基于多种场景的电力光纤到户网络规划方案确定方法技术

技术编号:19830339 阅读:28 留言:0更新日期:2018-12-19 17:19
本发明专利技术实施例提供了一种基于多种场景的电力光纤到户网络规划方案确定方法。该方法包括:结合多种场景下不同建筑物的配电结构信息进行针对性的光分配网络ODN线路路径设计;采用遗传算法,根据约束条件参数对光网络单元ONU分组连接分光器OBD的成本目标函数进行求解;在通过分析所述规划网络的光通道链路衰减值,从而得到不同建筑物的电力光纤到户网络规划是符合实际应用需求的方案。可见,应用本发明专利技术实施例,设计的多种场景的电力光纤到户网络规划方案既满足了不同地域与环境的规划要求,也保证了用户业务的可靠性并尽量降低网络线路的敷设成本。

【技术实现步骤摘要】
基于多种场景的电力光纤到户网络规划方案确定方法
本专利技术涉及电网和通信
,特别是涉及一种基于多种场景的电力光纤到户网络规划方案确定方法。
技术介绍
PFTTH(PowerFibertotheHome,电力光纤到户)是指在低压通信接入网中采用OPLC(OpticalFiberCompositeLow-voltageCable,光纤复合低压电缆))等线缆,将光纤随低压电缆线敷设,实现到表到户配以无源光网络技术的,承载智能电网配用电环节和三网融合相关业务。PFTTH网络结构如图1所示,该网络结构由OLT(OpticalLineTerminal,光线路终端)、ONU(OpticalNetworkUnit,光网络单元)和ODN(Opticaldistributionnode,光分配网络)三部分组成,其中,ODN由OLT光缆分配点、用户接入点和ONU四个节点分成三个线路端,依次是馈线光缆、配线光缆、入户光缆,不同的线缆段具有对应的线缆类型及敷设方式。目前,PFTTH网络规划中的关键问题是光分配网络ODN各段的线缆规划以及光网络单元ONU分组连接分光器OBD的规划问题。因此,如何有效的规划ODN各段的线缆规划以及ONU分组连接OBD,对建设坚强可靠、经济高效、友好互动的智能电网通信网络具有重要意义。由于电力光纤到户中的光纤复合低压电缆OPLC结合了电缆与光缆,在电力光纤到户的网络规划中需要同时考虑电力流、信息流和建筑物的配电结构三个因素的规划,而现有技术中,仅针对信息流、电力流或建筑物的配电结构中的部分因素来确定网络规划方案,而未能实现将三者有效的结合起来,也没有综合考虑成本、业务可靠性等因素。因此,可能出现网络规划方案无法满足不同地域与环境的规划要求,以及未能保证业务的可靠性和网络线路敷设成本高的问题。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的在于提供一种基于多种场景的电力光纤到户网络规划方案确定方法,以满足不同地域与环境的规划要求,保证业务的可靠性并尽量降低网络线路敷设成本。具体技术方案如下:第一方面,提供了一种基于多种场景的电力光纤到户网络规划方案确定方法,所述方法包括:获取待规划场景的配电结构信息;获取根据所述配电结构信息生成的电力光纤到户网络中局端OLT到每个分光器OBD的路径规划方案;所述路径规划方案中包括:OBD的数量和位置;根据所述路径规划方案中的分光器OBD的数量和位置,计算获得每个OBD与OLT之间的距离;采用预设的遗传算法,根据约束条件参数对预设的光网络单元ONU分组连接分光器OBD的成本目标函数进行求解;其中,成本目标函数表示:成本与网络中ONU的数量、OBD的数量、各个ONU与连接的OBD之间的距离以及每个OBD与OLT之间的距离之间的函数关系;所述约束条件参数包括:多业务可靠性约束条件、网络总时延约束条件和接入容量约束条件的参数;获得所述成本目标函数的求解结果;所述求解结果中包括:网络中ONU数量以及各个ONU与OBD之间的距离;根据所述成本目标函数的求解结果计算从OLT到ONU的光通道链路衰减值;判断所述规划网络的光通道链路衰减值是否符合预设光通道衰减要求;当所述光通道链路衰减值不符合光衰减要求时,调整所述约束条件参数,返回所述采用预设的遗传算法,根据约束条件参数对预设的ONU分组连接OBD的成本目标函数进行求解的步骤;当所述光通道衰减值符合光衰减要求时,将所述路径规划方案和求解结果中的网络中ONU数量以及各个ONU与OBD之间的距离,确定为所述待规划场景的电力光纤到户网络规划方案。进一步的,所述预设的光网络单元ONU分组连接分光器OBD的成本目标函数可以是:其中,M为OBD的个数,N为能接入所有OBD的ONU的个数,其值必须大于实际ONU数量N′,K0为每个OBD最多可连接的ONU的个数,dij为ONUi到OBDj的距离,Dj为OBDj到OLT之间的距离,Xij表示ONUi是否已经通过OBDj连到OLT;当Dj的值为1时,表示ONUi已通过OBDj连接到OLT;当Dj的值为0时,表示ONUi与OLT尚未连接;所述多业务可靠性约束条件、网络总时延约束条件和接入容量约束条件可以是:所述多业务可靠性约束条件可以是:其中,M为OBD的个数,是当群落里用户业务全为最高等级时,所述网络的最大可靠性约束指标,R0是多业务网络可靠性阈值;所述网络总时延约束条件可以是:其中,N为能接入所有OBD的ONU的个数,ti是数据包从OLT局端到第i个终端的时延,t0是网络总时延阈值;所述接入容量约束条件可以是:其中,M为OBD的个数,Xij表示ONUi是否已经通过OBDj连到OLT,K0是每个OBD最多可连接的ONU的个数。进一步的,所述预设的遗传算法的染色体可以是:每个分光器OBD与光网络单元ONU的连接方式;所述遗传算法的适应度函数可以是:其中,(A-C(Sv))表示染色体的经济成本,A是一个大数,保证染色体的经济成本值始终为正;采用预设的遗传算法,根据约束条件参数对预设的光网络单元ONU分组连接分光器OBD的成本目标函数进行求解的步骤,可以包括:对预设初始染色体进行编码;计算所述每个染色体的适应度函数;根据正比染色体亲和度方法,从所述预设染色体中选择两个染色体进行交叉操作;计算所述交叉操作得到的新的染色体的适应度函数;如果新的染色体的适应度函数值大于预设适应度函数值阈值,将新的染色体替换所述初始染色体中适应度函数值最小的两个染色体;返回对预设初始染色体进行编码的步骤;如果新的染色体的适应度函数值小于预设适应度函数值阈值,则停止变异。进一步的,所述根据所述成本目标函数的求解结果计算从OLT到ONU的光通道链路衰减值的步骤,可以包括:根据获得的每个OBD与OLT之间的距离,以及所述成本目标函数的求解结果,获得离OLT最远的ONU之间的距离;计算离OLT最远的ONU与OLT的衰减值,作为光通道链路的衰减值。进一步的,所述计算离OLT最远的ONU的衰减值,作为光通道链路的衰减值的步骤,可以包括:采用如下公式计算衰减值:P=L×a+n1×b+n2×c+n3×d+e+f(dB)其中,L为光纤总长度(km),a为光纤每公里衰减值(dB),n1为熔接点的数目,b为熔接点的损耗(dB),n2为机械接续点数目,c为机械接续点的损耗(dB),n3为连接器数目,d为连接器损耗(dB),e为光路器损耗(dB),f为工程余量(dB)。进一步的,所述当所述光通道链路衰减值不符合光衰减要求时,调整所述约束条件参数的步骤,可以包括:调整多业务网络可靠性阈值R0、网络总时延阈值t0和每个OBD最多可连接的ONU的个数K0。进一步的,若所述待规划场景为塔楼,则根据塔楼的配电结构信息生成的电力光纤到户网络中局端OLT到每个分光器OBD的路径规划方案的步骤,可以包括:从所述塔楼的配电室OLT局端到楼宇配电间,将沿强电竖井敷设至楼层配电箱的光缆分配点;根据所述楼层配电箱的光缆分配点的位置,确定分光器OBD的位置;从楼层配电箱的光缆分配点再经过用户电表至用户家庭配电箱这一路径敷设光纤复合低压电缆OPLC。进一步的,若所述待规划场景为别墅,则根据所述配电结构信息生成的电力光纤到户网络中局端OLT到每个分光器OBD的路径规划方案的步骤,可以包括:本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种基于多种场景的电力光纤到户网络规划方案确定方法,其特征在于,所述方法包括:获取待规划场景的配电结构信息;获取根据所述配电结构信息生成的电力光纤到户网络中局端OLT到每个分光器OBD的路径规划方案;所述路径规划方案中包括:OBD的数量和位置;根据所述路径规划方案中的分光器OBD的数量和位置,计算获得每个OBD与OLT之间的距离;采用预设的遗传算法,根据约束条件参数对预设的光网络单元ONU分组连接分光器OBD的成本目标函数进行求解;其中,成本目标函数表示:成本与网络中ONU的数量、OBD的数量、各个ONU与连接的OBD之间的距离以及每个OBD与OLT之间的距离之间的函数关系;所述约束条件参数包括:多业务可靠性约束条件、网络总时延约束条件和接入容量约束条件的参数;获得所述成本目标函数的求解结果;所述求解结果中包括:网络中ONU数量以及各个ONU与OBD之间的距离;根据所述成本目标函数的求解结果计算从OLT到ONU的光通道链路衰减值;判断所述规划网络的光通道链路衰减值是否符合预设光通道衰减要求;当所述光通道链路衰减值不符合光衰减要求时,调整所述约束条件参数,返回所述采用预设的遗传算法,根据约束条件参数对预设的ONU分组连接OBD的成本目标函数进行求解的步骤;当所述光通道衰减值符合光衰减要求时,将所述路径规划方案和求解结果中的网络中ONU数量以及各个ONU与OBD之间的距离,确定为所述待规划场景的电力光纤到户网络规划方案。...

【技术特征摘要】
1.一种基于多种场景的电力光纤到户网络规划方案确定方法,其特征在于,所述方法包括:获取待规划场景的配电结构信息;获取根据所述配电结构信息生成的电力光纤到户网络中局端OLT到每个分光器OBD的路径规划方案;所述路径规划方案中包括:OBD的数量和位置;根据所述路径规划方案中的分光器OBD的数量和位置,计算获得每个OBD与OLT之间的距离;采用预设的遗传算法,根据约束条件参数对预设的光网络单元ONU分组连接分光器OBD的成本目标函数进行求解;其中,成本目标函数表示:成本与网络中ONU的数量、OBD的数量、各个ONU与连接的OBD之间的距离以及每个OBD与OLT之间的距离之间的函数关系;所述约束条件参数包括:多业务可靠性约束条件、网络总时延约束条件和接入容量约束条件的参数;获得所述成本目标函数的求解结果;所述求解结果中包括:网络中ONU数量以及各个ONU与OBD之间的距离;根据所述成本目标函数的求解结果计算从OLT到ONU的光通道链路衰减值;判断所述规划网络的光通道链路衰减值是否符合预设光通道衰减要求;当所述光通道链路衰减值不符合光衰减要求时,调整所述约束条件参数,返回所述采用预设的遗传算法,根据约束条件参数对预设的ONU分组连接OBD的成本目标函数进行求解的步骤;当所述光通道衰减值符合光衰减要求时,将所述路径规划方案和求解结果中的网络中ONU数量以及各个ONU与OBD之间的距离,确定为所述待规划场景的电力光纤到户网络规划方案。2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述预设的光网络单元ONU分组连接分光器OBD的成本目标函数为:其中,M为OBD的个数,N为能接入所有OBD的ONU的个数,其值必须大于实际ONU数量N′,K0为每个OBD最多可连接的ONU的个数,dij为ONUi到OBDj的距离,Dj为OBDj到OLT之间的距离,Xij表示ONUi是否已经通过OBDj连到OLT;当Dj的值为1时,表示ONUi已通过OBDj连接到OLT;当Dj的值为0时,表示ONUi与OLT尚未连接;所述多业务可靠性约束条件、网络总时延约束条件和接入容量约束条件为:所述多业务可靠性约束条件为:其中,M为OBD的个数,是当群落里用户业务全为最高等级时,所述网络的最大可靠性约束指标,R0是多业务网络可靠性阈值;所述网络总时延约束条件为:其中,N为能接入所有OBD的ONU的个数,ti是数据包从OLT局端到第i个终端的时延,t0是网络总时延阈值;所述接入容量约束条件为:其中,M为OBD的个数,Xij表示ONUi是否已经通过OBDj连到OLT,K0是每个OBD最多可连接的ONU的个数。3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述预设的遗传算法的染色体为:每个分光器OBD与光网络单元ONU的连接方式;所述遗传算法的适应度函数为:其中,f(Sv)表示染色体的适应度函数值,A为预设的固定值,其保证染色体的经济成本值始终为正,C(Sv)是一个染色体Sv对应的成本目标函数值;采用预设的遗传算法,根据约束条件参数对预设的光网络单元ONU分组连接分光器OBD的成本目标函数进行求解的步...

【专利技术属性】
技术研发人员:徐思雅亓峰葛维春陈兴渝王英杰李鹏彭绪静罗桓桓周桂平于波涛
申请(专利权)人:北京邮电大学国网辽宁省电力有限公司北京国电通网络技术有限公司
类型:发明
国别省市:北京,11

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