研究基于GIS的配電通信接入網(wǎng)光路路由分析技術(shù)

吳麗莎 吳昊 羅濤 張愛軍 黃德云

摘 要：對于通信行業(yè)來說，它是社會發(fā)展的基礎(chǔ)性行業(yè)，特別是在智能通信發(fā)展以來，如何有效地對用戶進(jìn)行精準(zhǔn)的定位，提高通信服務(wù)的精準(zhǔn)性和有效性，提升整體通信服務(wù)的合理性成了當(dāng)前通信行業(yè)發(fā)展的主要方向。GIS系統(tǒng)是一個強(qiáng)大的地理信息綜合系統(tǒng)，在它的幫助下，可以更好地對配電通信接入網(wǎng)的光路進(jìn)行優(yōu)化。在接入網(wǎng)光路當(dāng)中，路由對于整體的運(yùn)行非常關(guān)鍵，本文主要從GIS的系統(tǒng)出發(fā)，對配電通信接入網(wǎng)光路路由的分析進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：GIS；配電通信；接入網(wǎng)；移動終端；應(yīng)用技術(shù)

在通信行業(yè)高速發(fā)展的今天，不同的通信技術(shù)在該行業(yè)中不斷呈現(xiàn)，同時為其它行業(yè)的發(fā)展提供輔助。電力通信網(wǎng)是智能通信在生產(chǎn)、運(yùn)行和管理方面非常重要的組成部分，也是一個必要的技術(shù)支撐系統(tǒng)。伴隨著智能通信的不斷建設(shè)和發(fā)展，電力通信網(wǎng)的作用也不斷地突出，并且規(guī)模也在不斷地?cái)U(kuò)大和完善，但是也會面臨著較多的挑戰(zhàn)。

一、配電通信接入網(wǎng)

配電通信接入網(wǎng)是對10kV和0.4kV通信接入網(wǎng)進(jìn)行承載的一個通信網(wǎng)絡(luò)。對于通信行業(yè)來說，它的業(yè)務(wù)點(diǎn)呈現(xiàn)出點(diǎn)多面廣的主要特點(diǎn)，并且在可靠性方面的要求比較高。當(dāng)前，我國所構(gòu)建的配電通信接入網(wǎng)大多數(shù)都是以光通信作為主要的方式，例如：以太網(wǎng)源光網(wǎng)絡(luò)、工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)等，但是這類型的網(wǎng)絡(luò)容易存在著廣播風(fēng)暴，也會面臨著ARP的攻擊所帶來的安全隱患，從而對整個網(wǎng)絡(luò)都產(chǎn)生較大的影響，甚至?xí)绊懙綐I(yè)務(wù)的正常傳輸。伴隨著配電通信網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，傳統(tǒng)的方式在服務(wù)質(zhì)量方面也難以滿足通信業(yè)務(wù)多樣化的需求。為了更好地解決這方面的問題，人們提出了一種基于GIS的配電通信接入網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)。GIS系統(tǒng)下的配電通信接入網(wǎng)光路技術(shù)需要把網(wǎng)關(guān)設(shè)置在上聯(lián)路由器上面，這樣的一種處理方式會給路由器增加比較大的負(fù)擔(dān)，因此需要在路由分析技術(shù)方面有所提升，能夠盡量滿足未來在配用電業(yè)務(wù)擴(kuò)展和細(xì)分方面的需求，同時也滿足大規(guī)模組網(wǎng)的需求。

二、基于GIS的配電通信接入網(wǎng)光路的介紹

基于GIS的配電通信接入網(wǎng)光路的主干光纜路由主要有三種基本的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，分別是星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、線性拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。從GIS系統(tǒng)出發(fā)所建設(shè)的配電通信接入網(wǎng)光路路由優(yōu)化的問題就是光接入網(wǎng)規(guī)劃當(dāng)中最重要的一個問題，在具體的建設(shè)投資和網(wǎng)絡(luò)生存方面，它對于整體的運(yùn)行所造成的影響也是比較大的。基于GIS的角度，對配電網(wǎng)的通信接入網(wǎng)進(jìn)行光路路由的技術(shù)分析主要從主干光纜路由優(yōu)化的角度進(jìn)行探討，這是路由分析技術(shù)的根源和基礎(chǔ)。

三、基于GIS的配電通信接入網(wǎng)光路路由分析技術(shù)

（1）主干光纜路由優(yōu)化的探討。對于配電通信接入網(wǎng)來說，它產(chǎn)生影響的因素是多樣化的，有道路、管道、光纜、人孔等多個方面的因素，同時也會受到用戶分布和小區(qū)分布的影響，特別是人們在通信需求的位置上，影響會更加突出。在對主干光纜路由進(jìn)行選定的時候，主要的目標(biāo)有三個，第一個目標(biāo)是確保主干光纜的路由長度比較短；第二個目標(biāo)是主干光纜的覆蓋度必須要達(dá)到一定的要求；第三個目標(biāo)是在路由敷設(shè)和主干光纜的投資最小角度出發(fā)。在這三個目標(biāo)的明確指導(dǎo)下，會使得主干光纜的路由問題呈現(xiàn)出多目標(biāo)規(guī)劃的特點(diǎn)。對于多目標(biāo)規(guī)劃整體來說，一般都需要把它轉(zhuǎn)換成單目標(biāo)的規(guī)劃問題來進(jìn)行問題的解答，要對光接入網(wǎng)的主干光纜路由問題進(jìn)行優(yōu)化，首先要從GIS系統(tǒng)的角度出發(fā)，進(jìn)行多個轉(zhuǎn)化策略的采取。首先要把路由之上的投資作為具體的目標(biāo)，然后把路由的覆蓋度和具體的長度作為對路由進(jìn)行優(yōu)化的重要條件之一，在這樣的情況下，就能夠使得整個優(yōu)化的問題轉(zhuǎn)換成一個單目標(biāo)的規(guī)劃問題，從而可以從數(shù)學(xué)的線性規(guī)劃角度對這些問題進(jìn)行更好的解決。這樣轉(zhuǎn)化的原因在于覆蓋度，最終會對路由進(jìn)行更好的檢驗(yàn)，同時也使得道路的長度和投資之間的相關(guān)性得到呈現(xiàn)，成為影響投資的一個重要因素。

（2）基于GIS的配電通信接入網(wǎng)光路路由的實(shí)現(xiàn)。對于通信工作來說，它所面對的用戶是多樣化的，同時用戶的地理位置也不一樣，在這樣的情況下，如何精準(zhǔn)地結(jié)合用戶的定位來進(jìn)行通信服務(wù)工作的計(jì)劃和開展是非常關(guān)鍵的，這是通信工作在發(fā)展過程中的關(guān)鍵性問題。使用GIS的功能可以對路由技術(shù)進(jìn)行實(shí)時的調(diào)整，這種技術(shù)主要依賴于網(wǎng)絡(luò)中每一個移動節(jié)點(diǎn)對于信息的接收，同時也依賴于GIS系統(tǒng)本身比較強(qiáng)大的地理信息定位功能。對于接入網(wǎng)的光路路由來說，路由的實(shí)現(xiàn)依賴于每一個移動節(jié)點(diǎn)在任意時刻對定位的精準(zhǔn)把握，這個一般是由GIS系統(tǒng)中的接收機(jī)所決定的。位置信息在定期或者新任務(wù)的指導(dǎo)收集中會通過配電通信接入網(wǎng)進(jìn)行傳輸和反饋。一旦這個位置信息得到了傳輸，那么每個移動節(jié)點(diǎn)里面都會有一個位置表來對網(wǎng)絡(luò)中其它節(jié)點(diǎn)的位置信息進(jìn)行存儲。

在路由的實(shí)現(xiàn)和過程中，整個通信網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是非常基礎(chǔ)和關(guān)鍵的，這個結(jié)構(gòu)可以用一個相鄰的矩陣來進(jìn)行表示，也就是人們經(jīng)常說的相鄰表，它可以表示要給移動節(jié)點(diǎn)和通信網(wǎng)絡(luò)中心以及相鄰節(jié)點(diǎn)在連接方面的情況。此外，它還有一個非常重要的功能，那就是對網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浔磉M(jìn)行維護(hù)。由于在通信網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中，每一個移動節(jié)點(diǎn)都有自己獨(dú)特的二維相鄰表，每一個相鄰表里面的每一個元素都有分量值，因此這些數(shù)據(jù)的變動和組成形成了路由中的信息定位渠道。眾所周知，GIS在配電通信接入網(wǎng)的光路路由分析當(dāng)中，它關(guān)鍵的一個作用在于對于路由進(jìn)行分析和表達(dá)，而拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和相鄰表正是對路由進(jìn)行分析和表達(dá)的關(guān)鍵和基礎(chǔ)。

對于光接入網(wǎng)來說，它的路由選取在一般情況下是要保證在一個業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)覆蓋的范圍和區(qū)域之內(nèi)的，例如：對于配電通信接入網(wǎng)為例，在進(jìn)行鏈路段權(quán)值計(jì)算和節(jié)點(diǎn)搜索的時候，只需要對這個端局交換區(qū)里面所有的鏈路段和節(jié)點(diǎn)進(jìn)行搜索和計(jì)算就可以了。在這樣的情況下，范圍就會得到有效的限制從而在最大程度上使得節(jié)點(diǎn)數(shù)得到減少，也使得鏈路段數(shù)得到減少，提高求解的效率，使得基于GIS配電通信接入網(wǎng)光路路由的優(yōu)勢得到發(fā)揮，在配電通信行業(yè)的發(fā)展中提供更多的幫助。在這種模式之下，整個電力系統(tǒng)的通信需求和具體的位置信息都可以在GIS系統(tǒng)的幫助之下得到準(zhǔn)確的定位和準(zhǔn)確的服務(wù)供應(yīng)。

四、結(jié)語

綜上所述，基于GIS的角度，對配電通信接入網(wǎng)光路路由分析技術(shù)進(jìn)行探討，可以使得GIS在配電通信發(fā)展中的作用得到更加明顯的呈現(xiàn)，發(fā)揮二者的優(yōu)勢形成互補(bǔ)和結(jié)合，推動配電通信行業(yè)的更好發(fā)展。本文對配電通信接入網(wǎng)光路路由分析技術(shù)角度出發(fā)，從路由的作用和重要性角度探討了整個配電通信網(wǎng)的建設(shè)和發(fā)展，便利于人們的生活。

參考文獻(xiàn)：

[1]李建岐，趙濤.配電通信接入網(wǎng)三層光網(wǎng)絡(luò)典型模式分析[J].供用電，2014（11）：3335.

[2]蘇輝，陸鎮(zhèn)虹，吳立新，等.基于GIS的光接入網(wǎng)主干光纜路由優(yōu)化模型和算法研究[J].北京郵電大學(xué)學(xué)報(bào)，2002，25（2）：8387.

[3]王璇.基于GIS的光接安全入網(wǎng)主干光纜路由優(yōu)化模型和算法研究[J].網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)與應(yīng)用，2017（1）：4243.

作者簡介：第一作者：吳麗莎。