電力通信中分組傳送網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用分析研究

摘要：為提高電力通信網(wǎng)的傳輸速率和可靠性，研究提出基于分組傳送網(wǎng)技術(shù)的新型的電力通信模型。對(duì)新型電力通信模型進(jìn)行性能測(cè)試，結(jié)果顯示，新型電力通信模型的平均數(shù)據(jù)傳輸速率為128.5Mbps，優(yōu)于傳統(tǒng)模型。此外，研究還在不同場(chǎng)景下對(duì)該模型的應(yīng)用效果進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)該電力通信模型的時(shí)延為20.6ms，處于較高水平。上述結(jié)果說(shuō)明，研究提出的模型能夠有效提高電力通信網(wǎng)絡(luò)的傳輸效果，促進(jìn)電力通信領(lǐng)域的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：電力通信分組傳送網(wǎng)應(yīng)用效果數(shù)據(jù)傳輸速率

中圖分類(lèi)號(hào)：TP3115中圖分類(lèi)號(hào)：TM73

ResearchontheApplicationAnalysisofPacketTransmissionNetworkTechnologyinPowerCommunication

WANGPuzheng

NorthChinaElectricPowerUniversity，Baoding，HebeiProvince，071000China

Abstract：Toimprovethetransmissionrateandreliabilityofpowercommunicationnetwork，anewpowercommunicationmodelbasedonPacketTransmissionNetworktechnologyisproposedinthispaper.Itconductsperformancetestingofthenewpowercommunicationmodel，andtheresultshowsthattheaveragedatatransmissionrateofthenewpowercommunicationmodelis128.5Mbps，whichisbetterthanthetraditionalmodel.Inaddition，theresearchalsoanalyzestheapplicationeffectofthemodelindifferentscenarios，andfindsthatthedelayofthepowercommunicationmodelis20.6ms，whichisatahighlevel.Theaboveresultsshowthattheproposedmodelcaneffectivelyimprovethetransmissioneffectofpowercommunicationnetworkandpromotethedevelopmentofpowercommunicationfield.

KeyWords：Powercommunication;PacketTransportNetwork;Applicationeffect;Datatransferrate

隨著信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，電力通信網(wǎng)作為支撐電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的重要基礎(chǔ)設(shè)施，其傳輸效率和可靠性要求日益提升[1]。但傳統(tǒng)電力通信方法在面對(duì)現(xiàn)代電力系統(tǒng)日益增長(zhǎng)的數(shù)據(jù)傳輸需求時(shí)發(fā)現(xiàn)其缺乏靈活性和可擴(kuò)展性，難以適應(yīng)電力系統(tǒng)不斷變化的通信需求。故尋找新型技術(shù)進(jìn)行電力通信具有重要意義。分組傳送網(wǎng)技術(shù)因具有高效的數(shù)據(jù)傳輸能力和靈活的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，在通信領(lǐng)域應(yīng)用得越發(fā)廣泛[2]。有研究發(fā)現(xiàn)，分組傳送網(wǎng)技術(shù)不僅能夠滿(mǎn)足電力系統(tǒng)日益增長(zhǎng)的數(shù)據(jù)傳輸需求，還能夠有效應(yīng)對(duì)復(fù)雜多變的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，保障電力通信的穩(wěn)定性和安全性[3]。故研究創(chuàng)新性地將分組傳送網(wǎng)技術(shù)和電力通信網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合，提出新型電力通信模型，并對(duì)該模型的性能進(jìn)行驗(yàn)證。期望通過(guò)此次研究能夠?yàn)殡娏νㄐ啪W(wǎng)的優(yōu)化升級(jí)提供理論支持和實(shí)踐指導(dǎo)，從而推動(dòng)電力通信技術(shù)的持續(xù)創(chuàng)新與發(fā)展。

1融合分組傳送網(wǎng)的電力通信模型

1.1分組傳送網(wǎng)技術(shù)

分組傳送網(wǎng)技術(shù)是現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)中用于高效、靈活地傳輸數(shù)據(jù)的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。它基于分組交換的原理，與傳統(tǒng)的電路交換網(wǎng)絡(luò)相比，具有更高的帶寬利用率和更靈活的業(yè)務(wù)適配能力[4]。分組傳送網(wǎng)技術(shù)的核心是其特定的分層模型，該模型將通信過(guò)程細(xì)分為多個(gè)層次，每個(gè)層次都具有獨(dú)特的功能和任務(wù)。

由圖1可得，分組傳送網(wǎng)共分為4層。該模型中的每一層都承擔(dān)著特定的功能，其中交通信息通道層（TrafficMessageChannel，TMC）定義了連接的類(lèi)型、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以及業(yè)務(wù)類(lèi)型等關(guān)鍵特性，確保數(shù)據(jù)能夠在不同網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間順暢傳輸。而交通信息通路層（TrafficMessagePath，TMP）將多個(gè)客戶(hù)業(yè)務(wù)匯聚到一個(gè)更大的空間中，從而實(shí)現(xiàn)更經(jīng)濟(jì)、更有效的數(shù)據(jù)傳輸和交換。此外，交通信息段層（TrafficMessageSection，TMS）主要負(fù)責(zé)在兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間建立和維護(hù)物理連接，確保通道層的信息能夠完整無(wú)誤地傳遞。最后的物理媒介層則負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)編碼成適合在特定媒介上傳輸?shù)男问?，并確保數(shù)據(jù)的正確接收和解碼。

1.2基于分組傳送網(wǎng)技術(shù)的電力通信模型構(gòu)建

隨著電力行業(yè)的不斷發(fā)展和智能化轉(zhuǎn)型，電力通信系統(tǒng)作為支撐智能電網(wǎng)運(yùn)行的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施，其重要性日益凸顯[5]。分組傳送網(wǎng)技術(shù)以其高效的數(shù)據(jù)傳輸和靈活的網(wǎng)絡(luò)管理特性，為電力通信模型的構(gòu)建提供了新的思路和方法。為了提高電力通信模型的性能，研究在分組傳送網(wǎng)分層模型的基礎(chǔ)上，結(jié)合電力通信的特點(diǎn)和需求，提出了新型電力通信模型。

由圖2可得，該模型通過(guò)接入層、匯聚層、核心層和業(yè)務(wù)層的協(xié)同工作，實(shí)現(xiàn)電力數(shù)據(jù)的高效傳輸和靈活管理。其中接入層的主要功能是支持智能電表、分布式能源設(shè)備等多種電力設(shè)備的接入。該電力通信模型的匯聚層的主要作用是將來(lái)自接入層的數(shù)據(jù)進(jìn)行匯聚和整理，并根據(jù)業(yè)務(wù)需求進(jìn)行流量控制和負(fù)載均衡處理，以確保數(shù)據(jù)的高效傳輸和網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定運(yùn)行。核心層是電力通信模型的數(shù)據(jù)傳輸和管理中心，主要包括數(shù)據(jù)傳輸、資源分配以及數(shù)據(jù)管理3個(gè)模塊。核心層主要負(fù)責(zé)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸、路由選擇和資源分配等任務(wù)。而業(yè)務(wù)層的主要功能是根據(jù)電力通信的具體業(yè)務(wù)需求，提供定制化的服務(wù)。該層級(jí)主要包括定制服務(wù)和動(dòng)態(tài)調(diào)整兩個(gè)模塊，通過(guò)這兩個(gè)模塊的共同作用，業(yè)務(wù)層能夠動(dòng)態(tài)調(diào)整數(shù)據(jù)傳輸路徑和資源分配，確保業(yè)務(wù)的實(shí)時(shí)性和穩(wěn)定性。

2改進(jìn)電力通信模型的實(shí)際應(yīng)用效果對(duì)比

為了對(duì)研究提出的新型電力通信模型的實(shí)際應(yīng)用效果進(jìn)行分析，研究將其和傳統(tǒng)的電力通信模型進(jìn)行實(shí)證分析，將兩種電力通信模型均應(yīng)用于某電力通信智能電網(wǎng)控制業(yè)務(wù)場(chǎng)景過(guò)程中，并以?xún)煞N模型的數(shù)據(jù)傳輸效率和網(wǎng)絡(luò)性能等作為對(duì)比指標(biāo)。兩種電力通信模型在該電力通信業(yè)務(wù)場(chǎng)景過(guò)程中的數(shù)據(jù)傳輸速率以及網(wǎng)絡(luò)帶寬利用率對(duì)比結(jié)果如圖3所示。

由圖3（a）可得，研究提出的模型的平均數(shù)據(jù)傳輸速率為128.5Mbps，高于傳統(tǒng)電力通信模型的88.6Mbps。由圖3（b）可得，研究提出的電力通信模型的平均網(wǎng)絡(luò)帶寬利用率為37.6%，低于傳統(tǒng)電力通信模型的51.3%。造成上述結(jié)果的原因主要是分組傳送網(wǎng)技術(shù)的引入和模型架構(gòu)的優(yōu)化，使數(shù)據(jù)傳輸更加高效、穩(wěn)定，網(wǎng)絡(luò)帶寬得到更充分的利用。以上結(jié)果說(shuō)明，研究提出的新型電力通信模型的整體數(shù)據(jù)傳輸?shù)男Ч鼉?yōu)。此外，為了進(jìn)一步對(duì)新型電力通信模型的實(shí)際應(yīng)用效果進(jìn)行分析，研究將其應(yīng)用于不同業(yè)務(wù)場(chǎng)景中，并將各個(gè)業(yè)務(wù)場(chǎng)景中的數(shù)據(jù)傳輸速率、時(shí)延和丟包率等指標(biāo)進(jìn)行收集并整理得到表1。

由表1可得，該模型在分布式能源接入管理業(yè)務(wù)場(chǎng)景中的數(shù)據(jù)傳輸速率最高，為163.2Mbps；在遠(yuǎn)程抄表業(yè)務(wù)場(chǎng)景中的時(shí)延最低為18.2ms；在電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)業(yè)務(wù)場(chǎng)景中的丟包率最低，為0.4%。且該電力通信模型在7種業(yè)務(wù)場(chǎng)景下的平均數(shù)據(jù)傳輸速率、時(shí)延、丟包率分別為152.4Mbps、20.6ms、0.5%。

3結(jié)論

針對(duì)目前的電力通信網(wǎng)的性能已無(wú)法滿(mǎn)足電力通信的需求的問(wèn)題，研究利用分組傳送網(wǎng)技術(shù)優(yōu)化電力通信模型，期望利用新型電力通信模型進(jìn)行改善。研究首先將新型電力通信模型和傳統(tǒng)電力通信模型進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果顯示，新型電力通信模型數(shù)據(jù)傳輸速率為128.5Mbps，高于傳統(tǒng)電力通信模型的88.6Mbps；且其平均網(wǎng)絡(luò)帶寬利用率為37.6%，低于傳統(tǒng)電力通信模型的51.3%。隨后，研究在7種不同業(yè)務(wù)場(chǎng)景中驗(yàn)證新型電力通信模型的性能，結(jié)果顯示，該模型在7種業(yè)務(wù)場(chǎng)景下的平均數(shù)據(jù)傳輸速率、時(shí)延、丟包率分別為152.4Mbps、20.6ms、0.50%。以上結(jié)果表明，新型電力通信模型能夠滿(mǎn)足智能電網(wǎng)對(duì)數(shù)據(jù)傳輸?shù)亩鄻踊枨?，提升電力通信系統(tǒng)的整體性能。

參考文獻(xiàn)

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