yè)務流矩陣進行觀察，能夠發(fā)現優(yōu)化結果與輸入相互對應，因此此多環(huán)組網優(yōu)化方案具有較強的可行性。

3.5 優(yōu)化前后SDH拓撲比較分析

通過對比能夠發(fā)現經過優(yōu)化后的網絡拓撲，優(yōu)化結果與輸入業(yè)務量一一對應，可見采用的組網優(yōu)化算法能夠實現對現有網絡的高效優(yōu)化和調整。此外，根據線速及成本，能夠將各個節(jié)點的總成本計算出來，經過優(yōu)化后的成本更低[5]。因此采取這種成本更低，且更具實用性的優(yōu)化方式能夠起到非常不錯的效果。隨著電力產業(yè)不斷發(fā)展，我們還應進一步研究多環(huán)組網優(yōu)化技術，不斷提高技術水平，進而提高電力通信網絡運行有效性。

4.結論

根據上文所述，隨著電力系統(tǒng)不斷發(fā)展，電力系統(tǒng)通信技術也將朝著現代化、智能化方向發(fā)展。但是面對越來越大的業(yè)務量，為了提高通信系統(tǒng)運行可靠性、靈活性，我們要分析并了解現有通信網絡中存在的問題和不足，并堅持科學合理原則，對光纖通信網絡多環(huán)組網進行優(yōu)化，并堅持經濟性原則，引入先進的算法，找到成本最優(yōu)優(yōu)化方式，以此來提高優(yōu)化效果，從而促進我國電力通信持續(xù)健康發(fā)展，使得電力系統(tǒng)能夠充分發(fā)揮自身綜合效益。

[1]劉智偉，茍劍，何金武.簡要分析電力SDH光纖通信網絡組網優(yōu)化方式[J].電子測試，2014，（23）：47-48+44.

[2]王華，趙秉斌，羅建華.電力SDH光纖通信網絡組網優(yōu)化[J].信息通信，2014，（12）：174.

[3]林顯仕.陽江地區(qū)電力SDH光纖傳輸網優(yōu)化策略探討[J].電力系統(tǒng)通信，2012，（02）：20-25.

[4]楊猛.電力SDH光纖通信網絡組網優(yōu)化[J].電子技術與軟件工程，2013，（13）：29.

[5]楊猛.電力SDH光纖通信網絡組網優(yōu)化[J].電子技術與軟件工程，2013，（16）：154-155.