前言:一篇好文章的誕生,需要你不斷地搜集資料、整理思路,本站小編為你收集了豐富的網絡的傳輸方式主題范文,僅供參考,歡迎閱讀并收藏。
【關鍵詞】動力與環境監控系統 區域監控中心 現場監控單元 分組傳送網 標記交換路徑
1 動力與環境監控系統的發展狀況
隨著移動通信業迅猛發展,移動網絡規模不斷擴大,移動基站成倍增長,需要操作與維護的設備種類和數量大幅度增加,維護管理工作日趨復雜。移動基站地點分散、供電情況及機房環境較復雜,部分人員從事電源、空調維護時間短,緊急故障的應急反應難以做到及時有效,動力設備和機房環境成為影響基站穩定工作的主要因素,按照傳統方式進行分散維護和人工監控,不僅浪費人力、物力,而且可靠性差,無法適應發展需要。
科技進步與電子工業的不斷發展、計算機網絡的普及與辦公自動化的實現,為實施集中監控、提高維護的實時性與準確性創造了條件;交換、傳輸與電源技術的發展,又為實施集中監控打下扎實的基礎,對動力設備及環境集中監控成為必然趨勢。電源、空調及環境集中監控管理系統,在保證系統維護質量的同時,可以做到少人、無人值守,并簡化、優化系統運行,降低運行維護成本,這些對于通信系統技術水平和企業競爭力的整體提升具有重要意義。
2 動力與環境監控網絡結構
2.1網絡結構
基站動力與環境監控系統由以下部分組成,功能分別如下:
(1)現場監控單元FSU
面向直接的設備數據采集、處理的監控層次,對局房現場的動力、空調設備的運行信息和環境信息進行采集,通過各種傳輸組網方式將采集的數據上送至LSC,并接受LSC下發的控制命令,實現對設備和環境監控設備的遙控、遙調等操作。
(2)區域監控中心LSC
面向區域級的設備對象管理和表現的監控層次,通過人機界面對現場設備和環境信息進行通信控制、三遙功能,實現對告警和數據呈現、存儲、查詢統計分析,并能執行CSC下發的各種通信控制命令,提供與其它系統互聯的能力。
(3)集中監控中心CSC
如圖1,面向多LSC管理的高級監控層次,具備LSC的所有功能(通信控制、三遙等),并能同步各LSC之問的數據和配置。
2.2監控中心組成及功能
監控中心內部主要分為兩部分:第一部分負責監控系統數據的存儲、顯示、備份、網頁瀏覽、數據的輸入輸出等功能,由各類服務器和控制臺組成;第二部分負責所有監控站點數據的收斂、匯聚、保護等功能,由二層交換機、三層交換機、2M/IP轉換設備等組成。
監控中心各組成部分功能如下:
(1)數據庫服務器:各類數據存儲、備份。
(2)應用服務器:監控系統的應用服務程序。
(3)業務臺:實時顯示各被控端局監控對象的狀態和參數,顯示告警以及提供告警處理接口,提供遙控、遙調的接口,具有完備的實時監控的功能和豐富的顯示方式。
(4)報表臺:提供歷史數據、告警記錄的統計查詢和報表輸出功能,具備豐富的自定義報表功能和多種報表輸出方式。
(5)前置臺:接收匯總各端局的監控數據及告警,實現實時數據和歷史數據的接入,以及遙控、遙調命令下發,實現系統自診斷功能。
(6)安防臺:提供專業的圖像監控、門禁管理、防盜管理和基站出入管理等安防管理功能。
(7)Web臺:實現Web瀏覽功能的服務器。
(8)二層/三層交換機:將監控數據進行收斂匯聚。
2.3監控對象及數據信息
現有運營商網絡中,每個站點需要監控的數據信息不盡相同。其中,主要監控三類站點:宏基站、室內覆蓋、小區覆蓋。
如圖2,監控的環境參量主要有:溫度、濕度、煙感、紅外、玻璃破碎、水淹、門磁開關、智能門禁、手動報警開關、空調、智能風機、熱交換系統以及各個局站的現場視頻等。
其中:
交流輸入量:監控交流輸入電壓、交流輸入電流;
智能開關電源:監控主要開關狀態、系統故障告警、交流輸入電壓、交流輸入電流、模塊故障、直流輸出電壓、單塊模塊的信息;
UPS電源:監控交流輸入電壓、電池電壓、輸出電壓、系統故障告警;
空調:風機工作狀態、故障告警、過濾器堵塞告警、回風溫度、回風濕度、送風溫度、送風濕度、開/關風機;
遠程抄表:采集輸出信號(遠程讀取)、單相/三相分時電度(顯示總電度);
油機電源/市電電源切換開關:采集輸出的干結點信號,對油機發電進行監控;
蓄電池組電池總電壓:監控蓄電池組總電壓高/低、蓄電池組總電壓/總電流;
煙感、水浸、溫濕度環境量:監控建站的水、火、室內溫度;
門禁系統:采集輸出信號(遠程讀取)告警、遠程控制授權;
空調室外機防盜:采集輸出信號(遠程讀取)告警;
視頻系統:采集輸出信號(遠程讀取)告警、遠程控制;
前端采集器:將采集的各類數據進行整合,映射到城域傳送網中以2M或IP的方式進行傳送。
3 動力與環境監控數據的傳送方式
目前,傳送動環監控數據的方式包括:2M專線傳輸方式、IP數據網傳輸方式、2M環(鏈)傳輸方式、光纖收斂方式、串口(RS232/RS485/RS422)+公務通道、GPRS+短信無線方式、3G等無線方式、分組傳送網(PTN)傳輸方式。從帶寬資源、網絡管理、施工便捷等角度出發,現網主要采用2M環(鏈)傳輸方式和GPRS+短信無線方式。
3.12M環(鏈)傳輸方式
(1)傳送方式
每個監控站點都設有相應的設備將監控信息送入2M線路。同時,平臺側需要專門的接入設備,將2M環閉合并進行2M/IP轉換。多個站點之間開通2M電路,組成1個2M環路,環上每個站點共享這個2M環路上的帶寬,以IP數據包的形式傳送監控信息。如圖3,中心平臺存有一張站點ID及IP對應表,每個FSU需要有缺省的IP地址,每個2M環與對應的交換機組成一個VLAN。FSU啟動后,站點首先依據平臺地址,通過DHCP協議向平臺發送申請,在平臺側,交換機收到申請后,根據該網絡端口所分配的VLAN回送FSU一個IP地址,FSU收到這個IP地址后,以此IP地址及站點ID號向中心注冊。中心平臺通過站點ID號識別站點,并注冊站點IP,更新ID與IP的對應表。隨后,該站點就以此IP地址,以IP數據包的形式,通過2M線路上傳告警,通過交換機進行收斂,最后傳送至中心。
(2)保護方式
在2M保護環組網中,需要被監控的基站傳輸鏈路形成一個環形,并在監控中心終結;在基站端,每個FSU(現場監控單元)提供2組E1接口,分別與兩個方向的傳輸鏈路連接。當2M環傳輸鏈路正常時,接入設備僅開通一個方向的2M端口,此時相當于一個單一的鏈型鏈路;當2M環上某處E1斷開時,由于中心設備與FSU之間的握 手信息中斷,中心接入設備判斷此狀況后,會立即打開另外一個2M端口,從另一個方向向下發送/接收數據,從而保證監控數據的正常傳輸;此時相當于接入設備連接了兩條環形鏈路。
3.2GPRS+短信無線傳送方式
在基站中增加無線模塊,為GPRS方式申請專用的APN地址段,并設置在GPRS模塊中,在模塊啟用后,首先向GGSN發送申請,然后由GGSN根據APN選取1個IP地址分配給該站點,以建立GPRS無線通信鏈路,開始上傳告警。在GGSN側及平臺側分別設置路由器,將GPRS告警通過專線互聯,直接從GGSN傳送到中心平臺LSC。如圖4。
各個站點需配置相應的短信設備,內置短信號(sim卡號),以此短信號向短信中心發送開關量告警。為了提高短信告警傳遞的安全性,建議利用短信中心原有路由器與平臺側路由器連接,將短信告警專線互聯直接接入LSC平臺。平臺通過FSU ID加短信號碼對站點進行識別。監控平臺收到數據后,按原路返回應答信息。
4 基于PTN的傳送方式
4.1PTN網絡相關技術解析
運營商網絡承載的業務主要有GSM、TD、LTE、CMNET、WLAN、集團客戶專線六大類,其歸屬在核心層相應的局房和業務流向都有不同。
(1)可以考慮在傳送監控數據時,是否要與這些業務封裝在同一對LSP中
PTN設備支持以太網業務的封裝格式如圖5。
LSP(Label Switching Path)標記交換路徑,可分為三類:
分段落地:業務落地、重啟LSP、物理接口連接;
分段不落地:業務不落地、沿用原LSP、軟件升級要求高、針對PW的OAM;
端到端:業務不落地、全程一對LSP。
(2)可以考慮選擇分段落地或端到端的方式進行傳送
基于業務:從節省網絡資源的角度出發,盡可能使環監業務與其它業務信息共用一對LSP,根據不同業務流向,終結至不同局房;
基于架構:從網絡層次架構統一角度出發,盡可能使環監業務信息統一終結在同一網絡結構層面,使信息維護管理清晰化;
分散核心層:對于直轄市或者大型城市,PTN網絡建設勢必涵蓋分散核心層,該層面主要負責不同區域WLAN、集團專線、零散語音業務的跨區調度。
(3)可以考慮將監控數據業務統一在分散核心層落地(第一段LSP),然后開啟第二段LSP至監控中心。
4.2基于架構的分段式LSP傳送方式
站點接入側:接入點PTN設備通過FE電口與環監接入設備連接,通過PORT或PORT+VLAN把環監業務映射到PW,通過LSP保護對傳送到監控中心。如圖6。
廠商1:第一段LSP的終結落在分散核心層的擴架設備上;廠商2:第一段LSP的終結落在骨干匯聚點設備上。
第一段:就GSM/WLAN/CMNET業務而言,環監業務可與之共用原有LSP;就TD/LTE業務而言,環監業務需要新建一對LSP。
第二段:需要在分散核心層新建若干對LSP保護對。
環監業務通過PTN設備擴架的雙GE光口與交換機對接,提供以太網的LAG保護。
4.3端到端LSP的傳送方式
站點接入側:接入層PTN設備通過FE電口與環監接入設備連接,通過PORT或PORT+VLAN把環監業務映射到PW,通過LSP傳送到監控中心;傳送環監業務需新建一對LSP。如圖7。
網絡側:提供主各1:1 LSP保護,進行端到端業務監控和保護;
監控中心:環監業務通過局房PTN設備的雙GE光口與交換機對接,提供以太網的LAG保護。
5 基于PTN的VLAN劃分及實現方式
5.1PTN承載多種業務的VLAN劃分
其一,GSM基站在Abis口未進行IP化改造前仍為2M和155M接口,在PTN中承載時采用偽線仿真技術,無需設置VLAN。
其二,TD基站、動力與環境監控業務、營業廳BOSS和OA業務不與互聯網相連,可以視作獨立的內部網絡,其VLAN地址可單獨規劃,且根據PTN端口不同可重復使用。
其三,WLAN、集團客戶上網專線、營業廳寬帶需要通過城域數據網與公網相連,其VLAN遵循數據網VLAN統一規劃,但在PTN網絡內部,根據端口不同可重復使用。
其四,集團客戶專網(即集團客戶總部與分部之間組成的內部網絡)如采用PTN承載,在城域網范圍內由PTN網絡進行電路透傳;跨地市的電路由PTN傳送至CMNET,在地市之間通過CMNET提供VPN電路,其VLAN遵循數據網VLAN統一規劃。
5.2動環業務的VLAN劃分實現方式
如圖8,接入層的PTN設備通過FE光/電口接入動環監控FSU,核心層PTN設備采用雙GE光口與動環監控系統自有的三層交換機對接,以實現以太網的LAG保護;PTN網絡實現動環監控業務傳送及匯聚功能,將若干個FSU數據匯聚成GE信號傳送至LSC側;接入層PTN設備和三層交換機分別負責FSU和LSC數據的VLAN封裝及解封裝。
業務可按區域配置若干個VLAN,同一個VLAN ID的FSU節點數量不亦超過200個;每個FSU設備根據MAC地址分配不同的ID號,在監控中心經前置機應用層解析MAC地址,以識別不同站點。核心層的PTN設備與三層交換機端口應工作在TRUNCK模式,以保證不同VLAN間的數據互訪。
【關鍵詞】 移動網絡 信道編碼 信息傳輸 LDPC
一、引言
而在高速移動信道技術的研究中,基本的研究模型依然是:信源-中繼信道-信宿。在研究中,通過引入類似LDPC之類的信道編碼,人們已經能夠在一定程度上提高系統的魯棒性并實現較高的信息傳輸率(LDPC碼已經接近了香農極限)。在本文中,我們首先對高速移動網絡中的信道影響因子進行研究;提出可以通過劃分層次,在交互中實現因子之間的互相傳遞和影響。同時,依據這種影響因子,我們對LDPC碼進行了一定程度上的改進和優化。最后通過實驗,對我們的改進、優化進行了仿真。
二、信道影響因子及信道狀態函數
在移動通信網絡中,信道狀態的影響因素很多,如:自然背景噪聲、人為攻擊源等都是影響信道穩定的因素。具體實踐中,人們認為只要在業務質量處于可接受的范圍之內,此種信道狀態就是可以容忍的。只要在一定的范圍內,用戶可以忍受這種因信道狀態的改變而導致的通信業務質量的降低,那么我們就可以接受這種非最佳狀態的信道.據此,我們分別對LDPC碼進行分層處理:
信道傳輸過程中滿足下列的規則:信源編碼按照雙層LDPC碼進行編碼,然后按照廣播方式到編碼器;經過信道傳輸之后到達譯碼器,解碼之后HX被信宿所接收;通過LDPC中H陣的校驗,得到接收的結果。
四、仿真結果
我們同時也可以看到:無論是何種狀態,最終信道的狀態函數必定收斂;外界因素的強度不同,最后狀態函數的收斂數值也有所不同。
傳輸中摻加噪聲信號作為外界噪聲,用于模擬信道狀態轉移的相關影響因素;傳輸之前摻加一定的干擾噪聲,用于模擬自發狀態轉移的相關影響因素;顯示了未進行分層機制下信息失真程度較大,而在分層處理之后,我們發現圖片的失真程度明顯得到了改善。
五、結束語
在移動網絡技術日益發展的今天,隨著移動通信環境的日益復雜;為滿足用戶對移動通信網絡服務的需求,我們對LDPC碼進行了分層處理,結果證明分層機制對信息失真情況有相當程度的改善。
參 考 文 獻
[1] S. Kudekar, T. Richardson, and R. Urbanke, “Spatially coupled ensembles universally achieve capacity under belief propagation,” in Proc. 2012 IEEE Int. Symp. Inf. Theory, pp. 453-457.
【關鍵詞】GPON技術;通信;發展和應用
隨著寬帶業務應用的多元化以及運營商提供的服務多樣化,網絡信息的傳輸量成倍的增加,對網絡帶寬需求的不斷提高,采用光纖的接入方法能夠有效的解決網絡帶寬問題,采用GPON技術解決網絡帶寬問題的基本特征是:網絡傳輸的吉比特高速率、信息封裝的高效率、支持多業務透明傳輸,網絡的上行與下行的傳輸速率快,同時提供明確的Qos質量保護和高級別的服務保障,能夠提供有效的信息傳輸的網絡監測和業務管理。
1 GPON網絡接入系統的架構
同所有網絡PON的接入系統相似,GPON系統的接入由光網絡接入單元ONU、光線路終端OLT和無源光分配網絡ODN等三部分組成,OLT為網絡接入側與用戶核心網絡之間的接口,具有分布帶寬和控制光網絡接入單元,對網絡進行實時維護和監控,ONU主要為用戶網測提供接入接口,提供語音、數據和視頻等相關的業務流,受OLT的集中控制,根據信息的傳輸的要求,系統的分支比可以為1:16或者1:32、1:64比例,根據光分支的特征和要求,這種光分支比可以達到1:128。在GPON的接入網絡系統中,GPON可以采用波分復用技術來實現系統信號的雙向傳輸,提高信號傳輸的帶寬。如果網絡的帶寬在遇到信號阻塞的時候,還可以對傳統的樹型拓撲進行提升,采用相應的傳統的PON保護結構以提高網絡的信號傳輸的速率和網絡穩定性?;贕PON技術的網絡接入系統的架構如下圖1所示:
2 GPON接入網絡的技術特點
GPON網絡接入主要采用的是點到多點網絡拓撲結構,采用的是無線光接入技術,網絡的安全性能比較穩定,網絡信息的傳輸主要采用的GEM數據封裝的方式,可以滿足眾多用戶視頻點播和語音通信的功能,具有高質量的信息安全保護機制和高效的網絡傳輸速率。
(1)GPON接入網絡傳輸速率高。信號的上行傳輸速率達到1.244Gbit/s,下行速率達到了2.488Gbit/s的高速傳播速率,能夠滿足運營商和用戶對網絡信號傳輸的帶寬需求,用戶主要采用的是CEM封裝方式,信號的傳輸比較穩定,綜合傳輸速率達到95%以上。網絡的接入采用的是非對稱性的單路光纖的接入,可以有效的滿足ONT的用戶需求,可以有效的節省運營商的光纖資源,提升網絡帶寬的利用效率。
(2)QoS保證的全業務接入。GPON主要采用的Qos服務質量對傳輸的信息進行保證,能夠有效的承載ATM信息元,對網絡信息的傳輸采用GEM封裝技術,對網絡信息的傳輸能夠提供很好的服務等級,提高網絡信息的傳輸速率,能夠支持Qos安全服務質量保證,提供網絡信息的全業務接入能力,網絡信息發射端在承載GEM幀時,能將TDM的數據信息映射到GEM幀中,可以采用標準的幀(8hz,125us)直接支持TDM的數據傳輸業務,保證業務信息的實時傳輸,可以承載語音、視頻服務,保證系統信號傳輸的Qos服務質量。
(3)簡單、高效的信息封裝技術。GPON技術主要采用的是GEM的信息封裝和分片技術,提供了一種靈活、方便的幀封裝結構,能夠將一條信息分割成若干個GEM幀,并將GEM幀按照信息的分割順序進行傳遞,實現多種業務的通用映射,信息在傳輸的過程中,不需要進行通信協議的轉換,信息傳輸的過程簡單,占用的帶寬比較小,GEM幀封裝的效率高達97%以上,能夠實現網絡帶寬資源的有效利用,提高網絡通信的效率。
3 GPON技術在通信中的應用
目前,基于PON技術通信接入網存在諸多問題,例如覆蓋范圍窄、信號傳輸質量差、帶寬小以及容易掉線、Qos服務質量差等不足,不適合于大規模的網絡信息傳輸、語音、視頻等業務流的發展及應用。隨著通信技術的發展,網絡視頻點播、語音信息的傳遞,網絡對寬帶通信的需求不斷提高,GPON接入技術能夠很好的解決這一問題。
(1)FTTB接入應用模式。這種就是光纖到樓宇寬帶光接入網網絡,主要采用光纖替換用戶引入點之前的銅線電纜,將光網絡接入單元ONU布設在傳統的信息分支點上,并將ONU以下的接入采用其他介質接入用戶,可以方便的實現多個用戶共享,每個光網絡接入單元可以支持10~100左右的用戶,光線路終端OLT一般安放在局端,用于用戶的業務信息分發工作,OLT上聯網絡側采用光纖接口并與ONU設備相連接,用戶側提供相關的線接口,主要包括POTS、ISDN、ADSL、以太網等相關通信網絡的接口。在一般情況下,FTTB接入模式的方式要根據實際接入的小區或用戶的情況而定,可以采用FTTB+XSDL(主要用于接入家庭的網絡用戶)或者FTTB+LAN(主要是接入樓宇或小型的局域網中)兩種模式模式。
(2)FTTH接入應用模式。GPON技術的網絡接入模式可以根據具體的情況進行設計,FTTH的接入就是光纖到家庭用戶的接入方式,連接通信局端和家庭住宅的接入方式,主要是利用光纖傳輸媒質對用戶的網絡進行連接,通過引入光纖由單個家庭使用,提高網絡的傳輸速率,但是在某種程度來說,容易造成帶寬的浪費。這種接入方式,在物理網絡構成上,FTTH在光線路終端OLT與無源光分配網絡ONU之間采用全程光纖的接入方式,保證通信網絡的上行和下行的傳輸速率,將無源光分配網絡ONU光節點根據實際的需要布設到用戶家中;這樣,無源光分配網絡ONU稱為ONT網絡接入方式,能夠直接的通過UNI為用戶同UNI接口連接。在FTTH的網絡接入應用模式中,OLT與ONU之間主要采用無源光分配網絡技術,網絡的構成主要由光分路器和光纖構成,形成一個動態管理的系統,能夠實現視頻、語音、交互式大型網絡游戲等業務流比較大的網絡信息傳輸,光線路終端OLT可以根據需要置放在小區機房或者專業的遠程機房中,這種接入設備的供電方式可以采用220v的家庭電源供電,也可以采用專用的UPS進行供電,保證系統的穩定性。
4 小結
GPON技術作為一種點到多點網絡寬帶接入技術,才用了GEM封裝技術,并且能夠有效的實現信息分片傳輸技術,吸取了PON網絡傳輸的優點,能夠與網絡服務運營商制定的ITU技術標準相適應,擁有多種信息接口的接入方式,在信息的傳輸方面超過了傳統以太網的網絡接入方式,可以實現視頻、語音、大型交互式網絡游戲等業務流比較多的網絡信息的傳輸。GPON技術可以通過對原有的網絡技術進行改造并加以簡化,就能夠實現快速的網絡傳輸技術,在使用中充分體現其廣覆蓋,高帶寬,雙纖保護等特點,實現GPON技術網絡接入的先進性。
參考文獻
關鍵詞:網絡傳輸技術;安防領域;發展;應用
引言
時代的發展與科技的進步,使得眾多的新型技術出現了。就安防監控領域來講,各種類型的技術已經進行了有效的應用。比如:計算機網絡通信技術、流媒體技術、數字圖像壓縮處理技術、人工智能技術、自動控制技術、智能報警技術等等。其中,網絡傳輸技術憑借著眾多的優點,通過科學的應用可以降低安防工程施工的成本、全面提高安防網絡系統的規模與應用的水平。因此,我們需要對于網絡傳輸技術的發展、網絡傳輸技術在安防領域的應用問題進行全面的分析與研究,使得安防網絡系統獲得更大的應用價值。
1 網絡傳輸技術的發展
姆⒄菇錐衛唇玻監控行業經歷了從閉路電視傳輸到IP有限傳輸、再到現在的無線傳輸。第一代的監控系統主要是應用全模擬監控,通過磁帶以及有關的錄像設備來進行監控畫面的保存。這種應用方式具有明顯的缺點,即無法進行海量的存儲,對于錄像畫面的管理也存在嚴重的問題。隨著網絡信息技術的發展、IP網絡傳輸成為了重要的應用方式,提高了數據信息傳輸的能力。科技水平的全面提高,使得網絡傳輸技術進入到了無線傳輸的模式中。這種應用方式使得網絡傳輸技術的質量與水平得到了全面提高,極大降低了網絡傳輸技術的成本。就目前應用而言,雖然無線傳輸的模式還由于網絡帶寬的限制無法進行全面應用,但是其在未來將會有巨大的應用價值[1]。
2 網絡傳輸技術在安防領域的應用
2.1 應用的要求
安防領域具有的特點使得其對于網絡傳輸技術的應用提出了一些非常重要的要求。比如:網絡計算機技術的發展,使得安防領域要求網絡傳輸技術要具有安全性、實時性、能夠對于資料進行有效保存的特點[2]。
2.2 應用的實際例子
我們以某一個銀行安防工作中的網絡傳輸技術為例子,對于其應用問題進行具體的說明,希望為網絡傳輸技術在其它安防領域中進行應用提供借鑒。
2.2.1 VPN網絡的應用
為了全面保障網絡傳輸技術的質量與安全,我們可以采用VPN網絡模式。其主要的應用方式為通過利用公共網絡建立起有效的、安全的虛擬私有網對于信息數據進行有效加密,最終使得互聯網可以安全的運用。VPN在應用的過程中具有以下的優勢。第一,降低了建網投資。原因在于,VPN網絡模式主要應用的是虛擬私有網,節省了大量建網需要的軟硬件投資。第二,節約了應用的成本。VPN網絡模式的應用不再需要支付大量的網絡維護費用、鏈路租用的費用等。第三,VPN網絡模式的有效應用極大提升了網絡傳輸技術的質量與安全。比如:VPN網絡模式通過對網絡層以及邏輯隧道的加密,避免了網絡數據被篡改或者是盜用,全面保障了數據信息的完整性與安全性。第四,由于大量的網絡維護與管理是網絡服務提供商來完成。因此,用戶不再需要進行網絡的科學維護與安全管理工作[3]。
2.2.2 聯網系統中心與管理平臺的構建
通過有效的應用網絡傳輸技術要保障銀行的聯網系統中心要具有以下方面的功能。比如:通過有效的應用視頻解碼器可以實現對于數據信息的有效監控。系統需要具有完善的設備管理以及自動檢測的功能。系統需要具有完善的圖像信息系統、具備完善的圖像調用與分析功能。系統需要具有權限認證的功能。聯網系統中心可以實時對前端圖像進行調用、查看、存儲等。而管理平臺的構建主要從以下幾個方面來進行。首先,系統的功能。通過有效的應用網絡傳輸技術建立起了高效化的聯網系統集成管理平臺。此平臺的應用使得銀行中不同設備與系統通過進行有效的網絡傳輸實現了對聲音、視頻等的有效采集、存儲、交換、傳輸、顯示,并且通過開展有效的身份認證開通管理權限,全面保障了數據信息的質量與安全,還可以實現與其它數據接口進行有效的對接。其次,平臺的結構。高效化的聯網系統集成管理平臺采用了開放性的網絡構架、通過對于各種監控資源的全面整合,實現了平臺的一體化監控模式,全面提高了安防的質量與水平。比如:以銀行的監控中心為核心,通過對于各個網絡接入點的科學應用,可以實現對于監控畫面的充分預警、并且通過對于可視指揮與綜合處置方式的應用,全面提高銀行聯網系統集成管理平臺的安全管理水平。再次,管理服務器。高性能的PC管理服務器在銀行監控網絡集成管理中心進行有效的應用,再通過與必要的監控軟件進行科學配合,可以全面提高銀行網絡集成管理中心對于用戶與設備進行管理的能力。最后,客戶端的有效應用。在銀行的監控中心內,我們需要安裝必要的控制中心軟件,一臺PC工作站,通過有效的應用前端視頻、云臺鏡頭、接收報警信號等方式使得客戶端發揮出最大的功能,對于提高銀行安防的質量與水平發揮出重要的作用。
2.3 智能化應用方式的發展
隨著時代的發展與社會的進步,尤其是科技水平的不斷提高,智能化會成為網絡傳輸技術在安防領域中應用的重要趨勢。在安防領域中,對于互聯網的帶寬具有特殊的要求。為了更好的進行監控,安防監控前端帶寬為上寬下窄,而后端瀏覽器的客戶端需要具有下寬上窄的特點。
無線網絡技術的發展會導致無線網絡傳輸技術的進步。在未來的發展中,無線網絡傳輸技術憑借著應用成本低、應用質量與效率高、安全方便等特點可以在許多的領域、尤其是可以在眾多的特定領域中進行安防應用。比如:森林、油田、能源、環保等。這種方式的應用將來會產生出巨大的應用價值,尤其是對于促進網絡信息技術的進步和經濟的發展有突出的促進作用,需要我們在今后的研究中給予重視,全面解決其應用過程中存在的問題,使其具有廣闊的發展前景[4]。
3 結束語
對于面向安防領域的網路傳輸技術進行科學研究,有利于提高人們對網路傳輸技術認識的程度,使其在安防領域中應用的質量和水平獲得提高,促進網路傳輸技術的進步,充分發揮出其價值,促進我國網絡信息技術的快速進步。
參考文獻
[1]李山林,李 .淺談網絡傳輸技術在安防系統中的應用[J].中國安防,2013,09:89-92.
[2]楊清永.網絡傳輸技術在安防領域的應用[J].中國安防,2008,12:59-62.
關鍵詞 本地傳輸網 規劃 建設 SDH DWDM
中圖分類號:TP393 文獻標識碼:A
電信傳輸網是指由傳輸設備和傳送線路所組成的物理網絡,主要有電纜、光纜傳輸網、無線傳輸網(如微波、衛星等)和國際海藍傳輸網等,這里主要探討本地傳輸網建設中網絡組織結構、網絡保護及通道調度規劃等方面的問題。
1 本地傳輸網的特點
傳輸距離短,一般不需要使用中繼器;組織形式多樣化;設備類型多樣化;規劃期限更短。本地中心城市內數據、語音業務量較均勻分布,但縣/市業務量相對集中,且與其上級地市一般呈星型拓撲關系。
2 本地傳輸網絡結構組織分析
(1)隨著本地傳輸網絡規模的擴大、局所的增加,傳輸網的網絡組織越來越復雜,規模較大的傳輸網的組織一般宜采取核心層、匯聚層和接入層(個別網絡可在細化一個引入層)的分層結構建設。傳輸網絡分層,便于建設者根據不同層面的需求以及技術發展的成熟度分期、分步、分階段引入不同性能的設備,也有利于今后的運行維護。(2)網絡層次的劃分應根據本地傳輸網的規模,承載的業務特性及傳輸節點的數量的多少合理規劃網絡層次。對于規模較小的本地傳輸網可以根據情況將核心層和匯聚層合并,按兩層網絡建設。(3)核心層網絡規模不宜過大,匯聚層宜分區域進行建設,不同匯聚區內的節點數量宜相對均衡,接入層網絡宜根據業務的歸屬性進行建設。為避免網絡變得復雜,應控制核心節點數目,規劃好各層面電路轉接的節點和時隙。(4)傳輸節點的設置應根據電信網的總體發展規劃,綜合各種因素進行考慮。
傳輸核心節點的設置原則一般為:①核心節點宜與業務網的中心交換局、匯接局、長途局、關口局等設置在一起;②核心節點應有較好的機房條件,如機房荷重、層高滿足裝機要求、有較大的擴容余地、光纜進局路由豐富等;③應有良好的供電條件;④宜設置在業務量集中的節點。
傳輸匯聚節點的設置原則如下:①地理位置應適中,出書路由較豐富,光纜線路網組織方便;②宜設置在業務量集中的業務點;③各傳輸匯聚節點所轄的節點數均勻;④應有良好的供電條件。
傳輸接入節點的設置原則為:①宜選擇在用戶相對集中,電源條件有保證的地方;②要考慮機房外部環境的安全。
3 本地傳輸網網絡組織
基于上述特點和本地傳輸網分層結構分析,本地傳輸網的網絡結構基本組織要求如下:①以SDH網絡為主,拓撲應以ADM設備(分插復用)組成自愈環為主,輔助以少量的線型、星型結構。自愈環盡量采用相交方式,避免單節點失效;②為便于SDH網絡的建設維護,建議對本地傳輸網在物理上進行分層和分區;③對PDH網絡和設備原則上是利舊,不再新建擴建,另外PDH線路當前在傳送數字同步基準定時信號時仍有其特殊的價值,故也不宜全部拆除;④為確保網絡的可靠性,本地傳輸網各層建議采用環形拓撲結構,具體為雙向復用段和單向通道保護環為主,實現環環相扣,最終的目標是實現所有端局的雙歸屬;⑤在本地網中,應根據線路成本效益分析來決定是否采用DWDM技術;⑥從本地網目前的發展來看,MSTP現階段將成為承載以太網等多業務的主要載體,ASON也是SDH演進的趨勢之一,RPR、PTN技術隨著3G網絡建設不斷深入,業務IP化演進將逐步獲得發展。
4 本地網網絡保護及通道調度方式
(1)本地WDM系統保護方式根據網絡具體情況采用如下保護方式:密集波分系統(DWDM)系統保護方式有光復用段保護、光線路保護、光通道保護、光子網連接保護等形式;粗波分復用(CWDM)系統可選用下列方式:光復用段保護、光線路保護、光通路保護等方式。(2)本地SDH傳輸系統的網絡保護以采用二纖單向保護環和二纖雙向復用段保護環為主,結合必要的1+1/1:1線路保護和DXC保護為輔。以上保護方式都可以對業務提供小于50MS的電信級保護。
自愈環的選用和組織原則如下:(1)自愈環分為子網連接保護(SNCP)、復用段共享保護環等,設計中應根據環上收容的傳輸節點數量、傳輸節點間業務量及其流向等因素、選擇合適的自愈環;(2)STM-1/STM-4速率的自愈環宜采用子網連接保護;(3)一般集中型的業務模型宜選用子網連接保護,分散型業務宜選用復用段共享保護;(4)核心層應選用復用段共享保護方式,匯聚層選用復用段或通道保護兩種方式,接入層宜選用子網連接保護方式。
不同環相互連接時的保護有以下兩種方式:(1)雙節點跨環連接。核心、匯聚層之間應盡量采用雙節點、雙路由進行連接,傳輸電路可采用負荷分擔方式進行保護。對于核心層以雙節點互聯的匯聚層環網,如果其他匯聚層節點向互聯的兩個節點都有業務時,匯聚層環網可以考慮采用復用段環保護。(2)單節點跨環連接技術。很明顯其優點是其經濟性,缺點是無法抗拒單節點失效,故這種連接方式可以應用在匯聚層和接入層之間。但每個匯聚層局站所匯聚的邊緣層局站的數量不宜太多,以免節點故障造成大范圍的業務中斷。
5 傳輸手段的選擇和線路建設原則
作為傳輸的介質,目前主要有無限(微波)、光纖和電纜三類。光纖目前因性價比提高較快,目前已大范圍采用,適用于大容量長距離傳輸,毫無疑問是首要選擇;微波的優勢是架設速度快,地形復雜不宜鋪設光纜的地區比較經濟,但受外部環境影響較大,可以作為光纖的補充;電纜傳輸距離短,只適合在局內機房間小速率使用。
光纖纜建設中需注意以下問題:(1)性價比的問題,光纜纖數越多,光纜單芯購買和建設成本就越低;(2)光纜市區盡量走管道,其他地域盡量進行直埋,避免架空;(3)對2.5G及以下傳輸速率,光纖的色散影響不大,G.655和G.652兩種光纖都可采用,注意1310nm窗口不能使用G.655光纖;對于10G以上速率宜采用G.655光纖,尤其是DWDM系統,故在建設中可采用上述兩種纖芯按比例進行搭配的方式。
6 本地傳輸網設備的多廠商環境
【關鍵詞】光纜通信;傳輸網絡;系統維護;規劃設計
1、光纜傳輸系統網絡現狀與維護指標
1.1 光纜傳輸系統網絡現狀
光纜是由一定數量的管線按照一定方式組成的, 能夠進行信息傳輸的主要通信線路。因此光纜在通信過程中具有容量大、傳輸頻帶寬、傳輸損耗低、線徑細、重量輕、不受電磁干擾、耐高壓,抗腐蝕等優點得到飛速發展。在光纜通信傳輸過程中還有這以下的重要特點和現狀:
1)傳輸網絡維護任務重。由于光纜通信傳輸網絡在施工的過程中對施工質量要求高, 因此使得在施工過程中由于種種原因造成諸多安全隱患,這就決定了通信網絡線路的維護工作繁重。
2)通信傳輸網絡系統人為破壞多。由于在過去電纜傳輸的過程中,電纜中存在著諸多金屬材料,使得一些犯罪分子經常對其盜竊,致使在當今光纜使用的過程中這種惡習依然存在,這是的不但造成光纜維護工作的難度, 更為通信傳遞造成了極大的影響。
3)儀器、儀表更新換代的技術問題。在這個科學技術飛速發展的年代,光通信技術也呈現飛躍發展的態勢,在光纜通信網絡施工中各種儀器、儀表的更新也很快,很多技術標準不能統一,給光纜通信網絡的維護帶來了困難。
1.2 光纜傳輸網絡維護指標
光纜傳輸網絡維護的基本目的是保護傳輸設備質量的良好和設備功能的正常以及出現各種故障的過程中能夠及時的排除和維護。光纜傳輸網絡維護的相關指標如下。
1)日常維護指標。主要包括:線路巡回、清除光纜路由上堆放的腐蝕性物質和易燃易爆物品、宣傳牌和標石的刷漆描字、季節性維護、惡劣天氣的維護、架空光纜桿路的檢修加固等。
2)線路設備維護指標。對于直埋光纜的維護要清除地面上的障礙物、直埋線路的標石正確完整清楚、直埋線路的深度符合標準規范、光纜敷設在山坡時應做堵塞、光纜穿過橋梁時應增加保護套管或敷設在預制的管道中。對于架空光纜的維護電桿的桿號牌應準確清楚齊全、拉線的強度符合規定、吊線牢固可靠、架空光纜的接頭盒固定牢靠等。
2、光纜監測系統的監測方式
當前,光纜網絡在通信傳輸中的實現通過3 種方式來完成:OTDR 定位監測方式、監測光功率方式、OTDR 定位監測與光功率監測相結合的方式。
2.1 OTDR 定位??梢酝ㄟ^在線監測和備纖監測。在線監測是監測業務纖。利用光波分開WDM,然后將OTDR 發出的光傳到業務纖上。測試光的波長是傳到業務纖沒有使用的窗口上。備纖監測的原理是光尾纖從OSW 引出,接到ODF,在此完成與備纖的連接。這種光纜監測系統只監測備纖,這樣系統的價格就比較低。
2.2 光功率監測。光功率監測是利用兩個監測站進行的,在這兩個站中心設立獨立的光源,檢測站內設置光功率的檢測模式,并設置報警門限。若光功率消耗超過了報警門限,就會產生報警信號,刺激啟動測試,進而確定故障信息。
2.3 兩者結合。兩者是指OTDR 和光功率,這樣就可以利用二者的優點,互補操作監測系統,完成信息傳輸功能。上述兩種模式結合起來運行可降低通信工程建設成本,為企業節約一筆工程資金,促進了通信監測系統結構的優化改進。
3、光纜通信傳輸網絡維護系統的規劃設計分析
3.1 光纜通信傳輸網絡系統的需求分析
1)系統支撐的硬件要求。負責光纜線路設備和傳輸設備維護的單位和企業必須要在各個維護點設置24 小時值班,避免在出現問題的時候無法的到及時的發現和維護。同時要配備用于維護光纜線路設備的固定電話和傳真,并設立項目專人負責制,在維護地區要配備能夠維修工作需要的儀器、儀表、工具、車輛
和零小易耗品。
2)人員和管理要求。光纜線路維護單位必須配備能夠獨立完成工作的專業人員和其他人員, 具體人數的確定要依據維護線路的復雜程度、重要性和維護環境等情況。線路的日常巡回應安排熟悉線路和管道的人員實施。
3.2 總體架構設計
1)系統總體設計原則。針對光纜通信網絡的特點和復雜情況,為了提高光纜維護的效率和故障顯示的清晰化程度,要把光纜通信網絡中所有的點設施進行電子登記, 并標注在電子地圖上,這樣維護人員就能在電腦上直接看到網絡的變化情況,然后有針對性的、更高效的進行維護工作。
2)傳輸網絡系統功能模塊設計。為了是系統的功能更加清晰,把傳輸網絡系統的功能劃分為五個模塊進行設計:基礎管理、技術維護支撐管理、日常維護管理、自動報警管理和障礙指標計算管理。
3.3 光纜通信傳輸網絡維護系統功能設計
1)系統面向對象。本文設計的光纜通信傳輸網絡維護系統面向于使用該系統的各方面的用戶,包括:運行維護管理人員、報表制定人員和流程調度等。用戶通過閱讀文檔資料,可以進行傳輸網絡線路信息的查詢和維護。
2)系統功能特性。光纜通信傳輸網絡維護系統包括:基礎管理、技術維護支撐管理、日常維護管理、自動報警管理和障礙指標計算管理這五個方面的功能。光纜的制作要滿足機械特性、光學特性和環境特性等指標的要求。管道以人井和人井間的管道為組成部分,桿路由電桿和桿間線路組成。光纖入戶設備選擇光分纖箱。
3)系統功能設計??刂葡到y的主界面根據管理員的權限等級設置成不同的界面。在基本管理模塊中提供硬件設備的添加、刪除和修改等功能。技術維護支撐管理提供光纜通信網絡技術管理指標和數據信息的添加、刪除、修改和批量命名等功能。
4、光纜通信傳輸網絡維護系統的實現
4.1 平臺選擇
本文設計的傳輸網絡維護系統數據庫選擇SQL2000數據庫、客戶端操作系統選擇WIN9X中文版、前臺網絡操作系統選擇WINNT、后臺網絡操作系統是WIN9X中文版。
4.2 系統的軟件操作
光纜通信傳輸網絡維護系統的具有日常檢驗、線路測試和線路維護等使用功能,每個功能模塊的工具選項各不相同,其中自動報警系統管理模塊包含了所有快捷按鈕的功能,例如:選擇、移動對象、平移、放大地圖、縮小地圖、放大鏡、重置地圖、定位站點、使用說明、保存數據到文件、導出圖像到文件和打印文件等快捷按鈕。
4.3 系統的軟件實現
光纜通信傳輸網絡維護系統是一個傳輸網絡綜合管理系統,它要涵蓋傳輸網絡的方方面面,要協助用戶進行網絡運營情況的分析,要準確及時的進行故障報警,要提供統一完整的性能查詢功能,要提供合理的傳輸資源調度流程,要幫助用戶建立高質量的精品網絡。光纜通信傳輸網絡維護系統按照設計的五個功能模塊進行逐一實現。
從發展的角度來看,制播環境各個環節如何連接的問題,其本質上就是數字視頻網絡之間如何有效傳輸數據。他們之間如何連接交互數據,反映了不同類型的視頻網絡相互傳輸數據所需面對的問題。
從工程技術角度來看,在系統設計時應考慮到系統各個環節發展的不平衡性。分散的模塊化的設計思路比整體統一的設計思路更加具有靈活性和可擴展性,并可減少工程周期過長、一次性投資過大帶來的技術被動。從工程上看,我們有三種方法可以做到相互獨立的數字視頻網絡之間的互聯,進行節目和信息的交換:
第一種工作模式是使用磁帶或類似的記錄工具作為數據交換載體,在不同的視頻網絡之間以磁帶作為中轉介質。節目源使用錄像帶上載節目素材到節目制作網絡中,經過網絡編輯完成用于播出的節目成片后通過下載端口下載到錄像帶上,由專人送交到播出機房或者節目存檔系統。播出機房將送交的節目播出帶上載到硬盤播出服務器中,編目存儲用于播出,節目存檔系統或媒體資產管理系統將磁帶信息再次數據化。
此種工作模式的缺陷,即節目大量上下載所帶來的時間浪費,多次壓縮解壓和設備接口帶來的信號損失。筆者認為在磁帶的范疇內討論高速上載其意義和前景不大。從整體上來看,在這種方式下工作,數字視頻網絡所帶來的集中、共享、設備資源消耗少和高效的優勢,在網絡間大量利用磁帶上下載的過程中幾乎消失殆盡。
第二種工作模式是采用流的方式傳送數據,上傳工作站是網絡里的一個有卡工作站,可以回放編輯完成的節目成片。采集控制工作站是硬盤播出系統的一個節目上載控制站點,它可以控制視頻采集通道矩陣中某個通道的工作狀態。我們分別在上傳工作站和采集控制工作站上安裝以太網卡,使用雙絞線,利用TCP/IP協議建立了一個點對點的控制流通道。利用視頻線在上傳工作站和硬盤播出系統的采集工作站之間建立了一個數據流通道。這種連接方式在某種意義上來說有點兒類似遠程采集系統。
這種工作模式的最大好處是在工作流程中去掉了磁帶這個中間環節,節省了大量的上下載時間和送磁帶所消耗的人力物力,并且減少了編解碼環節和錄像機設備接口對信號質量的損傷。免去了磁帶的人手傳遞,減少了接口設備可能對節目數據的影響。相對與使用磁帶的方式大大提高了工作的效率。但這種工作方式還是具有明顯的缺陷:在這種工作方式下采集和傳送必須同時進行,其數據交換過程不可中斷,數據傳輸過程中如有錯誤必須從頭重新進行,靈活性較差;數據傳輸依然是實時進行,無法進行高速傳輸;傳輸節目時必須完全占用硬盤播出系統的一個視頻采集通道。
第三種工作模式是使用文件方式在數字視頻網絡間交互數據。
使用文件方式傳輸節目數據,一個重要的前提是傳輸雙方的數據文件壓縮格式可以為對方所識別。因為大部分視頻廠商都提供M-JPEG、MPEG2、DVC25、DVC50等主流的壓縮格式。
使用文件方式進行數字視頻網絡間節目數據傳輸,實質上是將節目制作網絡中的節目數據文件直接用于播出。這種方式比采用流方式可以減少一次編碼解碼的過程,而且由于是文件到文件的傳輸方式,可以完全排除外界因素對視頻信號質量的影響。
采用FTP文件方式傳輸數據,可以完全根據通道的數據流量來考慮傳輸時間,而不需要根據具體節目或視頻文件的時長,以千兆網卡為例,對于以8M碼流的視頻文件而言,至少可以達到20~30倍的傳輸速率,即1小時時長的節目在2~3分鐘之內可以傳輸完畢。同時在一個通道內可以傳輸多個節目文件。另外該方式還有一個好處,幾乎所有的FTP服務軟件均支持斷點續傳功能,這樣就可以避免出現流方式傳輸時遇到錯誤必須從頭重新傳輸的問題。文件方式傳輸只需在發送方建立一個FTP服務器目錄,將所需要傳輸的視頻文件放進目錄里,接受方根據需要,自由選擇時間從該文件目錄中獲取文件,這種方式和從互聯網上下載文件是完全相同的。
采用文件方式在衛星節目傳輸上也已經有了很好的應用,如圖-02。接收終端是一臺計算機,它帶有一塊TS流接收板卡和一塊視頻解壓縮板卡,視頻壓縮卡的種類取決于所傳輸的視頻文件的壓縮的方式(MPEG-2、MPEG-4)。TS流接收板卡可以接受衛星TS流,將節目視頻文件從TS流中解出后存儲在本地硬盤中。我們可以看出,這種傳輸方式實質上和本文前面所說的節目制作網絡和硬盤播出系統連接傳輸數據的方式是一模一樣,都是通過文件到文件的方式傳輸節目素材視頻文件。我們如果在該工作站點上加裝一塊千兆以太板卡,通過網關和其他的數字視頻網絡連接,就可以省去節目下載到磁帶這一步驟,又可以節省人力、時間和設備資源,大大的提高工作效率。
關鍵詞:智能變電站網絡結構優化
中圖分類號: TM63 文獻標識碼: A 文章編號:
0 引言
變電站從數字化向著智能化發展的重要標志是變電站自動化技術的應用,發展過程中也伴隨著架構體系的變化,傳統的三層結構向兩層結構邁進,但由于在兩層結構中需要分階段來執行任務,所以本文依然是對三層式結構的研究,對于變電站的通信系統來說,主要分為站控層和過程層兩個網絡,本文針對后者進行優化,連接過程層網絡的是間隔層和過程層的設備,傳輸的數據包括四類:變電站內重要的狀態信息,模擬采樣值的信息,具有時鐘同步功能的對時報文以及與設備管理相關的信息。
1智能變電站網絡結構的現狀
本節針對升壓站自動化系統的網絡結構現狀進行介紹,從功能上進行劃分,其自動化系統可以分為三層,分別是:過程層、間隔層以及站控層,其中,過程層的功能是實現對各類實時信息的采集,并且控制執行命令;間隔層的功能是進行相應的測量和控制,并且實現對設備的檢測和保護;站控層能夠進行站域的控制。從網絡結構上進行劃分,升壓站自動化系統包括過程層網絡和站控層網絡兩部分,在物理意義上來說,這兩部分是相互獨立的。下面就目前的升壓站網絡組網方案進行介紹:
1.1 站控層組網方案
在升壓站站控層網絡中,采用的結構是雙星型拓撲結構,其冗余網絡運行方式為雙網雙工方式,它能夠實現網絡的無縫切換,該層網絡中采用的是MMS、GOOSE、SNTP三網合一,其中傳遞的信息對保護功能沒有影響。
1.2 過程層組網方案
對于變電站過程層的GOOSE網絡結構來說,主要采用的是100M星型以太網。220KV等級電壓按照單網方式進行配置,這樣就實現了對雙重化保護裝置的服務。雙重化后的過程層不能連接起來,并且與站控層網絡保持相互獨立,不應該有直接的連接;對于35KV等級的電壓,沒有設置獨立的GOOSE網絡,它主要是通過站控層網絡實現GOOSE報文的傳輸。《智能變電站技術導則》中對過程層網絡的組網方案進行了相關規定,因此,可以參考以下方案:220KV電壓可以采用網絡方式實現GOOSE的傳輸,采用點對點的方式實現采樣值的傳輸,保護裝置采用的直接跳閘方式。在本方案中,GOOSE和SV是分離傳輸的,最大的優點是信息傳輸的層面十分清晰,交換機的功能劃分也十分明確,但是GOOSE和SV的傳輸方式是分別獨立的,在變電站的擴展中需要成倍增長的網絡接口,這不可避免的會增加工程投資,對于管理運行來說也是極為不利的[1]。
2智能變電站網絡結構優化方案
2.1 網絡結構優化方案
本方案中,傳輸的應用報文包括GOOSE和SV兩種,針對采樣值數據流量大的特點,采用千兆級的級聯端口進行交換機的連接,本文采用的結構優化方案遵循《智能變電站技術導則》的相關規定,對采樣值信息(GOOSE)+(SV)進行共網傳輸,這不僅能夠發揮出網絡的高實時性,也能夠有效保證智能變電站的高效性。同時,也應該注意到這一共網傳輸會帶來信息的干擾,因此,應該采取相應的措施,對網絡的流量進行優化[2]。
2.2 網絡流量優化
目前,對網絡的流量進行優化有多種方法,比如:VLAN(即:虛擬局域網)、MPLS(即:流量工程)以及QOS(即:服務質量)等等。在智能變電站網絡中對業務進行隔離時,通常采用的是V1戶入技術,對業務的優先級進行排序主要是通過QOS技術實現的,這樣一來,就能夠保證關鍵的業務可以優先傳輸。
采用虛擬局域網手段進行流量的優化
何為網絡的流量,又如何對其進行優化?本節采用IEC61850-9-1和IEC61850-9-ZLE來進行說明,其中,前者的報文為76個字節,包含有測量以及保護用的數據,后者為150個字節,卻僅僅只有測量和保護數據之一。對于單個合并單元來說,分別采用IEC61850-9-1和IEC61850-9-ZLE標準傳輸,采樣值占用的100M以太網的負荷值分別為3%和9%,在IEC61850-9-ZLE的傳輸方式下,500KV的母線保護中,使用的以太網流量為63%,220KV的母線保護中,負荷率高達171%,需要多個100M的以太網來實現數據的傳輸;如果使用的是IEC61850-9-1,則可以大大降低網絡負荷。
關鍵業務帶寬的保障措施
為了保證網絡總是能夠為關鍵業務留有足夠的帶寬,可以通過端口速率設置的方法對SV業務的接入點端口進行設置。例如:為每一個SV業務的接入端口的接收速率設置某一定值,用來保證總是有一定的帶寬來供GOOSE使用。GOOSE報文的流量并不大,因此,可以采用全廣播模式,也就是可以將每一個端口的數據送到其他的端口;但是對于SV報文來說,正常流量較大,無法采用這種模式,需要設置交換機,使得每一臺的SV報文能夠傳輸到該數據的傳輸端口。
(3)網絡通信量的減小
為了降低網絡中的數據流量,在業務數據通信中采用GVRP動態組播一協議,這是因為GVRP方式采用的模式為訂閱/式,對于沒有事前訂閱的端口來說,數據就不會發生轉發,有效的減小了網絡通信量[3]。
3對智能變電站網絡系統的展望
未來智能變電站網絡將朝著全網絡化設計的思路發展,在過程層中,采樣跳閘、220kV采樣值、同步對時數據等信息的傳輸均改為網絡傳輸;應用同步對時網絡,在以太網內,網絡的連接采用交換機來實現,有效避免了沖突的發生,也提高了網絡傳輸的實時性。如果網絡的負載較低,兩層交換機會給以太幀增加相應的延遲和抖動;如果網絡負荷較高,情況就發生了變化,在交換機內部的以太幀會增加延遲,就算是采用優先級也無法應對這一問題。在幀前會帶來相應的抖動,對此,可以使用帶有IEC61588邊界時鐘的交換機進行網絡的連接,這樣就能夠實現交換機和與其相連的從時鐘端的同步,不過,這一過程有一定的復雜性,首先,該交換機與主時鐘端實現時鐘的同步,然后,該交換機去同步與其相連接的從時鐘端,這一過程有效避免了交換機延遲對設備端的影響,保證了同步的精度。
4 結束語
變電站的智能化是大勢所趨,對其網絡結構的優化進行研究勢在必行。本文首先對當前智能化變電站網絡結構的應用現狀進行了闡述,給出了具體的智能變電站網絡結構優化設計方案,針對由于采用共網傳輸模式而造成的流量控制問題進行了網絡流量優化。在最后,對智能變電站網絡系統的發展趨勢做了展望,旨在為智能化變電站網絡系統的發展提供方向。
參考文獻:
[1] 劉嬌,劉斯佳,王剛.智能變電站建設方案的研究[J].華電電力,2010,38(7):974-977.
關鍵詞 有線電視;雙向網絡;改造技術
中圖分類號TN94 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708(2012)64-0185-02
有線電視雙向網絡已經成為交互式的數字電視的基礎,也成為數字電視增值業務的一種基礎,這種技術的發展是數字電視進一步發展的基礎與關鍵。
1 有線電視雙向網絡的概述
1.1 有線電視雙向網絡的特點
首先,雙向網絡具有邏輯星型以及物理樹形的結構,其網絡光纖的干線部分是采用的環狀以及星型的結構,而同軸電纜部分采用的是樹型的結構。對于系統的前端,其應用服務到達光節點之后,然后是通過光節點通過同軸電纜向調制解調器進行傳輸,最后為用戶端提供服務。
其次,它具有較大容量的客戶群。有線電視網絡是由很多的光節點組成的,每一個光節點都能夠連接2 000以上個家庭用戶。所以,這種網絡結構具有很大容量的用戶群,它能夠在同一時間里向成千上萬的人們提供網絡需求。
再次,其具有較大的時間延遲。有線電視網絡的前端系統與家庭用戶之間的調制解調器有一段較長的距離,甚至是能夠達到160km以上,因此,有線電視網絡在數據的傳輸方面有著較大時間上的延遲,一般大約為0.8ms。
1.2 有線電視雙向網絡的優勢
目前來說,我國的家庭式互聯網其接入的方式一般是有三種:基于固定電話網絡方式;基于五類線網絡方式;基于有線電視同軸電纜的網絡方式。基于有線電視的同軸電纜這種方式具有可以長距離進行傳輸,因此,在一些人口密度小,居住比較分散的國家得以利用,比如說美國。而對于我國來說,人口的密度較大,這三種方式一般都能夠滿足其應用的需求。但是對基于五類線的網絡方式在使用過程中需要對五類線的重新鋪設,造成過程的難度比較大,對于這種方式的應用其受到了很大的限制。而基于固定電話的網絡方式由于我國電話的普及,另外,我國的建筑物的網絡基礎設施也已經比較健全,因此其在我國得到了很好的發展。而對于有線電視網絡,盡管其具備了一些好的網絡基礎設施,但是由于互聯網的接入行業的管理以及有線電視其本身的一些因素,其在我國應用還是比較少的。但是,有線電視網絡的傳輸能力較強,能夠進行超長距離的傳輸,另外還有網絡基礎也比較廣泛,在視頻的傳輸方面也具有很大的優勢,所以,在雙向網絡建設以及改造之后,這種方式也有著較大的發展前景。
2 有線電視雙向網絡存在的問題
非對稱性的網絡的結構特性,對于一些支持IP的應用服務業務的傳輸還有一些不足之處。
1)對于支持對稱性的服務業務進行了限制。有線電視的非對稱性的網絡結構,其上行通道的寬帶較少,所以,在開展對稱的應用服務業務還有著傳輸速度比較慢的缺陷。例如,某運營商將CM端當做服務端,然后建立網站來供大眾來進行瀏覽的時候,因為上行通道的寬帶比較少,這就有可能會使得用戶要等待很長的一段時間才能夠將要看的內容進行下載,這樣就影響了運營商的績效,造成一定的損失。所以說,有線電視的非對稱性結構就對支持對稱性的服務業務在一定程度上進行了限制;
2)對TCP內容的傳輸數量的限制。TCP在進行數據傳輸的過程中,在發送端向接收端發送信息包之后,接收端會向發送端發送一個ACK包,說明已經收到了信息。在發送端接受到這個信息之后,就會將那些剩余的信息包向外發送。而如果是發送端沒有收到ACK包時,則那些剩余的信息包就會被延遲發送,所以,這種非對稱性的TCP傳輸機制,就有可能會造成信息的發送延遲,這樣就會造成寬帶的利用率降低,限制了TCP內容數量的傳輸;
3)信息包的碰撞問題。雙向網絡的有線電視,其網絡CM是經由CS向CMTS發送請求信息,而得到相應的數據,但是這種有線電視的網絡的上行寬帶少,這就限制了CS的存在數量。而當出現很多CM同一時間內向CS提交信息時上行的通道可能就沒有充分的頻率段發送請求,造成這種上行頻率匱乏的現象,而產生一些碰撞問題。
這些問題可以通過以下幾種方式予以解決:
第一,將通道的傳輸速率提高??梢允褂肧-CDMA的方式進行傳輸,這種傳輸的方式能夠在很大程度上將傳輸的速率提高;
第二,將傳輸的負荷減小,進一步釋放寬帶。PHS機制是經由接收端與發送端的規范性壓縮數據包頭域,接收端是根據解壓數據的信息包,而發送端是根據壓縮數據的信息包,通過這種方式來將包頭的數量予以減少。此外,串聯機制是經過融合一些小的數據信息包進而來形成一個相對較大的信息包。而把MAC幀予以串聯,就減少了包頭的數量,釋放了寬帶。
3 有線電視雙向網絡改造過程中需要考慮的問題
有線電視雙向網絡進行改造的過程中,要注意根據業務規劃的需求來制定,例如一些業務種類、推廣進度、所需寬帶等這些需求都影響雙向網絡將要實現的一些功能,以及用戶的寬帶還有改造的速度等等。除了這些業務發展的需求之外,對于資金的投入量,現有網絡的質量,未來的業務發展性空間新技術的發展其預留的基礎等等這些都需要考慮到。在全面的考慮之后,對于技術的選擇,工程的難度,投資的數量,工程量等等才能夠確定。
此外,在改造過程中,還要充分的利用HFC資源,用最好的方式將光纖的覆蓋范圍進行擴大,將有線電視網絡的寬帶優勢予以充分發揮,還要發揮出網絡語音視頻的優勢,這樣來全面推動有線電視雙向網絡的發展。
4 有線電視網絡雙向改造技術分析
改造技術一般有以下幾種:CMTS技術、EOC技術、無源光網絡技術等。
CMTS技術是基于HFC這種網絡進行發展的,它是以數字調試的方式傳輸音頻信號以及數據的一種雙向的網絡技術,向用戶提供寬帶IP的接入服務,來滿足于互聯網的接入、IP語音、數據、視頻、局域網互聯、等多種類型的增值業務。
EOC技術就是,在同軸電纜上進行傳輸網絡數據信號,是為了滿足于開展多項業務的客戶對于高寬帶的需求。目前來說,只有兩種傳輸的方式,分別是基帶與調制?;鶐OC主要是無源設備,一般是應用于那種集中性分配的小區,而對于樹型網絡無法適用。調制EOC是指將太網信號調制到某一個頻段上面,但是因為這項技術正在發展中,其價格就相對來說比較貴,還僅僅是處于探索運用的階段。無源光網絡技術,即為了滿足支持點到多點的應用而發展的一項光接入技術。目前來看,其已經投入使用的有以下幾種:第一種是APON,以ATM協議作為平臺;第二種是GPON,以通用幀的結構作為平臺;第三種是EPON,用太網技術當做傳輸平臺.這種技術其原理就是一個點對多點,由一個光線路終端、一個或者是多個的無源光分路器以及多個網絡單元組成的一個樹形的網絡系統。其優點有以下幾點:成本較低,維護也比較簡單;高寬帶,服務的范圍較廣;寬帶的分配比較靈活,服務也會有保障。
5 有線電視雙向網絡運用的技術以及未來發展趨勢
目前來說,有線電視雙向改造技術一般運用的是Cablemodem以及EPON+LAN這兩種方式。前者是上下行寬帶不對稱,對于VOD的兩種業務以及為提供上網非常適宜,在利用這種技術對HFC網絡進行雙向改造時,前期的用戶就能夠得到很優質的服務,但是缺點就是,在增加每一個用戶時,信號噪聲也將會增加,這就降低了服務的質量,這也影響了有線電視雙向網絡的大幅度改進,成為了一個難題。EPON+LAN(請加上相應的內容)在這種方案中,EPON OLT是根據分前端光纖到達遠端的機房,光分路器的分光分別接入各個樓道中ONU,而ONU直接接入機頂盒,或者是由交換機再接入,然后采用五類線進行入戶,承載著寬帶上網或者是電視點播的信號回傳等多項業務。而下行的數字電視信號通過HFC線路或者是原有的光纖下行,將HFC入戶。以雙向入戶來解決網絡的雙向問題。兩個網絡同時運行,但是相互之間不會干擾。而利用GEPON的技術進行改造時,就僅僅需要在HFC網絡的部分增加光分路器,不再需要額外的鋪設光纜,這樣就節省了很多甚至是大量光纖資源,并且前期的投資也會降低,因此,這種技術被運用的比較多。有線電視雙向網絡未來的發展趨勢就是“光進銅退”,不論是ADSL網絡,還是五類線網絡(基于LAN模式),或者是Cablemodem網絡(基于有線電視的同軸電纜),都會經歷這個過程,從FTTC模式即光纖到路邊,FTTB模式光纖到樓,FTTH模式光纖到戶。EPON的技術設計,就是將目標設置成為光纖到戶,但是,從目前來說,將會在很長的一段時間內,采用EPON與LAN相結合的模式,未來中,有線電視的運營商以及設備生產提供商,或者是技術提供商可能會打成聯合,進而來尋找到一種適合于我國的雙向化改造的技術。
6 結論
有線電視雙向網絡的改造有著其獨特的優勢,例如廣泛的用戶基礎,傳輸過程中的超長運輸能力,強大的視頻與音頻的傳輸能力等。我們應該致力于有線電視雙向網絡的改造,促進雙向網絡的有效發展。
參考文獻
[1]李俊瑋,孫曙和.EPON在雙向HFC寬帶接入中的應用,2007(11).
[2]洪傳熙,毛亞安.有線電視網絡適用的EOC接入技術,2008(6).
[3]毛亞安,李文,劉進.EPON+EOC技術打造有線電視網絡雙向業務運營新模式,2007(15).
[4]王建英.廣電網絡雙向化EPON之道,2007(3).
[5]李立.青島廣電EPON雙向改造與未來之路,2009(10).
[6]王拴群,成立輝,張金雙.華北油田有線電視雙向網絡改造工程設計方案,2007(10).
[7]顧華琛.EPON技術應用于有線網絡設計方案 2010(8).