光传输通信技术论文提纲

论文题目：电力通信SDH光传输网络业务路由规划与仿真关键技术研究

摘要：电力通信SDH（Synchronous Digital Hierarchy,同步数字体系）光传输网作为国家电网公司省际、省级骨干通信网的重要组成部分,承载了继电保护、安稳控制和调度自动化等电网核心业务,对保障电力系统安全、稳定、可靠运行起着至关重要的作用。然而随着能源互联网建设的不断推进,SDH光传输网络规模持续扩大,管理难度日益增加,给运维管理人员带来了前所未有的压力。因此,设计开发适用于电力通信SDH光传输网络的业务路由规划与仿真软件工具,对提升网络规划设计及运维管理效率、减小人工安排过程中出错的概率、增强电力通信网的鲁棒性意义重大。目前公网规划仿真软件工具或侧重于提供网络建设时的工程设计模拟、网络容量分析及成本代价计算,或仅适用于自身特定网络场景,难以匹配电力通信业务的高可靠传输需求;而现有面向电力通信网络的业务路由规划算法研究角度则较为单一,缺乏对风险均衡、负载均衡、电网管理政策等因素的综合考虑。针对上述不足,本文主要工作如下:1.构建电力通信SDH光传输网络资源模型。基于电网实际运营数据,建立交叉及时隙资源模型,以此为基础构建节点资源模型、链路资源模型、网络及保护资源模型和业务及通道资源模型,并明确各模型间的关系及其实现方法。2.提出基于强化学习并融合多约束条件的电力通信SDH光传输网络业务路由规划算法。引入链路风险值权重和节点风险值权重,改进既有的链路风险值和节点风险值指标;综合考虑带宽资源和交叉资源使用状态,提出负载均衡策略;进而融合风险均衡策略、负载均衡策略、链路长度、电网管理政策、网络既有保护策略和网络资源可用性,并基于强化学习Q-Learning算法实现电力通信SDH光传输网络业务路由规划算法。实验结果表明,与典型风险均衡算法SRBM和负载均衡算法LBT相比,本文算法的风险均衡效果分别提升了 12.91%和28.48%,负载均衡效果分别提升了 8.93%和3.31%。3.研发电力通信SDH光传输网络业务路由规划与仿真原型系统。分析原型系统各模块功能及模块间关系,对其总体架构和工作流程进行设计,进而阐述了系统数据库模块、资源仿真模块、业务路由规划模块、保护倒换仿真模块和控制模块的具体实现方案。实验结果表明,所研发业务路由规划与仿真原型系统能够协助运维管理人员进行静态业务路由规划、网络资源分配管理和网络风险/负载分析,并为反事故演练提供可行的手段。本文工作为电力通信SDH光传输网络的规划设计和运维管理提供了重要的参考依据,有助于保障电力系统安全、稳定、可靠运行。

关键词：电力通信网;SDH光传输网络;资源模型;业务路由规划;强化学习;Q-Learning 算法

学科专业：信息与通信工程

摘要

Abstract

第一章 绪论

1.1 研究背景与意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 光网络规划仿真软件工具研究现状

1.2.2 电力通信光传输网络建模与仿真方法研究现状

1.2.3 电力通信网络业务路由规划方法研究现状

1.2.4 现有研究工作的不足

1.3 论文研究内容与结构安排

第二章 电力通信SDH光传输网络资源模型构建

2.1 资源模型整体结构

2.2 交叉及时隙资源模型

2.3 节点资源模型

2.4 链路资源模型

2.5 网络及保护资源模型

2.6 业务及通道资源模型

2.7 本章小结

第三章 电力通信SDH光传输网络业务路由规划算法研究

3.1 问题描述

3.2 风险均衡策略

3.2.1 业务重要度

3.2.2 链路风险值

3.2.3 节点风险值

3.3 负载均衡策略

3.4 风险与负载联合均衡策略

3.5 均衡效果评价指标

3.5.1 风险均衡效果评价指标

3.5.2 负载均衡效果评价指标

3.6 基于强化学习并考虑风险与负载联合均衡的业务路由规划算法

3.6.1 Q-Learning算法

3.6.2 RLJB-QL算法

3.7 仿真实验与分析

3.7.1 仿真环境与参数设置

3.7.2 均衡效果分析

3.7.2.1 风险均衡效果分析

3.7.2.2 负载均衡效果分析

3.7.2.3 风险与负载联合均衡效果分析

3.7.3 各算法时间效率分析

3.8 本章小结

第四章 电力通信SDH光传输网络业务路由规划与仿真原型系统研发

4.1 业务路由规划与仿真原型系统设计

4.1.1 业务路由规划与仿真原型系统总体架构

4.1.2 业务路由规划与仿真原型系统工作流程

4.2 功能模块实现

4.2.1 数据库模块

4.2.2 资源仿真模块

4.2.3 业务路由规划模块

4.2.4 保护倒换仿真模块

4.2.5 控制模块

4.3 仿真实验与分析

4.3.1 业务路由规划与应用仿真

4.3.2 故障模拟与资源倒换仿真

4.3.3 实验结果分析

4.4 本章小结

第五章 总结与展望

5.1 论文总结

5.2 展望

参考文献

致谢