芻議配電網中光纖通信網絡的可靠性問題

王 海

（四川省電力公司綿陽電業局，四川 綿陽 621000）

隨著我國經濟信息化的不斷發展和推進，數字通信的水平大大提高，現代化的通信網絡正朝著光纜化和數字化的全方位發展和進步，配電網充分利用了現代先進的科學技術以及網絡通信技術，構成了一種電網結構、設備實施、地理信息等等技術的全自動化、信息化處理，近年來，光纖通信網絡技術的大力發展，使得配電網運行監控和治理等自動化、信息化水平更是上一層，改變了以往由于配電網的點多面廣、線路多、控制變化復雜等缺陷，此外，由于大多數的配電自動化裝置安裝條件的限制，而且以前國內的通信技術運用電纜傳輸的居多，質量較差，不具備良好的可靠性，經常導致數據結果傳輸失敗等問題，使得建設完善的配電網通信系統困難重重，光纖通信技術的發展極大的改變了這種現狀，為建設一個高品質的智能配電網系統創造了可能性，不但具有抗強電磁干擾的特性，而且出現信息數據誤碼率低，傳輸速率快，信息數據的保密性高等優點。此外，對配電網光纖通信可靠性的評估具有重要工程和理論意義，配電網通信網絡技術的元件的可靠性受到其在網絡系統拓撲結構中的配置位置和元件可靠性參數的影響，準確地評估出光纖網絡系統的可靠性對于配電網絡技術發展具有重要意義。

一、目前兩種光纖通信網絡技術的應用

近幾年，在我國配電網試點中，以太網技術為基礎的工業以太網交換機網絡和EPON無源光網絡這兩種光纖通信技術應用的較多，兩者在實現設級和網絡級的保護上都擁有良好的拓撲結構為基礎，目前在多方面實踐運算的基礎上，綜合各種數據分析結果，對以上兩種網絡的可靠性性進行評估分析，得出的數據結論是：以太網交換機網絡可靠度為0.8743390，EPON 無源光網絡的可靠度為0.865320，在配電網目前的通信數據量小的情況下，兩種配電網光纖技術砸時延方面都能滿足相關的要求，其中，由于工業以太網交換機組環網不限制站點數量，通信光纖所占用的數量一般定額在2 纖 或4 纖的標準上；EPON 無源光網絡受到站點數量的限制，需要配備多個PON 口和光纖數量，而且在光分束之后，衰耗較大，在不同程度上，對著不同配電網領域的具體要求的差異，兩種光纖通信網絡的可靠性也隨著提升，對配電網未來的發展趨勢上，多電源多聯絡的網架結構是主流方向，從這個角度來講，工業以太網交換機的發展適應性更為強一些，EPON 無源光網絡的由于在網絡線路和設備上的復雜性，使得其在配電網光纖通信可靠性的評估上略顯劣勢。總之，目前應用的兩種光纖通信技術在配電網網絡通信中發揮著重要作用，憑借各自的優勢和可靠性發展成為主要光纖通信技術的領域，促進了我國光纖通信技術的發展。

二、配電網光纖通信技術可靠性評估

近年來，隨著我國光纖通信網絡技術的快速發展，大大改變了以往由于配電網的點多面廣、線路多、控制變化復雜等缺陷，提高了電網系統的信息化和自動化水平，但是，受安裝條件的限制，國內的通信技術運用電纜傳輸的質量較差，經常導致數據結果傳輸失敗等問題，可靠性差，使得建設完善的配電網通信系統困難重重，光纖通信技術的應用和普及為建設一個高品質的智能配電網系統創造了可能性，在具有抗強電磁干擾的特性的優點外，還表現出信息數據誤碼率低，傳輸速率快，信息數據的保密性高等性能。因此，對配電網光纖通信可靠性的評估具有重要工程和理論意義，由于配電網通信網絡技術的元件的可靠性受到其在網絡系統拓撲結構中的配置位置和元件可靠性參數的影響，配電網中光纖通信網絡技術，既存在一般通信系統的共性，因其自身的特點發揮著不同領域上的優勢，針對配電網中光纖通信網絡的可靠性評估問題，我國研究領域尚沒有完善的評估理論和方法，所以，本文采用一種基于最小路集和布爾代數的方法來評估光纖網絡可靠性。首先，基于對光纖網絡可靠性評估的體系的了解，要熟悉關于通信網絡可靠性評估的相關概念：①光纖通信網絡設備的可靠度：在規定條件和時間內網絡中節點或鏈路正常工作的概率；②光纖網絡通信連通性的可靠度：在規定條件和時間網絡保持連通的概率；③光纖網絡通信設備故障率：網絡節點或鏈路在單位時間內發生系統故障的幾率；④光纖網絡通信平均壽命：網絡失效前平均工作時間或平均故障概率出現的間隔時間；⑤光纖網絡通信加權可靠度等。以上都是進行光纖網絡技術評估的概念，把握評估可靠性的指標，從而根據評估模型對可靠性全面科學地進行評估。

網絡可靠性算法的基本原理為：光纖網絡中能使源宿點連通的一組鏈路的集合稱為網絡的一個路集。 這時，只要某個路集中任意一條鏈路發生故障便會使得其它源宿點不能正常進行連通，那么此路集是一個系統中的最小路集，但不是唯一的。根據配電網中光纖通信網絡可靠性評估的原理，建立對配電網光纖通信網絡模型：首先，光纖通信網絡交換節點和鏈路組成的線性標，進行繪圖描述，而且明確每條網絡鏈路的可靠性和容量大??；其次，光纖網絡通信中的節點分別處于正常工作或故障這兩種狀態，每個節點和鏈路相互獨立不影響，這意味這在節點和線路發生故障是相互獨立的，當個別借點或鏈路出現故障時，其他節點或鏈路不會因此受到影響；再次，要避免光纖網絡各個交換節點出現定向循環鏈路，并且用最小路集和布爾代數的方法來評估網絡節點的可用度，用數據的形式表現出來，直觀形象。用最小路集的方法表示配電網絡的正常工作模式，從而對配電網中光纖通信網絡進行了可靠性評估，建立了配電通信網絡元件的可靠性模型，準確地確定光纖網絡通信監測節點和鏈路的可靠度，這種方法彌補了以往忽略網絡節點對系統可靠性的影響，更能真實地、準確地反映光通信纖網絡系統的可靠性程度，達到網絡通信系統的良好通用性、能夠迅速定位障礙位置以便及時進行系統故障分析和解決，是一種有效的評估光纖網通信的方法。

三、配電網光纖通信網絡可靠性評估的意義及未來發展趨勢

配電網光纖通信網絡的評估具有重要的現實意義，隨著我國經濟信息化的不斷發展和推進，數字通信的水平大大提高，現代化的通信網絡正朝著光纜化和數字化的全方位發展和進步，光纖通信的應用和普及已成為現代網絡技術發展的一種必然趨勢，極大的發展和支持數字信息化通信網絡的進步，對配電網光纖通信可靠性的評估具有重要工程和理論意義，配電網通信網絡技術的元件的可靠性受到其在網絡系統拓撲結構中的配置位置和元件可靠性參數的影響，準確地評估出光纖網絡系統的可靠性對于配電網絡技術發展具有重要意義。隨著我國配電網通信技術的不斷發展與進步，配電網的通信網絡必將迎來新的發展前景，光纖技術的推廣和普及應用，不僅承載著配電網自動化的遙信、遙測、遙控、遙調等業務，而且在監測傳感業務和材料制造業上都將有所前進。不同類型的光纖通信系統在不同層次的網絡服務上將有更大的突破進展，從而繼續發揮光纖材料為大規模的網絡通信系統開發提供巨大的支持力度。在未來光纖材料的設計上，將會朝著既高效又環保的材料方向前進，更優質、高效地服務于現代化的通信網絡系統?？傊?，現代化通信網絡離不開未來光纖技術的發展，各種光纖新材料的發展促進配電網能光纖通信技術的進步，為新一輪網絡信息革命在技術上帶來突破，極大的發展和促進了配電網通信技術的發展和進步。

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