浅谈OTN的电力通信网可靠性

1、题 目 浅谈OTN的电力通信网可靠性 摘要电力通信网是电力网的重要组成部分，是保证电力网正常运行必不可少的单元。随着通信科技的不断进步，基于OTN的第二代光网络成为通信传输网的主要发展方向。可靠性与安全性是保证电力通信网系统稳定、健康运行的重要评估，具有高级别可靠性的通信网故障出现率低，修复时间少。论文从通信传输网的发展历程介绍了 OTN 的概念和技术，分析了 OTN 设备的优点以及在电力通信网中的组网模式与应用方式，并计算了由 OTN 设备构成的 OTN 网络系统可靠性。通过分析电力通信网的光路组成与业务情况，主要以有效性为测度分析可靠性，具体并从通信光路可靠性和业务可靠性这两个方面，分别提出不同的研究方法。关键词：电力通信网；光路可靠性；业务可靠性；最小路集法On the reliability of OTN power communication networkMajor:Communication engineeringStudent: menghuiyu Supervisor：duqinjianAbstractpower communication network is an

2、 important part of power network and an indispensable unit to ensure the normal operation of power network. With the continuous progress of communication technology, the second generation optical network based on OTN has become the main development direction of communication and transmission network. Reliability and safety is an important evaluation to ensure the stable and healthy operation of the power communication network system.This paper introduces the concept and technology of OTN from th

3、e development of communication transmission network, analyzes the advantages of OTN equipment and its networking mode and application mode in power communication network, and calculates the reliability of OTN network system composed of OTN equipment. By analyzing the optical path composition and service situation of power communication network, the reliability is mainly analyzed by taking the validity as the measure, and different research methods are put forward respectively from the two aspect

4、s of communication optical path reliability and service reliability.Key words:power communication network; Optical path reliability; Operational reliability; Minimal path set method目录1引言11.1研究背景11.2研究意义22OTN相关理论概述22.1传输网技术发展历程22.2传输网技术发展趋势展望42.3 OTN简介42.3.1 OTN概念42.3.2OTN技术63电力通信网对OTN技术的需求以及应用73.1电力通信网对OTN技术的需求73.2电力通信网中OTN技术的应用83.2.1组网模式83.2.2应用方式84通信网的可靠性94.1通信传输网的可靠性测度94.2 OTN的自我保护机制10参考文献12浅谈OTN的电力通信网可靠性1引言1.1研究背景随着科学技术的不断进步，各行各业都发生着深刻的变革，朝着信息化方向发展。尤其在通信行业，无论是有线通信还是无线通信，一次又一次的技术革命，产生了各种各样的通信

5、设备。无线通信在过去十几年里的发展速度惊人，用户数也呈现了爆炸式的增长，由最初的 2G网络到目前的 4G 网络，其通信传输速率发生了质的变化。自光纤发明以来，有线通信经历了迅速的发展阶段，国际电信联盟提出了不同的体系标准，由初期不兼容的 PDH 到互相兼容的 SDH，从以电层处理为主的第一代光网络发展到信号直接以光的形式穿越整个网络的第二代光网络。以光缆为主要传输媒质的有线通信网涉及到各个行业，总的来说，涉及到传送业务的网络系统离不开通信传输网，传输网的质量将直接影响到各种通信业务网的运行质量。电力网对通信传输网的依赖程度与日俱增，随着电力网系统的不断壮大，其所承载的电网生产、管理业务的信息量迅速增加，电力通信网所面临的安全问题也与日俱增，安全生产运行面临着前所未有的挑战。电力通信网的不断演进对传输网提出了更新、更高的要求。第一，多业务的运营必然要求通信传输网实现多业务的承载;第二，数据业务要求通信传输网能够提供自动配置、动态可调带宽，提高资源利用率;第三，业务发展的不确定性要求网络能够灵活拓展;第四，面临多业务的竞争环境，要求通信传输网络提供更高的安全保障;第五，电力网的重要地位要求

6、电力通信网具有高级别的可靠性。可靠性作为一个重要议题，国内外专家学者己进行了多年的研究，针对电力通信网的可靠性研究也不在少数。通过多年的探索，可靠性的计算在概率统计学的基础上发展和形成了多种方法，主要有因子分解法、状态列举法、最小割集法、最小路集法等。针对电力通信网作为一种专业网的特点，可以将可靠性的分析分为基于通信光路和基于通信业务两个研究方向。在网络拓扑方面主要针对通信设备内部有效性的研究和针对网络单元失效后对于整个网络连通性的影响的研究。通信设备内部有效性分析主要是分析网络设备的基本结构，根据结构图建立有效性分析框图，再根据有效性框图得出有效性表达式。在业务重要性的研究方面，目前用到最多比较成熟的方法是模糊综合评价法、嫡权法、径向神经网络法和模糊层次分析法。由于近年来国内外对于电力通信系统可靠性的研究己经逐渐成熟，尤其对于SDH和WDM网络单元的分析，建立了一套成熟的有效性分析模型，而OTN综合了SDH与WDM两者的优势，是两者的结合体，所以对OTN网络单元的可靠性分析模型的建立己经有一定的分析基础。在网络拓扑可靠性的分析方法上，目前己经出现了很多成熟的方法，如状态列举法、分解法

7、、最小路集法、最小割集法等，这些方法将都会给我们的分析带来很大帮助。在业务可靠性分析上，目前比较成熟的方法是基于模糊层次的分析法。国内外各行各业对于模糊层次分析法都有了比较成熟的分析。在前人研究的基础上做些改进使业务权重的判断更具科学性是完全可行的。在我国国立日益强盛，人民生活水平不断提高的大背景下，为确保电力网的不中断供应，保证人民的正常生活不受影响，排查电力通信网的故障环节，减少网络系统的修复时间，使日常维护更为科学化，研究电力通信网的可靠性具有重要而深远的意义。 1.2研究意义电力通信网首先是服务于电力网的专用通信网，其次还需满足各个通信单元的通信要求。电力通信网若出现故障，导致网络中断，会直接影响电力网的正常工作，后果不堪设想。随着我国将智能电网的建设列为重要发展目标，对电力通信网的要求也越来越高，IP化、宽带化成为主要发展方向。通信网可靠性与电力网可靠性关联紧密，通信网可靠性越高，电力网运行越安全、越稳定。因此，研究电力通信网的可靠性问题具有重要意义。光传送网(OTN)技术能够满足各种新型业务的需求，从幕后渐渐走到前台，成为传送网发展的主要方向。OTN是为了克服SDH和WDM

8、技术的不足而提出来的一种新的光传输技术，一方面它具有SDH网络与WDM网络的技术优势，既可以像WDM网络那样提供超大容量的带宽，又可以像SDH网络那样可运营可管理;另一方面它还具有路由功能与信令功能，能够为业务提供更为安全的保护策略和更高的传输速率。OTN结合了光域和电域处理的优势，提供巨大的传送容量、完全透明端到端的连接，代表着光网络未来的技术发展趋势。 目前对于基于OTN的电力通信网可靠性的研究较少，论文将针对OTN设备的内部有效性和业务的有效性进行分析，为以后电力通信中OTN的建设提供参考。2OTN相关理论概述2.1传输网技术发展历程1.PDH 技术 20 世纪中后期，国际电信联盟（ITU-T）的前身国际电信电报咨询委员会(CCITT)先后提出了 3 批 PDH 建议形成的完整 PDH(Plesiochronous Digital Hierarchy)体系，即准同步数字体系。PDH 有很多弊端：最明显的便是标准不兼容的情况时有发生北美、欧洲和日本 3 种地区性 PDH 标准互不兼容、世界性的标准光接口规范在 PDH 下无法匹配和互通；同时，它缺乏灵活性，逐级码速调整的复用方式难以

9、上、下话路；网管通道不够充足，网络管理的建立存在一定困难。2.SDH技术为适应不断演变的电信网的要求，美国贝尔通信研究所提出了SDH的概念，称为同步光纤网。不久，CCITT接受了SONET的概念，并重新命名为同步数字(SynchronousDigital Hierarchy, SDH)体系，SDH不仅是一种复用方法，也是一种组网原则，还是一套国际标准。SDH采用统一的接口标准和协议，实现了业务的透明性，简化了上下支路;有自我保护功能，自愈能力强;SDH的网络管理功能十分强大。美中不足的是SDH的宽带利用率并不理想。3.MSTP技术思科公司最先提出了多业务传送平台(Multi-Service TransportPlatform, MSTP)的概念。MSTP将各种独立的设备，如SDH、光波分复用系统终端、数字交叉连接器、网络二层交换机以及IP边缘路由器等合成在同一设备中，统一地管理和控制。MSTP最适合工作于网络的边缘。4.PTN技术MSTP作为SDH设备的演进，主要是改善了用户接入侧部分的网络状况，但从网络的整体内核结构来说，依然是一个电路主导的网络。分组传送网PTN技术是传送网、IP/MPLS和以太网三种技术相结合的产物，结合了三种技术的优势，同时又能够兼顾支持其他类型业务，为业务转型和网络融合这一特殊时期提供了一种高可能性和可靠性、扁平化、低成本的网络架构。5.ASON技术当从企业用户到个人用户对网络数据的流量及质量都有了越来越高的要求时，使网络逐渐趋于智能化和宽带化的自动交换光网络(Automatically Switched Optical Network, ASON)的概念便在2000年年初被ITU-T提出。ASON在监管控制、保护资源、安全性能等方面具有一定的优势，但是初期投资

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