网络开销通信网论文

【摘要】随着计算机技术和通信技术的迅猛发展，我国的军用通信网络建设日新月异，为国防和军队的现代化发展提供了强有力的技术支撑。军用通信网络的特殊应用场景，使得提升其抗毁性对于提升军用通信网络在战时的安全性和有效性具有重要意义。因此，加强军用通信网络抗毁性的作战仿真研究，是提升军队信息化建设水平，推动军用通信网络不断发展的重要课题。以下是小编精心整理的《网络开销通信网论文 (精选3篇)》相关资料，欢迎阅读！

网络开销通信网论文 篇1：

一种基于能量均衡的水声通信网混合树路由算法

摘 要：水声通信网在军事、能源、自然灾害预防和处理等方面均具有巨大的应用潜力。针对当前水声通信网按需路由算法存在网络开销大、能量不均衡的问题，提出了旨在改善网络整体性能的HTREB算法。通过采用洪泛抑制与优先使用剩余能量均方差较大的节点进行路由查找，来减少控制分组的转发，并均衡节点能量。基于Opnet软件进行了仿真。结果表明，与现有按需路由算法相比，HTREB算法降低了网络开销8.08% ～ 29.32%、端到端平均能耗4.70% ～ 19.86%、平均端到端延时30.58% ～ 71.63%，延长了网络生存期29.61%以上。因此，HTREB算法明显改善了系统的整体性能。

关键词：水声通信网;路由算法;网络开销;能量均衡;链路权值

Key words： UACN; Hybrid-tree Routing Algorithm; Network Overhead; Energy Balance; Link Weight

0 引 言

水声通信网(UACN)是在一定水下区域内，通过固定或移动传感器节点获取水下信息，并对节点进行声学通信和组网，再以无线形式将信息传送到岸上控制中心的智能网络[1-2]。这是当前唯一可在水下进行远程信息传输的通信形式，且在军事、环境、能源、自然灾害防治等方面均已表现出良好的应用潜力，因此受到了普遍重视与高度关注[3]。同时，又随着物理层MIMO技术的日益成熟，近年来的水声网络也相应获得了长足的进步和可观的发展 [4-8]。

如今，UACN主要采用按需路由算法及其相应的改进算法。具体来说，文献[9]提出了无线自组网按需距离矢量(AODV)路由算法。该算法使用目的序列号来防止路由死循环。但是，AODV通过采用洪泛寻路和HELLO消息来维护路由，却造成了过多的控制开销。同时，还有文献[10]结合AODV算法和地理位置路由算法，提出了一种定向搜索(DSAODV)路由算法。该算法利用地理位置信息约束请求分组RREQ查找的范围，使得RREQ只在最优的路径方向上传播，从而减少了网络拥塞和路由开销，并提高了网络吞吐量。但是，DSAODV算法通过节点的位置信息和网络节点疏密来设定和计算转发角度，则需要水下定位技术的支持，因此限制了其应用。上述算法在广播寻路分组RREQ的过程中均使用了洪泛操作，导致了冗余开销。更重要的是，这些算法在建立路由时并未考虑节点能量的均衡，这就明显影响了算法的效率和网络的寿命。此外，文献[11]则提出了一种基于均衡网络业务的拓扑优化控制路由算法，综合考虑了节点的剩余能量、网络业务量和边缘路径条件，从而降低了节点的能量消耗，避免了网络节点过早死亡，进一步提升了网络吞吐量，而且也延长了网络寿命。但是，该算法选择剩余能量较多的节点来转发数据，而未考虑网络的平均剩余能量，因此上加重了某些节点的负载量，容易造成网络拥塞。基于此，又有文献[12]提出一种按需多播树路由算法(MAODV)，可以支持各种密切协作的应用业务，有效节省了带宽资源，且对于每一个数据分组均有着更好的整体控制和传输能力。但是，MAODV对于频繁变化的网络拓扑结构，其分组投递率将会下降;同时，节点通过全网广播加入多播树，也随即增加了网络开销。综合以上分析，本文拟提出旨在改善网络整体性能的一种基于能量均衡的混合树路由(HTREB)算法。通过建立混合树网络拓扑图，采用洪泛抑制，综合考虑平均剩余能量(优先使用剩余能量均方差较大的节点)来进行路由查找，由此而减少控制分组的转发，并均衡节点能量，以最终获得网络整体性能的提升。

1 网络模型

将水声网络抽象为数学模型：G=(V，L)有向图，其中，V表示所有节点的集合，且V={S}∪Vm;S表示水面网关Sink节点，Vm表示所有水声传感节点的集合，;所有无线水声对称双向传输链路的集合L={l1，l2，···，ln}，ln表示网络中第n条链路;具体地，链路的代价可以是链路长度(跳数)、数据传输的时延花费等。

1.1 能量模型

本文能量消耗模型[14]为：当节点A向与之相距的节点B发送k bit的信息时，A消耗的能量由两部分组成，分别是：发射电路损耗和功率放大损耗。即：

式中，表示节点发送k bit信息的发射电路损耗，表示功率放大损耗的距离阈值，则表示节点间的通信距离。若<，功率放大损耗以自由空间模型进行计算;若≥，则需依据多径衰减模型相应计算。另外，和分别表示自由空间模型、多径衰减模型功率放大器的能耗因子。而且，节点接收k bit信息所消耗能量为：

1.2 问题描述

网络中信息的发送、转发和接收均需要消耗节点的能量，因此，UACN网络路由算法将遵循如下准则来进行能量优化：减少不必要的开销，降低节点的能量消耗;均衡网络的能量消耗，避免部分节点过早死亡。但是，现有的UACN网络按需路由算法却存在两个问题，具体分析如下：

(1) 源节点广播RREQ以及中间节点转发无效RREQ，产生了大量冗余的RREQ信息，而这些冗余RREQ信息的收发增加了网络开销，进而增大了k值，就造成了节点的能耗加剧。

(2) 数据传送选路时没有考虑节点的剩余能量均方差因素。若当前节点没有足够的剩余能量，而仍承担转发数据的任务，就会因过度使用而造成电池提前耗尽，由此导致路径的断裂，影响网络通信。

1.3 能量均衡的混合树路由算法设计

针对UACN网络现有的按需路由算法在寻路开销和节点能耗等方面的不足，本文提出一种基于能量均衡的水声通信网混合树路由算法—HTREB。HTREB算法采用洪泛抑制的优化路由建立方式，减少部分控制分组的转发;而且使用节点距离和剩余能量均方差作为选路标准，进而达到能耗均衡效果。

1.3.1 HTREB算法描述

HTREB算法包含邻节点信息的收集与反馈，路由建立及数据转发两个阶段。下面给出每一阶段的具体实现过程。

(1) 邻节点信息的收集与反馈阶段

信息收集：节点定期向一跳范围内的节点发送HELLO分组，接收到HELLO分组的邻居节点获知其可视邻居区内节点的网络地址等信息。

② 信息反馈：节点向其父节点及节点与邻居节点深度最大的公共父节点反馈自己收集的可视邻居信息。

(2) 路由建立阶段

步骤1：当源节点有数据发送时，会首先查询路由表中是否缓存了到目的节点的有效路由。如果是，则使用此路由发送数据分组。否则，将转为步骤2，即源节点开始路由查找过程。

步骤2：源节点欲加入到多播组，则需查找多播路由表中是否可获得父节点信息。如果获得，则选择下一跳单播RREQ到父节点，否则，即向邻居节点及所在分支树的邻居节点的子节点多播RREQ请求分组。

步骤3：中间节点收到RREQ分组，执行以下过程：

① 判断该RREQ的序列号是否大于自己路由项中的序列号或者RREQ的跳数是否小于TTL(Time To Live)阈值。如果是，执行②，否则删除该RREQ分组。

② 若当前节点是源节点的邻树枝节点，则转步骤2处理该RREQ;若当前节点是源节点的子节点，则判断当前节点及其子节点是否有邻树枝节点。如果有，则向其多播RREQ，否则，删除该请求;若当前节点是目的节点的父节点或子节点，通过计算判断自己到目的节点的跳数加上RREQ中的TTL值是否小于TTL阈值。若是，就沿着树路由路径转发该请求直到目的节点，若不是，将删除该请求。

③ 若当前节点是源节点的父节点，但不是源节点和目的节点的公共父节点，也不是源节点和目的节点的最大深度公共父节点的子节点，则转步骤2处理该请求;而若当前节点是源节点和目的节点的最大深度公共父节点的子节点，即需判断当前节点是否有邻树枝节点或与源节点不同树枝的子节点。若为有，则向其多播该请求，否则，就删除该请求。

步骤4：源节点发送的RREQ请求到达目的节点时，如果RREQ历经的跳数未超过TTL阈值，则单播路由回复RREP至源节点。中间节点收到RREP后，更新RREP中相应字段的值，而后沿RREQ传播时建立的反向路径发送RREP给邻节点。源节点收到RREP后，存储链路权值、跳数等信息，完成正向路径的建立。

1.3.2 路由度量新指标—链路权值

在HTREB算法中，提出一种新的路由度量指标—链路权值(Link Weight)，用于在节点收到不同的路由响应时，优先选择距离更远、剩余能量均方差更大的节点参与路径建立。链路权值定义为：

式中，k1和k2是可变参数，k1+k2=1;di表示节点i与同树枝源节点之间的距离，dj表示节点j与不同树枝源节点之间的距离(0

2 仿真与分析

2.1仿真统计量

仿真统计量涉及网络开销、端到端平均能耗、网络生存期、数据分组平均端到端延时和分组投递率。其中，网络开销是网络中所有节点发送和转发的控制分组比特数和到达目的节点的数据分组比特数与目的节点成功接收的数据分组比特数的比值。端到端平均能耗将具体定义为网络中单个节点能耗与所有节点平均能耗的均方差值。而且，网络生存期即是网络的运行时间。当死亡节点的数量大于等于网络总节点数30%时，判定网络运行截止。在此，数据分组平均端到端延时就是网络中所有数据分组从源节点到达目的节点所消耗的时间与成功接收数据分组个数的比值。分组投递率则指网络中目的节点成功接收的数据分组数与源节点发送数据分组数的比值。

2.2 仿真参数设置

仿真实验使用OPNET 14.5作为软件平台，主要仿真参数设置如表1所示。本文采用由一个网关节点和若干个信息采集节点组成的UACN网络模型，网关节点在场景中心，传感器节点随机均匀分布在网关周围。水下节点物理层采用文献[13]设置的水声信道模型，定义节点的能量都是有限且均为10 J初始能量;当节点剩余能量低于0.5 J时，判定节点死亡;当网络中死亡节点数高于30%时，网络生存期结束。

2.3 仿真结果及分析

图1为网络开销比较，与AODV算法相比，HTREB算法能够有效减少网络开销8.08%(50节点数)～ 29.32%(110节点数);与MAODV算法相比，HTREB算法减少网络开销0.01%(50节点数)～ 20.76%(110节点数)。主要原因在于，

AODV算法节点存储的路由信息较少，通常使用广播RREQ的方式来进行路由查找以及周期地发送HELLO控制分组来维护路由，如此将导致网络开销过大;MAODV算法和HTREB算法通过发送RREQ路由请求或者查找邻居表来建立数据传输的多播树，避免了全网洪泛查询，同时又减少了控制分组的转发次数;且HTREB算法在寻路过程中利用路由跳数抑制RREQ的洪泛深度，通过相邻树枝的节点信息找到优化路径，减少RREQ的转发，从而进一步降低了网络开销，获得了更高效率。

图2为端到端平均能耗比较。与AODV和MAODV算法相比，HTREB算法降低端到端平均能耗分别为4.70%(50节点数)～ 19.86%(140节点数)，2.50%(50节点数)～ 15.53%(140节点数)，说明HTREB算法节点的能耗偏离网络平均能耗的程度更小，能量消耗也更为均衡。主要原因在于，AODV算法中，部分中间节点转发数据分组较多，节点能耗偏大，而某些通信量较小的节点，能量消耗将会偏小。因而导致网络中节点能耗速率不均衡，端到端平均能耗较大;MAODV算法则通过建立的树路由限制RREQ的洪泛，减少了网络中冗余的RREQ转发，但在寻路时因未考虑节点当前剩余能量，而过度使用剩余能量均方差较小的节点转发数据分组，另有些剩余能量均方差较大的节点却较少地转发数据分组，由此导致网络中节点能耗不均衡;相应地，HTREB算法即使用链路权值较小的节点作为下一跳，减轻了距离近的“热区”节点的数据分组转发任务，且使其能量消耗速率得到缓解，这就避免了剩余能量均方差较小的节点过早死亡，从而均衡了网络节点能耗;同时，又采用了短跳代替长跳传送分组，节点耗能减少，端到端平均能耗也随即更小。

网络生存期的仿真结果如图3所示。图3显示，与AODV和MAODV算法相比，HTREB算法至少能够延长网络生存期分别为29.61%(20节点数)，11.52%(20节点数)。这是因为在AODV算法中，数据分组经常沿着某一条路径到达目的节点，造成部分节点承担较大的负荷量，消耗能量更多，节点死亡就越快;而MAODV算法则广播RREQ分组寻找最短路径生成多播树，并沿树路径发送数据分组。但是MAODV在建路时却未考虑节点当前剩余能量，若剩余能量均方差小的节点继续转发数据，则会加速节点的死亡，甚至网络拓扑的分裂;另外的HTREB算法源节点比较不同路径的链路权值，选择距离远、剩余能量均方差较大的节点，即权值较小的路径建立路由，因而延缓了负荷重的节点死亡，使网络中节点能耗更佳均衡，藉此延长了网络生存期。

数据分组平均端到端延时的仿真结果如图4所示。在图4中，与AODV算法相比，HTREB算法能够有效降低分组平均端到端延时30.58%(110节点数)～ 71.63%(20节点数);与MAODV算法相比，HTREB算法分组平均端到端延时降低1.47%(50节点数)～ 16.75%(20节点数)。主要原因在于，当一条链路断裂，AODV算法需要重新发送RREQ查找路由，且数据分组总是沿着单播路由进行转发、直至到达目的节点，当网络通信业务增大时，容易引起信道冲突，并增加延时;MAODV算法则是通过RREQ分组寻路建立多播树，限制了RREQ的转发次数，因而利于数据分组在树路由节点上的快速传送，并使得时延获得了有效降低;而HTREB算法却借助相邻树枝节点信息进行RREQ寻路，缩短了路由建立时间。且HTREB优先选择链路权值较小的节点进行分组传送，如此既平均了业务流量，又避免了网络拥塞，进而使得分组平均端到端时延进一步减少。

3 结束语

本文提出的HTREB路由算法，采用树路由的单、多播代替广播，限制RREQ分组的转发，并利用邻居节点信息建立路由，在一定程度上减少了网络开销;同时，综合节点的距离和剩余能量均方差两种因素形成链路权值，且将其引入路由参照标准，由此实现节点能量均衡。具体到理论分析及仿真结果即都表明，与AODV和MAODV算法相比较而言，HTREB算法在网络开销，端到端平均能耗，网络生存期和平均端到端延时等方面的性能均已得到了有效改善，因而获得了较为理想的现实研究效果。

参考文献：

[1]AKYILDIZ I F， POMPILI D， MELODIA T. Challenges for efficient communication in underwater acoustic sensor networks[J]. ACM Sigbed Review， 2004， 1(2)： 3-8.

[2]OTHMAN A K， WAN Z A W A， ZEN H， et al. Performance evaluation for network set up and nodes discovery protocol in underwater grid topology networks[C]//Information and Telecommunication Technologies (APSITT)， Kuching， 2010.Piscataway： IEEE， 2010： 1-6.

[3]CUI J H， KONG J， GERLA M， et al. The challenges of building mobile underwater wireless networks for aquatic applications[J]. IEEE Network， 2006， 20(3)： 12-18.

[4]HOU J Y. Mobile Ad Hoc Network of simulation framework based on OPNET[C]//Computer， Mechatronics， Control and Electronic Engineering (CMCE)， Changchun， 2010. Piscataway： IEEE， 2010： 132-135.

[5]REHAN K， QIAO G. A survey of underwater acoustic communication and networking techniques[J]. Research Journal of Applied Sciences， 2013， 5(3)： 778-789.

[6]WANG P， ZHANG X. Energy-efficient relay selection for QoS provisioning in MIMO-based underwater acoustic cooperative wireless sensor networks[C]//Information Sciences and Systems (CISS)， Baltimore， 2013. Washington： IEEE， 2013： 1-6.

[7]REAL G， BEAUJEAN P P， BOUVET P J. MIMO underwater acoustic communications in ports and shallow waters at very high frequency[J]. Journal of Sensor and Actuator Networks， 2013， 2(4)， 700-716.

[8]LI S， WANG W， ZHANG J. Efficient deployment surface area for underwater wireless sensor networks[C]//Cloud Computing and Intelligent Systems (CCIS)， Hangzhou， 2012. Washington： IEEE， 2012： 1083-1086.

[9]GOMEZ C， CATALAN M， MANTECON X， et al. Evaluating performance of real ad-hoc networks using AODV with hello message mechanism for maintaining local connectivity[C]//Personal， Indoor and Mobile Radio Communications (PIMRC)， Berlin， 2005. Piscataway： IEEE， 2005： 1327-1331.

[10]刘旬， 李宇， 张春华， 等. 水声通信网络定向搜索 AODV 协议研究[J]. 应用声学， 2010， 29(6)： 458-465.

[11]FU W， LI D， CHEN J， et al. Topology optimization control with balanced energy and load in underwater Acoustic Sensor Networks[J]. International Journal on Smart Sensing & Intelligent Systems， 2011， 4(1)： 138-159.

[12]SHURDI O， MIHO R， KAMO B， et al. Performance analysis of multicast routing protocols MAODV， ODMRP and ADMR for MANETs[C]//Network-Based Information Systems (NBIS)， Tirana， 2011. Piscataway： IEEE， 2011： 596-601.

[13]WANG C， FANG Y. Channel model simulation for underwater acoustic sensor networks using OPNET[C]//Communication Technology (ICCT)， Nanjing， 2010. Piscataway： IEEE， 2010： 141-144.

[14]LIU Z X， ZHENG Q C， XUE L， et al. Energy and node degree synthesized clustering algorithm for Wireless Sensor Networks[J]. Journal of Software， 2009， 20(sup)： 250-256.

作者：谭盛彪　彭凌峰

网络开销通信网论文 篇2：

军用通信网络中抗毁性的作战仿真分析

【摘要】 随着计算机技术和通信技术的迅猛发展，我国的军用通信网络建设日新月异，为国防和军队的现代化发展提供了强有力的技术支撑。军用通信网络的特殊应用场景，使得提升其抗毁性对于提升军用通信网络在战时的安全性和有效性具有重要意义。因此，加强军用通信网络抗毁性的作战仿真研究，是提升军队信息化建设水平，推动军用通信网络不断发展的重要课题。

【关键词】 通信网络 军用 抗毁性 作战仿真

随着现代科学技术的发展进步，军用通信网络已成为战场指挥和情报搜集与传输的主要手段，其在当今世界各国军队建设中的地位愈加重要。同时，为了掌握军队在实战过程中的主导权，对军用通信网络的控制和破坏，业已成为当前军队对抗过程中的重要手段，通信网络系统和信息传输媒介成为了战时的主要打击和破坏对象。为了保障通信网络的安全性和有效性，掌握军队在对抗过程中的战争主导权，进行军用通信网络抗毁性的作战仿真分析研究，对于军队的现代化建设和打赢信息化战争具有重要意义。

一、军用通信网络抗毁性的含义

在当前的军队指挥和实际演练中，主要是采用信息化手段对敌情进行搜集与传输，并根据掌握的信息情报辅助战场决策。同时，现代战争中，战争方式愈发呈现多样化特点，军用通信网络的建设，不仅是情报搜集和战场决策的重要依据，也是军队指挥、资源调配的重要手段。当军用通信网络遭到自然或人为破坏时，其各组成部分必须能够迅速恢复工作性能，以确保军事行动的顺利进行，军用通信网络的抗毁性即是对这种自我恢复和抗破坏能力的表示。由于现代军用通信网络的构成日趋复杂，各个环节的網络组成部分和通信媒介的抗破坏能力与自我修复能力成为衡量军用通信网络建设水平和军队作战能力的重要指标。

二、影响军用通信网络抗毁性的可能因素

2.1 战场因素

军用通信网络由于其特殊的使用场景和使用时机，在实际应用过程中，最主要的影响因素便是来自敌对方的攻击。随着科技的进步，当今的战争方式早已不局限于作战人员和武器装备的直接对抗，对通信网络的攻击，成为有效破坏敌方指挥系统和通信能力的重要手段。在现代战场上，由于情报的传输和武器装备的控制都需要军用通信网络来完成，而信息传输过程中的信号发射会暴露通信网络的位置坐标，给敌方提供打击目标。同时，针对现代战争的信息化特点，大量高精尖的信息战武器被研制出来，成为专门摧毁军用通信网络的杀手锏，而一旦通信网络遭到破坏，很难于短时间内恢复正常，以致对军事行动产生致命影响。

2.2 系统设备因素

通信网络的建设需要安装配置大量的电子元器件、精密仪器以及软硬件设施，这些元器件和仪器设施在长时间的使用过程中，性能将逐渐下降，且由于自然地理条件等因素的影响，设备稳定性也将逐渐降低，这将导致军用通信网络整体抗毁能力的下降。

2.3 人为和自然因素

军用通信网络的建设涵盖了大量高精尖的技术产品，其各组成部分具有高度关联性。在实际运行过程中，人为操作不当或者失误，都会导致整个通信系统受到影响，而故障发生后，则需要漫长的系统恢复时间。自然灾害会造成通信网络和系统组件的器质性破坏，而软件系统和硬件设施一旦受到破坏，就会令整个军用通信网络丧失部分或全部战斗力。

三、军用通信网络中抗毁性的作战仿真分析

3.1 基于干线节点密度变化的抗毁性分析

干线节点是战场上的通信枢纽，是确保指挥流与信息流相隔离的重要基础。在军用通信网络的建设过程中，干线节点的密度越高，整个网络在作战区域的信息传输效率就越高，但这也给敌方的摧毁和破坏行动制造了更加密集的目标群。剩余有效干线节点密度和失效干线节点密度变化等指标，是评估军用通信网络抗毁能力的重要依据。

3.2 基于网络连通性的抗毁性分析

军用通信网络是由许多系统设施和软硬件设备组合而成的，而这些设施与设备，其自身也存在安全性和可靠性的问题。在进行通信网络的抗毁性评价时，节点连通度、链路或边连通度和网络平均连通度等参数，都是判断通信网络抗毁能力的重要指标。

3.3 基于网络流量变化的抗毁性分析

网络的作用就是将业务流从源端传送至宿端。为了充分利用网络资源，应合理分配流量，以使从源到宿的流量尽可能大，从而减少传输开销。流量分配的优劣将直接关系到网络的使用效率和抗毁性。通过分析最大容量路集的变化、流经各转接节点(含干线节点)的最大流变化、最佳流或最小代价流的变化情况等，可进行基于网络流量的抗毁性分析。

四、结语

随着军队信息化的建设发展，我军已构建起了有效的军用通信网络体系。针对可能出现的影响军用通信网络抗毁性的各种因素，科学分析抗毁性指标，研究改善其战时抗毁性的措施和方法，不断加强军用通信网络的抗毁性建设，对于提升我国军队信息化、现代化水平具有极其重要的意义。

参 考 文 献

[1]杨志才， 裘杭萍， 雷智朋 ，彦杰.军事通信网抗毁性研究[J].军事通信技术，2014，35(1)：31-36

[2]金正宇，张剑.军用通信网系统可靠性分析与评估[J].电子产品可靠性与环境试验，2012，30(3)：19-22

作者：李旭

网络开销通信网论文 篇3：

智能变电站通信网络技术的应用及发展研究

【摘要】在智能电网建设中，智能变电站作为其中的重要内容之一，在一定程度上与我国电网智能化的实现有着密不可分的联系。因此，本文在分析了当前系统通信网络的现状之后，提出具体的解决优化措施，以期为智能变电站通信网络水平的提高提供一些帮助。

【关键词】智能变电站;通信网络

随着我国社会主义市场经济的不断发展，对电力的需求也越来越大，这在一定程度上给我国的智能电网建设带来了新的挑战。智能变电站作为智能电网用电、输电、调度以及配电等各个环节信息交互的重要支撑点，在电网的正常运行中发挥着极其重要的作用。

但是，从当前智能变电站通信网络系统的使用现状来看，还存在着诸多的问题，因此，进一步加强智能变电站通信网络技术的应用研究，对我国电网智能化的实现有着极其重要的意义。

一、智能变电站通信网络系统现状

一般来说，在电力通信网中，变电站作为通信的重要节点之一，在一定程度上与电力通信网的安全稳定运行有着密不可分的联系。在实际工作中，我们以覆盖范围为主要依据，将电力通信网分为两个部分，分别是骨干通信网和中低压通信网。

(一)骨干通信网

所谓骨干通信网，主要指的是在电力通信网中，由省、跨区、县以及区域4级通信网构成的，覆盖的范围主要为110(66)kV及以上电压的一个调度机构。随着我国社会主义市场经济的不断发展，国家也进一步加快了电网的建设脚步，从当前我国电缆的使用现状来看，总长度已经达到59.24万km。随着我国城市化进程的进一步推进，人们生活水平的逐渐提高，在给通信系统带来发展机遇的同时，也带来了新的挑战。当前，我国1、2、3级通信系统的传输率逐渐朝着2.5Gbit/s和10Gbit/s方向发展，在一些地区已经在逐渐开始使用波分复用技术，并且随着现代科学技术的不断发展，这一技术将被得到广泛地推广和使用。但是在国家经济快速发展的这一形势下，在承载超大容量数据方面，骨干网已经暴露出诸多的缺陷和不足。

(二)中低压接入网

所谓中低压接入网，主要指的是在电力通信网中，覆盖的范围主要为110(66)kV以下的用户、营业网以及场站的一个调度机构。一般来说，在中低压接入网中，主要有以下两个方面需要注意：

(1)配电通信网在正常运行的过程中，主要适用于中压电力线载波、配电自动化、无线公网以及多采用光纤专网等各种通信方式;

(2)而用电通信网在正常运行的过程中，通常会涉及到采集用电信息的业务，远程通道主要采用光纤网、无线公网以及无线专网等方式，而本地通道则主要采用短距离无线、RS—485以及电力线通信等各种方式。从当前中低压接入网的使用现状来看，由于具有耗费资金多、覆盖面广以及点多的特点，在智能电网的建设中，一直缺乏一套有效的管理模式，在一定程度上严重阻碍了电力通信网的正常建设。

二、智能变电站通信网络技术的应用研究

(一)中低压接入网通信技术应用研究

由于中低压接入网具有位置分散、覆盖面广以及点多的特点，所以在对通信技术进行研究时，可以从以下两个方面入手：

(1)中低压接入网通信技术。从当前我国中低压接入网通信技术的运用现状来看，主要有PON技术、TD-LTE技术以及PLC技术三种，在实际工作中，PLC技术被得到广泛地推广和运用。在电力系统中，PLC技术作为特有的一种通信方式，主要是将电力线缆作为中间媒介，运用载波方式，对数据和语音信号进行传输。由于PLC技术具有性能高、操作简单的特点，所以在智能电网建设中被得到大量应用。对于中低压电力线载波而言，在电网运行的过程中，主要负责提供相应地传输数据通道，确保数据传输的畅通无阻。从当前我国宽带电力线通信的应用现状来看，主要运用信道估计、卷积编码以及交频分复用等诸多技术，可以满足电力线信道的基本要求，在一定程度上可以为通信宽带的合理性和可靠性提供有效的保障;

(2)接入网组网方案。一般来说，在配电通信网中，配网自动化在区域的覆盖上相对较广，其中有环网柜、开关、配电室以及开闭所等多个站点，所以在实际的工作中，可以将PON技术运用在通信网中，这样一来，一方面可以确保系统的安全稳定运行，另一方面可以为通信网络的可靠性和安全性提供有效地保障。

(二)骨干通信网技术应用研究

在电力通信网中，骨干通信网发挥着极其重要的作用，所以，在进行骨干通信网技术应用研究时，可以从以下两个方面入手：

(1)骨干网通信技术。从当前我国骨干网通信技术的应用现状来看，主要有两种技术，分别是PTN技术和ONT技术，一般来说，在实际的工作中，ONT技术被得到广泛地推广和运用。所谓ONT技术，主要指的是光传送网的一种技术，将WDN技术作为基本前提，在电力通信网运行的过程中，采用开销处理的方式，为SDH的维护管理能力和保护能力提供了有效地保障。对于ONT技术而言，主要构成因素是电层和光层，并且电层和光层网络自身都具备较好的管理、监控能力，相比较其它网络因素而言，具有较好的生存性，并且随着现代科学技术的不断发展，ONT技术已经具备一定的OAM功能，在电力通信网运行的过程中，ONT技术可以进行实时监测，一旦发生故障，就可以启动相应地自动报警机制，从而确保整个电力通信网的正常稳定运行。除此之外，ONT作为新型的一种组网技术，相比较DWDM、MSTP以及SDH技术而言，具有诸多的优势，比如管理维护能力较强、传输快以及信号强等，在一定程度上可以有效提高电力通信网的保护和组网能力;

(2)骨干组网方案。对于骨干通信网而言，由于不同通信技术之间存在着一定的差异性，所以组网方案也存在着区别。ONT技术作为光传网的一种全新技术，相比较现有的传输技术而言，不仅具备DWDM和SDH技术的优势，在经过不断地改进和创新之后，不仅在实际的操作更加简洁、方便，还可以对容量较大的数据进行无障碍传输，所以在智能电网建设中被得到广泛地推广和运用。从当前我国电力骨干通信网的使用现状来看，在进行组网建设时，从适用性和功能性的角度出发，可以采用PTN+OTN+SDH这一组合方式。这样一来，在实际的工作中，就可以满足不同业务的实际需求。比如，在电力骨干通信网中，对于时延要求较高的业务，SDH技术所具有的优势就可以满足这一业务需求;在骨干通信网的4级覆盖范围中，就可以运用PTN这一技术，在灵活接入各个地区小量业务的同时，还可以充分发挥对业务进行收敛和汇聚的功能，全方位处理系统中的各个业务;在骨干通信网的1、2、3级覆盖范围中，可以运用ONT技术，有效解决IP业务中的宽带传输和距离问题。对于骨干通信网而言，采用这种层次分明的组网方式，一方面可以充分发挥各项技术的优势，很好地解决各个客户的问题，另一方面还能有效提高系统的灵活调度和传输能力，在一定程度上可以实现电力通信骨干传输网的合理化、科学化以及高效化。

三、结束语

总而言之，电力作为我国支柱能源之一，智能电网的建设在一定程度上与我国经济发展和社会进步有着密不可分的联系。因此，在进行智能电网建设时，一定要进一步加强变电站通信网络技术的应用研究，积极引进先进的技术，不断对技术进行改进和创新，严格按照要求，认真做好各个环节的建设工作，只有这样，才能有效提高智能变电站通信网络服务水平，从而推动电网智能化的早日实现。

参考文献

[1]辛培哲，李隽，王玉东等.智能配、用电网通信技术及组网方案[J].电力建设，2011(1)：22-26.

[2]李祥珍，齐淑清.电力线通信(PLC)技术的应用及未来[R].北京：中国电力科学研究院，2003(3)：12-16.

作者：张大淼