接入选择（精选7篇）
接入选择 篇1
一、引言
集团客户专线是运营商利用自己的通信网络资源, 为集团客户提供高质量的专用传输通道, 可实现多种速率的带宽和多种类型的接口, 满足其访问互联网或者各分支机构之间的业务传送需求。根据集客业务的不同特点和安全级别要求可采用不同的技术来进行接入。
二、专线接入技术
2.1SDH/MSTP
SDH/MSTP是可以对多种速率信号进行同步信息传输、复用、分插和交叉连接的一种技术, 目前广泛应用于接入网中。可接入各种TDM、以太网接口的业务, 具有很好的保护、时延、抖动、Qo S等性能。主要承载E1、FE等小颗粒业务, 并逐级映射为VC4后进行交叉调度。SDH/MSTP缺点也比较明显, 带宽分配不够灵活、承载以太网业务的带宽利用率较低、大颗粒业务承载能力不足、接入成本相对较高[1]。
2.2PTN
PTN从技术原理上来看, 与SDH/MSTP在一些特性上很类似, 包括高可用性和可靠性、高效的带宽管理机制和流量工程、便捷的OAM和网管、丰富的接口、较高的安全性等。
在此基础上, PTN技术一种基于分组交换的、面向连接的多业务承载技术, 完成了与IP/MPLS多种方式的互连互通, 可无缝承载核心IP业务。PTN提供了更加适合于IP业务特性的弹性传输管道, 能够更加有效地传递分组业务[2]。在安全性方面, PTN具备电信级的OAM, 可以快速完成点对点连接通道的保护切换, 进行端到端的Qo S保证, 从而实现高效的网络保护。同时, PTN可实现带宽共享及端口速率动态调整, 采用统计复用的方法进行业务传送, 网络承载效率远远高于SDH/MSTP。
2.3MSAP
MSAP技术以SDH技术为基础, 采用GFP、VCAT和LCAS等技术, 融合以太网交换和ATM交换技术, 提升了接入网的组网能力和设备的集成度, 实现了TDM、以太网和ATM业务的综合传输, 降低了网络建设和维护的成本[3]。MSAP可提供V.35、E1、Ethernet等多种接口, 支持N*2M、155M/622M以及FE/GE等多速率的业务处理。MSAP设备采用了双核心的设计理念, 在局端可直接与MSTP及PTN设备对接, 因此MSAP技术可作为接入承载网中的一种有效补充手段。
2.4PON
PON是一种点到多点的光纤接入技术。PON网络由局端的光线路终端OLT、用户端的光网络单元ONU及光分配网络ODN组成。局端至用户端的数据由OLT以广播的方式通过ODN中的无源光分配器传送到ONU, 用户端至局端的数据通过接入协议使来自每个ONU的信息互不干扰地通过ODN中的无源光合路器耦合到同一根光纤并传送到OLT[4]。PON技术可以高效地分配共享带宽并降低建设的成本, 但ONU至OLT的传送距离受限, 网络也缺乏可靠的保护。
2.5光纤直驱
光纤直驱即利用裸光纤进行传输。通过本地光缆网, 经过光缆交接箱或基站机房进行光纤跳接, 将用户端以太网设备的光口以点对点的方式与局端城域网汇聚设备的光口直接互连, 完成接入。相对PON技术, 光纤直驱可实现更远距离的传送, 但随着用户数量的增加, 占用光纤的资源也越多。同时, 裸光纤的传送网络也缺乏有效的保障。
三、接入技术选择
选择集团客户专线的接入方式, 应从业务类型、带宽需求和安全性要求这三方面综合考虑。集团客户专线从业务类型上主要分为互联网专线和数据专线。
3.1互联网专线
互联网专线是指客户通过租用专线接入到互联网的业务。主要用于宽带上网、信息发布、办公OA、电子商务等。相对而言, 互联网专线对安全性要求稍低, 但带宽需求范围更大。
从技术特性、网络容量、安全机制等方面考虑, PTN在承载IP业务方面具有一定优势。互联网专线中, 对安全性和带宽要求比较高的客户更适合采用PTN来接入。对于品质需求较低的互联网专线, 可采用PON、MSAP或光纤直驱的接入方式。其中, 在汇聚层数据设备端口丰富且光纤资源丰富的区域可选择光纤直驱;在光纤资源紧张且业务较为密集的区域可以选择PON技术, 充分提高接入效率。而MSAP因其技术特性, 可在汇聚层与PTN对接, 作为PTN网络的末端延伸来使用可节省网络建设投资。至于SDH/MSTP网络, 目前已承载过多业务, 而且各运营商已逐步停止扩建与升级, 在接入方式日趋多样化的未来不再适合用于互联网专线。互联网专线接入技术选择如表1所示:
在此基础上, 建议主要采用PTN和PON的接入方式, 光纤直驱可作为高带宽互联网专线的备选方案, MSAP可作为低带宽互联网专线的备选方案。
3.2数据专线
数据专线是为客户提供透明的数据传输通道, 用于客户点对点或点对多点间的通信。
数据专线客户主要为政府机构、行业客户和企业客户。政府机构内部专网的应用较多, 如党政专网、工商、税务系统内部网络等, 此类客户对网络的稳定性要求较高, 对带宽不敏感。行业客户主要为银行等金融机构, 此类客户对网络的安全性要求很高, 随着其业务量的发展, 对带宽的要求也在日渐增长。企业客户专线主要用于各分支机构间的办公网络互连, 对带宽有一定要求, 而对网络安全性要求不高。
在对安全性要求较高的重要客户中, PTN技术应作为主要接入方式。但对部分明确提出要求的银行客户则只能提供MSTP接入, 因MSTP网络容量较为紧张, 在传送大颗粒业务时会存在一定困难, 可通过两网对接的方式来解决问题。即在用户端用MSTP接入, 在汇聚层通过MSTP与PTN设备的GE端口进行对接, 将业务在两网间转移, 由PTN网络来承载。此外, 拥有较多分支机构的企业客户总点也应采用PTN技术来接入。
重要集团客户的中心点均应采用物理双路由的方式接入到城域传送网汇聚层环路, 以确保安全性。如图1所示。
MSAP在数据专线中的应用与在互联网专线中类似, 也是从投资角度考虑, 可作为PTN网络的延伸而使用在客户端于安全性要求相对较低但对带宽有一定需求的数据专线, 可以采用PON来解决接入。例如城市视频监控项目, PON技术符合视频监控高带宽、高质量、高稳定性和多场景海量接入的需求, PON的无源特性也使得网络扩展性更强, 覆盖范围更广。
光纤直趋安全性较差, 大量接入客户时耗费资源较多, 不适合用于数据专线的组网中。数据专线接入技术选择如表2所示:
四、结束语
随着经济的飞速发展, 各种数据业务的大量普及, 集团客户对运营商的传送网也提出了更高的要求。在选择专线接入的具体技术时, 要综合考虑客户的详细需求和侧重点, 同时应充分利用现网资源, 采用更高效、经济和灵活的方案。
摘要：本文介绍了集团客户专线的主要接入方式, 并从客户业务的需求和传送技术的特点出发, 探讨了在具体应用时接入技术的选择策略。
关键词：集团客户,专线,接入技术
参考文献
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接入选择 篇2
随着无线 接入技术 的飞速发 展 , 各种各样 的通信技 术已随处 可见 , 例如WLAN、IEEE802.16、Wi MAX、 蓝牙等 。 网络也由2G发展到3G、B3G、4G, 正在向5G发展 。 因此异构 必然成为 未来无线 网络发展 的趋势 , 同时 , 随着芯片 集成技术 等相关技 术的发展 , 也使得终 端用户具 备接入多 个网络的 能力 。
在异构环 境下 , 当终端用 户发起接 入时 , 很明显与 单一网络 覆盖的接 入情况有 显著区别 , 这是因为 终端用户 首先将面 临接入选 择问题 , 而单一网 络覆盖的 情况下是 不需要考 虑的 。 同时 , 网络侧也 将面临接 入控制问 题 , 同样是因 为在异构 无线环境 下 , 终端用户 能够选择 不同的无 线网络接 入 , 而选择接 入不同的 无线网络 , 终端用户 所获得的 体验完全 不同 。 如果网络 选择不合 理 , 不仅影响 终端的用 户体验 , 还会影响 到整个异 构无线网 络的资源 利用率 。 针对在这 种多终端 、多网络共 存的背景 下 , 每个终端 用户如何 选择最合 适的网络 接入这一 问题 , 已展开了 相关研究 。
文献[1]提出了一 种异构环 境下动态 网络负载 架构 , 重点分析 了此架构 下终端用 户接入网 络的流程 , 并进行了 详细说明 , 但在接入 中进行分 配用户时 , 只考虑用 户的带宽 请求和信 号强度两 个参量 , 对于其他 一些影响 因素 , 如Qo E等参量并 没有过多 考虑 。 文献[2]提出了一 种基于希 尔伯特空 间向量范 数的网络 选择算法 , 该策略通 过利用向 量间的几 何关系来 选择与用 户需求最 优的网络 , 并通过构 建一个 “容忍空间 ”来控制用 户是否接 入新网络 。 该算法在 控制垂直 切换频率 方面具有 很好的有 效性 , 但该算法 很有可能 造成多个 终端用户 选择到同 一个条件很好的网络, 造成该网络负载过重的问题。 文献[3]则是结合 基于模糊 综合评价 法和层次 分析方法 所提出的 一种网络 选择算法 , 主要通过 隶属度来 选择最优 网络 , 使得异构 环境下各 个网络达 到负载均 衡 。 除了网络 选择算法以外, 也有通过其他方法达到负载均衡的, 文献[4-5] 就分别通 过能量控 制和编码 控制来满 足各个网 络间的负 载均衡 。
同时 , 对终端侧 用户来说 , 在接入选 择过程中 , 也存在各 种判决指 标 , 它们对最 终选择结 果也存在 不同程度 的影响 。 例如信号 强度 , 候选网络 的信号强 度越好 , 则越有可 能被用户 选为接入 网络 , 而另一方 面针对成 本这样的 判决指标 , 如果候选 网络的服 务费用越 高 , 则终端用 户越有可 能拒绝接 入 。 事实上 , 在异构无 线环境下 , 接入选择 的决策过 程可以根 据具体情 况采用不 同的决策 方法[6], 例如模糊 函数法[7]、层次分析 法 (AHP) [8,9]。 目前在很 多文献中 通过AHP方法来为 多个不同 的判决指 标确定权 重因子 , 然后利用 权重以及 相关的算 法得到最 终接入的 网络 , 但是由AHP方法给出 的权重因 子 , 其本身也 存在着一 定的主观 性 。
为了使得 决策结果 更加客观 准确 , 本文通过 采用修正 的AHP方法得到 权重因子 , 结合终端 用户自身 需求 , 巧妙地利 用向量间 的距离关 系得到一 个终端用 户可接受 的备选网 络集 , 网络侧在 终端用户 的备选网 络集中 , 按其业务 的优先级 顺序并同 时考虑各 个网络的 负载情况 为终端用 户选择合 适的网络 , 将终端用 户分配到 合适的网 络 。
1模型描述
图1描述了异 构无线场 景 , 在此场景 下 , 终端用户 已具备可 以连接入 多个无线 网络的能 力 。 同时在异 构网络中 采用集中 式管理策 略 , 增加了联 合无线资 源管理 ( Common Radio Resource Management , CRRM ) 模块[10], 其主要功 能是用来 协调各个 网络的相 关资源 , 同时对所 有申请接 入的终端 用户进行 联合接入 控制 。
针对图1, 每个网络 的无线资 源管理 (Radio Resource Management , RRM ) 实体不仅 要执行原 有网络中 的任务 , 而且还需 要把本网 络的资源 负载情况 以及相关 信息上报CRRM, 由CRRM实体结合 终端用户 和各个网 络的相关 信息来进 行决策判 断 , 判断是否 允许终端 用户的接 入请求以 及接入到 哪个网络 , 最终决策 结果将返 回给相关 的RRM实体 , 由该RRM实体执行 决策内容 。
2方法描述
当多个终 端用户同 时发起接 入请求时 , 第一步首 先解决终 端用户接 入的问题 , 即接入选 择问题 。 每个终端 用户根据 自己的体 验 、需求及各 个网络的 情况选择 出可接入 的网络集 合 。 第二步解 决终端用 户最终接 入的问题 , 即接纳控 制问题 。 由网络侧 根据各个 网络的情 况以及终 端用户的 备选网络 集将其分 配到合适 的网络中 。
因为异构 场景中存 在多个终 端用户和 多个网络 , 假设网络 的个数为t, 发起接入 请求的终 端用户个 数为u。 方法具体 过程如下 :
( 1 ) 终端用户 根据自身 需求和网 络情况得 出备选网 络 。 例如 :误码率 、信号强度 、网络计费 、网络时延 等 , 这些参量 可根据实 际情况选 择作为用 户的需求 和网络情 况 。
首先假设 向量其中 , 中的元素可表示误 码率 、 网络时延 等 , 向量中每个元 素的权重 通过AHP方法获得 , W= (w1, w2, …wm) 。 本文采用 向量范数 来表示用 户的目标 函数L[2]:
对式 (1) 求对数 , 得 :
为了得到 向量中的 元素对目 标函数的 影响 , 假设式 ( 3 ) 中的yn为连续变 量 , 求偏导 , 从而得到 :
整理得 :
对式 (4) , 根据微分 概念用 △ 表示变化 量后得 :
从式 (5) 可以得出 , 的变化对 △L的影响的 定量描述 。
事实上 , 每个网络 所能提供 的服务与 终端用户 的目标存 在一定差 距 , 当然这种 差距很明 显不能超 过终端用户的最大 容忍度 。 令为终端用 户的目标向量 , Y = (y1, y2, … , ym) 为网络的 实际向量 , 向量中的 元素代表 误码率 、 网络计费 、 时延等 。 △D ={△d1, △d1, … , △dm} 为终端用 户的最大 容忍度 , 其中 , △dn表示向量 元素 △D中第n个元素的 最大容忍 度 。 结合以上 分析 , 则当时 , 表示用户 拒绝接入 该网络 , 分别为网络的实际向量Y和终端用户目标向量中第n个元素。
同时对于 式 (5) , 令因此 , 在由AHP方法给出的权 重因子向 量W后 , 为了排除 主观因素 , 增加所得结果的 客观性 , 需要对向 量W进行修正 , 得到修正 后的权重因 子如下 :
对第i (1<i≤u) 个终端用 户来说 , 在实际情 况中 , 其目标向 量Yi和最大容 忍度Di是确定的 。
则第i个终端对 第j (1<j≤t) 个网络的 不满意度 为 :
因为P为终端用 户对该网 络的不满 意度 , 所以P越大则表 示该用户 对该网络 的不满意 度越大 , 反之P越小则对 该网络的 不满意度 越小 。 因此对第i个终端用 户 , 当Pij≤Di, 表示第j个网络可 作为终端 用户接入 的网络 , 加入备选 接入网络 集合 。 当Pij> Di, 则表示第i个终端用 户拒绝接 入第j个网络 。
对第i个终端用 户 , 当判断完 异构场景 下所有网 络后 , 便可得到 此用户的 可接入备 选网络集 。
( 2 ) 当网络侧 得到每个 终端用户 备选的接 入网络集 合后 , 并不会立 刻把终端 用户分配 到网络中 去 , 因为在不 考虑网络 侧条件的 情况下 , 有可能某 个网络的 条件特别 好 , 而最后所 有终端用 户都选择 接入这个 网络 , 造成此网 络的拥塞 。 因此对用 户来说最 好的网络 , 从网络侧 角度出发 并不一定 是最适合 的网络 。 本文从负 载均衡的 角度出发 , 结合终端 用户的需 求 , 按照业务 优先级顺 序来分配 接入的终 端用户 。
假设终端 用户集合 为U= (u1, u2, … , ui, … , uu) , 在集合中 每个终端 用户需要 的带宽为BU= (Bu1, Bu2, … , Buu) , 同时定义每个网络剩余的带宽为BN= (BN1, BN2, … , BNt) 。
当CRRM得到用户 的备选接 入网络集 以及各个 网络的不 满意度后 , 考虑到终 端用户的Qo S, 网络侧按 照终端用 户的业务 优先级顺 序进行分 配 。 例如 :终端用户i的业务优 先级最高 , 则网络侧 对此终端 用户首先 分配 。
本文从剩 余资源的 角度出发 进行考虑 , 具体算法 如下 :
首先得到一个所有网络的平均资源剩余率, 记为Q:
对终端用 户i, 假设备选 接入网络 总个数为j个 , 则它对第j个网络的 资源占有 率为且BNj> Bui。 要满足网络间 的负载均 衡 , 即取最小值 。 代入Q , 得式 (10) :
如果式 (10) 在第j个网络得 到最小值 , 则CRRM实体将终 端用户i分配到第j个网络 。 当用户i分配到网 络j后 , 网络侧会 对该网络 的资源进 行更新 , 该网络剩 余的带宽 更新为BNj- Bui, 同时 , 网络的平 均资源剩 余率Q也更新为更新完毕 后 , 再找出业务优先 级次低的 用户 , 按式 (10) 再次进行 分配 , 直到所有 的用户分 配完毕 。 整个算法 流程图如 图2所示 。
从图2中可以看 出 , 异构场景 下 , 当多个终 端用户在 多个网络 覆盖区域 同时发起 接入时 , 首先由终 端用户根 据自身需 求建立一 个备选接 入网络集 , 然后由CRRM根据收集 的网络侧 相关信息 把发起接 入的终端 用户分配到合适 的网络中 。 因此本方 法即考虑 了终端用 户的利益 , 又结合了 网络本身 的情况 。
3仿真结果
为了验证 算法的有 效性 , 采用MATLAB工具进行 了仿真 。 异构环境 下 , 在终端用 户侧 , 终端用户 的到达率 服从均值为 λ 的泊松分布, λ 的取值从1到5, 并且每个终端用户 需求的带 宽服从均 值为2的均匀分 布 。 在网络侧 , 可接入的 网络总数 目为4, 分别设为 网络1、 网络2、 网络3、 网络4, 同时为了 体现网络 时变性 , 对部分参 数增加了 抖动 。 选取的网 络参数如 下 : 用户偏好 (o) 、 时延 ( α ) 、 响应时间 ( β ) 、 价格 ( η ) 、 误码率 ( μ ) 、 安全性 ( σ ) 。 网络参数 数值如表1所示 。
同时 , 将本文所 提算法与 文献 [3]中所提的 网络选择 算法进行 对比 , 分析本算 法的性能 。
图3表示随着 终端用户 到达率的 增加 , 每个网络 的资源剩 余率Q的变化情 况 。 当 λ 值较小时 , 此时一个 网络就可 以承载接 入的终端 用户 。 在仿真中 , 由于网络1最符合用 户的选择 , 所以不管 是对比算 法还是本 文所提算 法 , 网络1的资源剩 余量都比 较低 。 随着 λ 值的进一 步增加 , 到达的终 端用户数 将会越来 越多 , 因此相应 的所需带 宽也就越 来越大 , 所以在图 形中4个网络的 剩余资源 率呈现慢 慢变少趋 势 。 但相对于 对比算法 , 本文所提 算法会从 负载均衡 的角度出 发 , 将终端用 户分配到 其他可以 接受的网 络中 , 而对比算 法的分配 结果导致 了网络1的负载过 重 , 从图3中可以明 显观察出 λ 的值越大 , 网络1的资源剩 余率越低 , 即负载相 对于另外3个网络过 重 。
图4反映的是 随着终端 用户到达 率的增加 , 每个网络 的剩余带 宽 。 相对于图3、图4可以明显 看出 , 在对比算 法中 , 网络1的负载较 大 , 网络2的负载明 显较轻 , 而在本文所 提的算法 中 , 4个网络的 剩余资源 则都很接 近 , 有效的保 证了4个网络间 的负载平 衡 , 说明了本 算法的有 效性 。
图5表示的是 随着 λ 的增加 , 两种算法 中终端用 户总的接 入成功率 的比较 。 随着接入 用户数目 的增加 , 接入成功 率呈现下 降趋势 , 这是因为 网络的负 载能力有 限 , 终端用户 数目的增 加必然导 致成功接 入用户数 目的减少 , 但本文所 提算法的 接入成功 率明显高 于对比算 法的接入 成功率 。
4结论
本文提出 了一种基 于负载平 衡的网络 选择方法 , 首先 , 从终端用 户的角度 出发 , 通过修正 后的AHP得到终端 用户的不 满意度 , 再比较其 不满意度 与最大容 忍度之间 的几何关 系 , 从而获得 终端用户 的备选网 络集 , 然后再从 网络侧的 角度出发 , 按终端业 务申请接 入的业务 优先级顺 序 , 从负载均 衡的角度 出发 , 由网络侧 为终端用 户分配最 终的接入 网络 。 本方法既 考虑了终 端用户的 利益 , 提高了接 入成功率 , 又兼顾了 网络侧的 利益 , 保证了负 载均衡 。 仿真结果 也表明本 文所提方 法不仅能 够让终端 用户有效 地进行选 择 , 同时也尽 量保证了 各个网络 间的负载 均衡 。
摘要：针对异构无线环境, 提出了一种基于负载平衡的网络选择算法。采用“终端辅助, 网络决策”的策略, 首先利用修正权重后的层次分析法得到网络参考向量, 然后终端用户根据向量间的几何关系挑选出可接入网络集合, 最后网络侧基于负载平衡的前提下为终端用户选择最终接入网络。通过仿真对比, 验证了该算法的有效性。
关键词：接入,负载均衡,异构网络
参考文献
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接入选择 篇3
崇阳凯迪生物质能发电厂位于咸宁地区崇阳县工业园区内,是以谷壳、秸秆等为燃料进行生物质能发电的绿色能源,属地区直调电厂。该文在分析电力通信接入技术现状的基础上,结合咸宁通信网络的现有构架和缺陷,在解决凯迪生物电厂通信接入方式问题上提出了三种典型的通信接入方案,并通过网络性能与技术、经济性、维护管理等方面的综合比较分析,拟采用SDH+PCM作为凯迪电厂通信网的接入方案技术;最后,对提出的通信接入方案,进行了工程设计和施工,投用后运行结果表明所设计的网络能有效地用于电力营销数据、传输调度电话、会议电视、办公管理自动化系统等综合业务,对各电力企业改造通信网络、制订通信规划具有一定参考价值。
1 咸宁电力通信接入网现状
咸宁地区的电力光纤网络已经覆盖所有35kV及以上的变电站,并在此基础上搭建了调度数据网、核心环网和传输速率达到10G的高速城域光纤传输网。但是,通信接入网的建设基本属于空白。所有偏远站点及供电营业所都没有覆盖无线网络或光纤网络,而且变电站内也没有安装任何通信设备或通信电源设备。电力系统是一个非常复杂的系统,设备数量庞大、种类繁多,同时又与EMS、SCADA系统及MIS系统有着紧密的联系。因此,要实现电力自动化必须解决好通信的问题。只有选择可靠的通信系统, EMSSCADAMIS才能保证电力自动化系统的正常运行。才能保证电力自动化系统的正常运行。
随着通信技术的发展,可供选择的通信手段很多,由于电力自动化远方终端数量非常庞大,因此在满足可靠性的基础上如何降低造价,形成最合理的配置,便于推广,也是非常重要的问题。加强通信接入网研究工作,建设适合咸宁地区通信接入方式成为当前的一项重要任务。当前的一项重要任务。
2 凯迪电力通信接入方式的选择
2.1 通信接入方案的提出
咸宁城区通信以光纤通信为主,现已形成了环网链的网架结构,采用SDH制式。通信网架包括地城网烽火622M网、地城网中兴155M环、地中永华为622M链。地城网烽火622M网设备为烽火780B,投运时间为2013年;地城网中兴155M环设备为中兴ZXSM-150,投运时间为2002年;地中永华为622M链设备为华为Metro3000,投运时间为2008年。
目前,接入通信网尚未覆盖偏远站点、开闭所,但咸宁电力城网通信网络只需要对现有设备进行扩容和升级就具备从变电站通信网节点向下覆盖10kV及以下开闭所终端设备的条件。对于崇阳凯迪生物电厂通信接入方式,在选择通信接入网技术的基础上设计了下面三种通信接入方案:
①方案一:SDH+多方向PCM
在通信接入站点安装SDH设备并配置多方向的PCM,SDH设备提供以太网数据接口和E1接口,PCM设备提供远动信号、话音接口,该通信接入方式是目前省(地区)网和市(县)网采用的方式,网络管理方便、功能强大,能很好地提供网络QOS服务。
②方案二:租用无线公网通道
在通信接入站点租用无线公网通道,这种方法曾在早期电力自动化建设中起到重要作用,甚至在目前各地市公司的自动化系统和营销系统中仍广泛存在。
③方案三:EPON+VOIP
采用EPON系统进行数据接入层的传输。OLT放置在现有的变电站内,(鉴于设备光功率和纤芯分配方案足够覆盖所有站点, 暂不考虑OLT下放的方案),变电站均位于SDH/MSTP传输环上,ONU设置在变台区控制箱内(或ONU用单独箱体)。每台ONU配置4个以太网口和4个串口(可配置成232或485),通过以太网接口(或RS485/RS232接口)与数据采集终端设备的上行接口连接, 传输数据。建议使用以太网接口。以手拉手网络保护结构为主,链型网络结构(双PON口主干保护方式)为辅的方式组网。考虑到光纤长度损耗与预留一定的光功率等因素,每条链路接入8个ONU设备,原则上不超过10个。分光器通常选择非均分1:2分光器(分光比为1:9)。
2.2 三种通信接入方案的分析比较
由上述分析可知,虽然三种通信接入方案均能满足本次工程业务的需求,但是各自具有不同的优缺点。权衡各方面的利弊, 为选择一套最适合凯迪电厂通信接入的方案,应当进行综合分析比较。根据电力系统通信的基本要求,从技术可靠性、容量可扩展性、经济性等五个方面对上述三种方案进行综合比较。
1) 网络可靠性。电力系统通信安全是保证电力系统安全稳定运行的重要基础,保证电力系统通信安全的前提是网络可靠性。针对上述三种通信接入方案的网络可靠性,分别说明和评价如表1所示:
2) 安全性。SDH和EPON光网络均属于电力通信专网,所以两者的安全性可以说是基本相当。《电力二次系统安全防护规定》 (电监会5号令)对电力监控系统、电力通信及数据网络提出了明确的要求:各级电力调度专用广域数据网络、电力生产专用拨号网络等,应当在专用通道上使用独立的网络设备组网,在物理层面上实现与外部公共信息网的安全隔离,尤其是具有实时监控功能、纵向联接使用电力调度数据网的实时子网的各业务系统必须采用专网。因此,随着电力自动化系统建设逐渐专业化,无线公网通信方式虽然仍可能在一定时期内存在,但最终也必将逐渐淡出电力通信的舞台。
3) 传输速率。近年来,随着移动通信技术的发展,4G技术已经成为了无线通信的主流发展方向目前国内外4G技术制式较多, 但大多支持100M左右的传输速率,其速率提升大致为前期3G技术的10倍左右。但是,虽然无线通信速率取得了重大进步,但是与SDH和EPON光网络传输动辄几G的传输速率相比,仍存在较大不足。
4) 运维成本。一旦电力通信网络投运之后,运维情况的好坏直接影响到通信服务总体质量,如表3所示。
5) 经济型比较。上述三种方案的网络成本主要就是光缆的投入,对于三种方案来说,基本上一致。经济差别主要体现在设备价格上,分别说明和评价如下:
2.3通信接入方案的选择
通过对上述三种通信接入方案的对比和分析,我们根据实际工程应用和运维经验,考虑到在电力系统中安全稳定性占主要地位,且通信人员有多年的SDH传输设备运行维护经验,本次工程选择SDH+PCM作为通信接入方式。
3 凯迪电力通信接入网设计与实现
3.1 通信接入网的设计
经过上述分析和决定,凯迪电厂接入网设备选型采用SDH+PCM的平台,针对通信接入网的业务需求,考虑到多业务的支持能力和技术的先进性。根据现场实际情况,设计了如图1所示的通信接入方案。该方案具有多业务支持、应用灵活、可扩充性强等多重优势。
3.2 通信接入网的实现
系统组建调试完成后,对系统进行了测试和检查.测试方法:人为的在软件和硬件设置故障、检验单条光缆中断或光板故障时的业务能否切换,网管是否能对通信运行状况进行实时监控。
1)双光板双路由互为备用的实现,大大降低了变电站通信中断时间,提高了通信系统的安全性和可靠性,提高了电网安全运行水平。
2)利用集中网管监视实现了对通信运行状况实时监视,运行故障快速判断,无需派人留守变电站,节省了大量的人力、物力。
接入方式改造中推广应用。(下转第1210页) 3)具有很好的推广价值。该通信接入方式已在嘉鱼葛洲坝余热电厂、咸安垃圾发电厂开始实施,并可以在下一步的农网通信
4 结束语
接入选择 篇4
同时,通信技术的发展日益显现出移动通信技术对于固定通信技术的替代效用。根据工业和信息化部《2008年10月通信统计月报》,固定电话用户比上年末减少1419.9万户,而移动电话用户则比上年末增加7995.9万户;固定电话通话时长比上年末减少6,102,944.7万分钟,下降9.3%,而移动电话通话时长则比上年末增加54,678,823.5万分钟,增加29.2%。
总之,从技术发展来看,移动业务对于固定业务的替代不断加深;从业务收入占比来看,话音业务收入所占比重逐渐下降,非话音业务收入逐渐增加。
一、无线接入技术简介
目前可以采用的无线接入技术有:GSM/EDGE、CDMA2000 1X/EVDO、WCDMA、TD-SCDMA、PHS、WIFI/WLAN、WIMAX。
GSM技术是第二代移动通信系统采用的技术,每个小区可以达到的最高速率是182.4Kb/s,EDGE技术是GSM技术的进一步发展,每个小区可以达到的最高速率是553.6Kb/s。
CDMA2000 1X技术也是第二代移动通信系统采用的技术,每个小区可以达到的最高速率是307.2Kb/s(使用2个码道),CDMA2000 1X EVDO技术是CDMA2000 1X技术的进一步发展,每个小区的最高速率可以达到3.1Mb/s(使用1.25MHz带宽)。
WCDMA技术是第三代移动通信系统采用的技术,每个小区可以达到的最高速率是14.4Mb/s (使用15个码道,5MHz带宽)。
TD-SCDMA技术也是第三代移动通信系统采用的技术,每个小区可以达到的最高速率是2.8Mb/s (使用5个时隙,1.6MHz带宽)。
PHS技术是无线市话技术,主要用于对固定电话业务的补充,目前可以提供的速率是每个用户128Kb/s,通过升级可以达到每用户800Kb/s。
WIFI/WLAN技术是无线局域网技术,目前主要使用的是802.11b和802.11g两种标准。802.11b技术每个业务接入点可以提供的速率是11Mb/s,802.11g技术每个业务接入点可以提供的速率是55Mb/s。
WIMAX技术是第四代移动通信系统采用的技术,每个小区可以达到的最高速率是30Mb/s(使用10MHz带宽)。
二、无线接入技术的经济性评估
对于无线接入技术的经济性评估,可以从以下几个方面进行:
1、必须考虑运营商目前的网络现状。现有网络不同,决定了运营商采用不同技术演进路线的成本。
2、按照15年的技术寿命期对各项技术进行评估。从GSM的发展历程来看,1992年,GSM技术在浙江嘉兴开始试运行[2],到现在GSM网络的发展已经到达顶峰,面临着WCDMA技术的替代。一项技术的技术寿命期一般在15年左右。
3、对于一项技术的经济评估可以引入工程经济学的方法,参考历史上网络投资的数据,对技术进行净现值、内部收益率、投资回收期等指标的评估[3]。
三、无线接入技术的技术评估
对于无线接入技术的技术评估,可以从以下几个方面进行:
1、必须考虑各种技术的后续发展。
技术标准应尽量是开放性的,避免技术标准集中在一家公司手中。
2、必须衡量技术的各项性能指标。
可以从带宽使用效率(即每赫兹带宽传送的数据速率)、小区容量等指标衡量各项技术的性能。由于各项技术的性能指标并不完全统一,需要设定一个统一的测试标准。
3、要综合考虑各项技术的上下游合作伙伴的情况。
一项技术要想取得成功,还需要上游的电信设备制造商、下游的内容提供商(CP)和业务提供商(SP)一起合作。只有整个产业链的实力都很强大,才能保证一项技术的成功。只是技术先进,没有CP/SP提供吸引客户的内容,也无法保证技术的成功。
结论
电信运营商对于无线接入技术的选择,必须从经济性和技术性两个方面综合评估,同时还受到国家电信管制政策的制约。
摘要：本文介绍了无线接入技术的种类以及电信运营商选择无线接入技术时考虑的因素,给出了具体的评估思路和方法,即要从经济性和技术性两个方面对于无线接入技术进行综合评估。经济性评估要考虑运营商网络现状、技术寿命周期、采用工程经济学的方法进行评估。技术性评估要考虑技术的性能指标、后续发展、上下游合作伙伴等因素。
关键词：无线接入技术,经济性评估,工程经济学,技术性评估
参考文献
[1]关于深化电信体制改革的通告[N].人民邮电报,2008-5-26(1)。
[2]蒋同泽:《现代移动通信系统》[M].北京:电子工业出版社,1994
接入选择 篇5
该方案的优点可概述为以下3点。
第一, 本方案运用现有的CATV网络实现双向通讯, 适用于一些网络覆盖面积密度较低的地区。
第二, 如果要进行大范围的开通, 但开通率较低, 选用该方案可以节约成本, 且本方案前期投入小, 在全网范围内都可以实现业务受理。
第三, CMTS+CM方案的技术规范和产品标准都已趋于成熟。
该方案也具有一定缺点。
第一, 对于HFC光电传送线路这一部分, 则必须采取双向改造。
第二, 本方案会产生噪音汇集效应, 从而波及到系统的带宽与功能。同轴缆和接头需要具有更高的质量, 且后续维护工作不易开展。从大部分数字电视运营商的角度看, 上行噪音是目前亟待解决的问题。这类噪音会损坏Cable Modem在上行渠道中的信息传送, 拉低了用户的通讯质量。
第三, 若是利用CMTS实行双向改造, 就需要安置反向光发射器、接收器、上变频器等多项设施, 但目前下行传送的速率是160 Mb/s, 上行传送速率则为120 Mb/s, 每户享有的速率较低。
第四, 该方案能够承接的业务有限, 不能完成大带宽的任务量, 也难以提供所有业务的负载。
第五, 其后续系统若要扩展, 则需投入很高成本。
第六, 单位带宽成本较高, 若是用户在短时间内只用带宽上网, 网速还能达到200 kb/s至2 Mb/ s左右, 但如果用作IPTV、VOD等业务, 则成本会超出大量用户的承受范围。
第七, 交互业务只能选用极为有限的频道, 通常来讲最多8个, 且该方案前端设施数目过多, 会给维修工作带来困难。
2 EPON+LAN接入技术方案
对于FTTB+LAN的方案而言, 早期光传送的线路部分大多都选用了光收发器的模式。EPON技术是近年来发展较快、运用较为普及的新型技术。从目前的市场情况看, 其价格也呈下降趋势。如果根据其技术先进程度、投入成本、发展前景等因素划分, 可以看出EPON的技术更加优秀且高效。所以, 目前大多数主干线的光链线路都选择了运用EPON技术。
该技术的优点可以分为以下4个方面。
第一, 运营商不必负担用户终端的成本, 且网络在将来进行升级改良会更为便利。
第二, 网络可接入的带宽中, 有1 000 M到达小区, 100 M到达楼道, 10 M到达用户处。接入的带宽具有良好的可扩展性, 能够承担起所有业务的运作。
第三, 该技术运用了外交互的方法, 没有占据同轴电缆的相关资源, 且光传送利用了EPON技术, 在传送线路中可以实现便捷的设备维护。此外, 两张网络同时工作, 单网如果出现故障, 不会影响到另外一张。
第四, 当前的LAN产品拥有极为丰富的种类, 且价格低廉, 几乎人人都可消费。EPON产品具有非常多的支持商家, 其有关商品兼容性强, 性价比高。
该技术方案的缺点有以下几点。
第一, 需要重新进行入户施工, 增加了工人的工作量以及施工难度。
第二, 两张网络没有合作运行, 要求维修人员具有相当高的技术水平和专业素质。
第三, 五类线入户的模式比较适用于没有网络的公司, 其他公司采用这种方式会遇到各种困难。
3 EPON+EOC接入技术方案
EOC技术全称是Ethernet Over Cable, 是以太网的信号作用于同轴电缆的高级传送技术。该技术可以分成3种形式, 即基带传送、调制传送和2.4GHz拓展应用。在这之中, 又可以分出许多详细的标准或非标准技术, 比如基带、Mo CA、同轴Wi-Fi、 Cable Ran、Uclink等等。
这一方案的主干线选用了EPON技术, 高效运用了现有的光纤资源, 其OLT分布于中心位置, ONU分布于光接收器和用户电放大器的位置。在光接收器和用户放大器后, 有一个靠近用户的点, 在该点上安置POC局端设施, 并在终端用户安置对应地POC终端设施, 利用当前的数字电视网络, 达到网络双向化改造的目的。
该方案的优点有以下几点。
第一, 高效利用了当前网络内部的同轴电缆和分支部位的分配器等资源, 施工难度不高, 投入成本较低。
第二, 处在小光站直带用户的大背景之下, 施工量较小, 建设速度较快。
第三, 终端设施投入成本不高。
EPON+EOC这一技术, 对广电具有很大的战略性意义。
首先, 其IP驻地网络公共平台较为先进, 拥有了以万兆路由交互平台为基础的高级处理方案, 不同于以往单纯的EPON接入技术, 能够支撑高效能的IP语音、VPN等复杂业务。
其次, 该技术符合广电网络将来的发展势态, 且该技术特征不易受到个别商家私有技术的局限, 具有一条较为完整的产业链。
最后, 该技术贴合“三网合一”的发展理念, 对于业务的发展而言, 不论从硬件还是软件方面, 都可以提供强有力的技术支撑。
4结束语
目前, 互动增值业务发展越来越快, 要求相关人员必须对数字电视网络实行双向化改造, 以实现完善的电视点播 (IPTV和IPQAM) 以及宽带上网等业务功能。从现阶段的数据分析看, EPON+EOC技术方案是对数字电视网络进行双向改造的最优选择。该技术方案较为妥善地解决了国内有关数字电视网络的问题, 打造了独一无二的双向宽带网络, 为增值服务营造了上升空间。
参考文献
[1]马骏驰.数字电视双向业务及技术改造[J].数字通信世界, 2011 (8) :60-62.
[2]朱军.数字电视双向网络建设、改造方案技术分析和选择[J].江苏科技信息, 2011 (4) :37-39.
接入选择 篇6
1 余热电站并网点选择在水泥厂总降压变电站中压侧母线
通常情况下水泥厂内会建有总降压电站(以下称为总降)，由供电部门提供正常生产用电力。国内水泥厂的进线电压通常为220kV、110kV、35kV(以下称为高压侧)等，经过厂内总降内的降压变压器后降低到6kV或者10kV(以下称为中压侧)，供全厂的动力设备供电。大型水泥厂的总降通常会设有两路不同的电源进线，两路进线互为备用，以保证水泥供电的可靠性。高压侧接线方式以单母线、单母线分段、内桥、外桥型居多，中压侧则以单母线、单母线分段居多。
1.1 厂内建有一条水泥生产线及一台余热发电机组的情况
这种情况下，本着余热发电自发自用，发电机并网电量不上网反送的原则，余热电站的并网点应选择在总降内并且为窑系统供电的中压母线段。因为在水泥厂正常运行时，余热电站的电力可以全部用于水泥生产线内的负荷。水泥生产线在最小负荷(仅有窑系统运行)运行时，余热发电的电力能够直接供给到窑系统的用电负荷，从而避免出现余热发电的电能无处可去，引起余热电站被迫减负荷运行，造成能源浪费(见图1)。
1.2 厂内建有两条水泥生产线及两台余热发电机组的情况
这种情况下，水泥厂内有两条生产线。余热电站的中压母线可以分别与总降的两段中压侧母线并网，同时余热电站内的两条中压母线间不设置母联(也可设置母联，但要增加投资费用，同时增加并网母线段的短路电流，使得原总降中压母线段电气开关设备的开断能力不够，故不建议设置)。这样，余热发电的电能会分配到总降中压侧母线的两段，并通过总降中压侧的母联分合来合理调整运行方式，从而供给厂内不同的负荷，最大限度地利用余热电能(见图2)。
1.3 厂内建有两条水泥生产线及一台余热发电机组的的情况
这种情况下，水泥厂内有两条生产线。余热电站的中压母线可以选择分别与总降的两段中压侧母线并网，这样余热发电的电力可以送到两条生产线的负荷上去。但要注意两条并网线路不能同时合闸，如果同时合闸，将会使得水泥厂总降的两条进线电源在余热电站的中压母线处合并，也就是通常我们说的合环，这种情况是不允许的。通常我们会将余热电站的两条并网线路加以闭锁，使其中一条合闸时，另一条不能合闸，可以通过电气及机械闭锁的方式实现。这样，余热发电的电能会分配到总降中压侧母线的两段，要么供给I段水泥线负荷，要么供给II段水泥线负荷(见图3)。
2 余热电站并网点选择在水泥厂内的配电站
有些水泥厂内未设总降压变电站，厂内的进线电源的电压即为6kV或10kV，从厂外的变电站中压侧母线直接送到水泥厂内的各个配电站。此时并网点通常选择在水泥厂内的配电站中压母线或水泥厂外的区域变电站。如并网点选择在水泥厂外的区域变电站，会带来一系列很难办理的并网手续问题，余热发电的电能不能直接被水泥厂负荷使用，水泥厂的经济效益会有很大损失，故此不建议选择并网在水泥厂外的区域变电站。下面就并网点选择在水泥厂内的配电站中压母线段进行讨论。
2.1 厂内建有一条水泥生产线及一台余热发电机组的情况
余热电站的中压母线可以选择在带有窑系统负荷的配电站并网。因为水泥厂的一些用电负荷并不是经常的，如水泥磨、煤磨、原料磨等。如果和这些负荷的系统并网，有可能在将来运行时会出现电站发出的电没有足够的负荷来消化，造成电站被迫减负荷运行，或者电能送出水泥厂外的其他负荷或上级变电站(见图4)。
当窑系统负荷小于发电机额定功率时，需要调整水泥线相应负荷，避免电量反送到上级变电站或减少发电量。
2.2 厂内建有两条水泥生产线及两台余热发电机组的情况
这种情况下，水泥厂内有两条生产线。余热电站的中压母线可以选择分别与各自的窑系统负荷的配电站并网。考虑最大可能地将发出来的电全部用于窑负荷及其他不间断的负荷(见图5)。
2.3 厂内建有两条水泥生产线及一台余热发电机组的的情况
这种情况下，水泥厂内有两条生产线。余热电站的中压母线可以选择分别与各自的窑系统负荷的配电站并网，这样余热发电的电力可以送到两条生产线的负荷上去。但要注意两条并网线路不能同时合闸(原理参见1.3)，这样，余热发电的电能会被分配到窑系统负荷的配电站，要么供给1号水泥线窑系统负荷，要么供给2号水泥线窑系统负荷(见图6)。
3 余热电站并网点选择在水泥厂总降的高压侧母线段
有的水泥厂厂内供电系统的中压侧的短路参数已经很大，可以通过增加限流电抗器来降低短路的电流。但是在有些系统中短路电流太大，无法选择合适的限流电抗器，这时就要考虑将余热电站的并网点设在水泥厂总降的高压段母线。余热电站通过升压变压器后，与总降高压侧并网，那么系统侧提供的短路电流将会相应降低，有助于选择厂内的供电设备，对水泥厂原有的系统影响不大。但这样会增加升压变压器及相应的高压设备及线路，投资也会增加。故此，需在余热电站的投资上做详细分析。具体接线见图7。
4 余热电站并网点选择在水泥厂内自备电站中压母线
在部分国外项目上，一些电网不发达的国家(如安哥拉、巴基斯坦、莫桑比克等)，水泥厂的供电一般由自备电站提供电力。
4.1 并网在自备电站的中压母线
位于非洲安哥拉的罗安达水泥厂是由8台6.9MW的柴油发电机组为水泥生产线负荷供电。由于当地的电力供应匮乏，水泥生产线的余热电站只能和这8台柴油发电机组并网。在这种并网情况下，水泥厂内的电力系统电压及频率波动都比较大，对余热发电机和柴油发电机组之间的调度要求较高(见图8)。
4.2 并网在总降内的自备电站的中压母线
在越南HOLCIM水泥厂内，水泥生产线余热电站与越南国家电网及厂内自备电站同时并网运行。由于越南HOLCIM水泥厂处于越南南部沿海，处于国家电网的末端，电网的供电不是很稳定，为此厂内保留了水泥厂建设初期为其供电的柴油发电机组，作为补充及保安电源。随着余热电站的投入，减少了柴油发电机的供电。但由于余热电站的发电量波动较大，所以对厂内的总体电力调度指挥能力要求较高(见图9)。
5 结语
综上所述，水泥厂余热电站并网点的选择，应依据以下原则：
(1)并网点应尽量选择在水泥线中压侧并网。
(2)并网点要选择在能直接给水泥线窑系统供电的母线段并网。
(3)要对厂内电力系统进行短路电流计算，校验并网后全厂的短路电流情况。
(4)最大限度地避免出现余热电站由于没有电力负荷的原因被迫降负荷运行。
(5)要避免余热发电的电力返送至上级电网。
(6)必要时，可让在余热电站的母线设置多条联络线，分别与不同的水泥线中压段母线联络。但需要注意多条联络线要设置闭锁，同一时间只能有一条联络线合闸。
参考文献
[1]弋东方电力工程电气设计手册北京:水利电力出版社,1989.
[2]中国电力企业联合会.小型火力发电厂设计规范[M].北京:中国计划出版社,2011.
接入选择 篇7
关键词：异构无线网络,移动终端,QoS,网络选择
目前无线环境是由众多具有不同性能的异构接入网络形成,用户对互联网的访问服务,是由不同服务质量和成本的网络提供。此外,随着移动终端( Mobile Terminal, MT) 的普及,多模终端在各种网络重叠覆盖的区域可以有多种无线接入网络供选择,异构网络环境的存在需要移动终端总是选择最好的网络( Always Best Connected, ABC) 。为了成功地实现ABC,移动终端应该具备面向多个无线接入系统的网络接口,每个MT将至少有3个或更多的网络接口,支持如WLAN,GPRS,Wi MAX,HSPA,EV- DO等无线接入,所有这些服务都可以允许MT用户自由地从一个接入网络切换到另一个网络。理想的情况是, MT用户可以在会话连接不断开的情况下从一个无线网络漫游到另一个无线网络,并使得移动终端总是选择一个最好的网络。因此,只有必要的同步机制和网络选择方法才能保证MT无线异构环境中网络的无缝切换。
垂直切换决策( Vertical Handover Decision,VHD) 可以使用成本函数[1]、模糊逻辑方法[2],或其他更复杂的算法。最后,MT经过选择连接到新的网络接入点( AP) 和改变它之前的网络连接方式。然而,接口的选择是一个问题( 包括接口的功能、用户偏好和应用要求等) 。在用于切换决策和接口选择的方法中,多属性决策法( Multiple At- tribute Decision Making,MADM) 是最有前途的方法。
切换判决是由MT和无线接入网络的性能共同决定的,不同的接入技术和无线网络的不同行为使得切换变得困难。本文提出,一种新型的垂直切换方法Rafo Q( Rank- ing for Qo S)[3]。通过考虑用户的喜好和应用程序Qo S来仿真比较Rafo Q与其他多属性决策算法,使用现有的网络性能参数来对改进的Rafo Q算法和其他的多属性决策算法进行评估。通过仿真验证,证明了改进算法Rafo Q的有效性。
1相关的工作
由于垂直切换判决能够评估所述无线网络的性能。 因此,越来越多的研究工作致力于理解新的切换解决方案。经典的切换解决方案是根据接收信号强度( RSS)[4]来进行网络选择。虽然这种切换方法具有很长的切换时延,可以达到2 s,但是能够使越区切换失败概率最小化, 并能提高可用带宽。
还有一些以成本代价为基础的垂直切换方法,它们通过研究几个参数,选择最佳的网络。这些参数定义为4组: 访问网络信息、用户偏好、终端能力和服务类型。文献[5]提出的跨层成本函数,收集不同层的决策标准。最后,基于应用程序和用户的喜好,MT选择具有最高分数的无线接入网络。
除了RSS和基于代价函数的切换算法,还设计了其他更复杂的算法。多属性决策( MADM) 实现了多个备选方案和属性,选择适当的计算方法。最经典MADM算法, 如SAW( 简单加权)[6]中的总得分是由候选接入网络的所有属性值的加权和。灰色关联度分析( GRA)[7]通过计算灰色关联系数为每个终端选择理想的无线接入网络。 TOPSIS法[6]通过评价对象与最优解、最劣解的距离来进行排序,选择一个最接近理想的解决方案,最好的选择应该具有最短的欧氏距离,负理想解是设计一个最远的距离,即最差的解决方案。多元指数加权( MEW)[8]可以表示为矩阵形式,其中行对应于候选网络,列对应其属性,最后计算接入网络的加权属性得分。一个多属性决策问题, 制定如下: A = { Ai,i = 1,2,…,n } 是一组代表移动终端支持的接口数目,B = { Bj,j = 1,2,…,m } 是一组属性, 如界面特性、应用需求和用户偏好( 例如接收到的信号强度、功耗、成本、覆盖范围、延时、安全等) 。权重向量W = [W1,W2,… ,Wm]表示这些Qo S参数的相对重要性,W是权重的决定因素,一种MADM问题可以由矩阵来表示,即
式中: N是相对矩阵; qij是相应的Qo S因子的值。
大多数早期的研究,特别是考虑到TOPSIS法在网络中多Qo S的冲突问题,而且如何处理这些问题并没有被明确提及。事实上,一些先前的研究提出,通过使用多目标优化的机制,而不是使用一个单一的目标函数来达到目的。目前研究的Qo S问题,在其有效性、无线接入网络负载均衡、企业节约成本以及顾客体验等方面,一致性被广泛重视。因此,选择多属性网络是非常重要的。
2Rafo Q算法
本文提出一种将层次分析法( Analytical Hierarchy Process,AHP) 和Rafo Q技术相结合的网络选择算法,以便找到一个权衡用户喜好、业务应用和网络条件的方案。算法机制分为以下功能块,即网络代理模块、MT请求模块和决策模块。网络代理模块和MT请求模块收集用户的喜好和网络条件; 决策模块是由AHP和Rafo Q对用户的数据进行处理和将网络数据标准化,也是本文关注的重点。
Rafo Q基于多目标优化的Qo S参数和监督在异构环境中的接入网络排名。该排名采用了多目标优化方法AMOSA[9],在排名函数的基础上评估最佳Qo S的接入网络。在这里,所提供的接入网络的集合作为输入,并返回一组输出的行列。算法步骤如下:
输入为一组k接入网络N={N1,N2,…,Nk}。
输出为集合N中的排名R={R1,R2,…,Rk}。
1) 在异构网络环境中模拟不同的接入网络,并计算其Qo S参数。
2) Ni采用多目标优化算法AMOSA,并选择最佳Qo S矢量的网络为特定网络。
3) 采用排名函数比较Qo S矢量,对Ni进行排名。
3仿真结果
3. 1仿真环境
在本节中,将Rafo Q算法与4种不同的垂直切换决策算法进行比较,即SAW,TOPSIS,GRA和MEW。在场景中,模拟2个WLAN、UMTS和GPRS共4个网络,这些网络覆盖相同的面积。使用NS-2和NIST流动性模块来模拟所描述的配置,接入网络性能,如表1所示。
网络覆盖区域可以容纳几百个手机终端,并将3GPP定义的几类应用程序分布在不同的终端运行( 即会话类、 流类、交互类和背景类) ,这几类应用程序主要特征通过时延、抖动和丢包率这几个Qo S参数表示( 见表2) 。对于不同类别,为每个参数分配不同的权重。虽然关于多属性的垂直切换决策是一个复杂的问题,但层次分析法( AHP) 可以把它分解成更简单、更易于管理的子问题,这些子问题可以是决定因素或权重。决定因素可以是解决方案,层次分析法通过比较权重选择解决方案、收集用户偏好数据来构造AHP矩阵,所有Qo S因子的权重参数如表2所示。在仿真环境中,设置终端的平均连接时间在1 ~ 10 s之间变化,来观察各个算法的网络性能。
3. 2模拟结果
在同一网络覆盖范围内,移动终端每次使用不同的切换判决算法,分别为Rafo Q,SAW,TOPSIS,GRA和MEW,并对这些算法仿真结果进行比较。在这些算法中,每个网络的瞬时容量并没有反映在切换判决中。因此,最好的网络应该具有最低的丢包率、最低的端到端时延和抖动。
由于切换判决算法GRA,SAW和TOPSIS选择同一网络的MT,所以在仿真图中显示这几类算法的图形叠加。
图1 ~ 图4表示每个业务类的每个越区切换决定算法的平均时延。它代表了从MT将数据包传送到接收终端的时延。仿真结果表明Rafo Q提供最低的终端到终端延时。事实上,Rafo Q能不断评估网络性能,并给终端分配最好的瞬时网络。
图5 ~ 图8描绘了每个业务类的平均抖动变化,它被定义为数据包到达时间之间的偏差。它取决于接入网络本身,以及网络负载。从图中可以看出Rafo Q的抖动性能是最好的,然后是TOPSIS,SAW和GRA。从图中可以看出除了会话类业务,MEW优于SAW,TOPSIS和GRA外, 其他类业务MEW的性能是最差的。
图9 ~ 图12描述的丢包率,定义为丢失数据包的数目与发送总数据包的比例。相对其他算法,Rafo Q算法具有最低的丢包率。TOPSIS法、GRA和SAW在背景类和流类业务方面比MEW具有更好的性能。然而,MEW在会话类却有较低的丢包率。
4结论