CN110300005A - 一种pftth可靠性评估装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种PFTTH可靠性评估装置和方法，解决了PFTTH可靠性评估的问题。所述装置包括网络可靠性分析系统，续接操作检测模块和数据传输模块，所述续接操作检测模块和数据传输模块用于检测、记录并传输所述电缆续接附件的续接操作，输出操作信号到所述网络可靠性分析系统，所述网络可靠性分析系统用于对PFTTH可靠性进行计算。所述方法包含以下步骤：得到所述PFTTH中的所有网元；计算所述网元的故障率；根据网元在所述网络拓扑结构中所处的位置，得到每个网元的故障影响因子；根据所述故障率和故障影响因子得到所述网元的可靠性；根据所有所述网元的可靠性得到所述PFTTH的可靠性。本发明可以准确评估网络结构要素对PFTTH可靠性的影响。

Description

一种PFTTH可靠性评估装置和方法
技术领域
本发明涉及电力通信领域，尤其涉及一种电力光纤到户网络可靠性评估装置和方法。
背景技术
电力光纤到户网络(以下简称“PFTTH”)是一种将光纤随低压电力线敷设，电力线与通信光纤同时到表到户、同时实现配电以及网络接入的无源光网络。电力光纤到户网络通过敷设光纤复合低压电缆(以下简称“OPLC”)整合电力和信息通信业务，其优势在于能够统一承载能源流与信息流，整合社会资源，节约建设成本，提高资源利用率，实现节能减排等。
PFTTH的基本构成包括光线路终端(以下简称“OLT”)、光网络单元(以下简称“ONU”)、OPLC及其他无源光器件组成的光缆网络(以下简称“ODN”)等。当前，传统配电网与无源光纤(以下简称“PON”)网络基本均采用树形拓扑结构，因此PFTTH也将采用树形拓扑结构，但在拓扑结构设计时需要同时兼顾配电网和光纤接入网的设计需求，尽量复用配电网已有设备、管道等资源，以节省网络建设成本。
在PFTTH中，网络拓扑结构的很多要素都会影响到整个网络的可靠性，如各网元的部署位置、PON网络分光次数、OPLC分纤及接续次数、网络备份与保护的类型等。为了保证建成网络的可靠性、分析网络健康性与稳定性，设计基于网络结构的PFTTH可靠性评估装置非常必要。
发明内容
有鉴于此，为解决PFTTH可靠性评估的问题，本申请实施例提供了一种PFTTH可靠性评估装置和方法。
本申请实施例提供了一种PFTTH可靠性评估装置，包括网络可靠性分析系统，续接操作检测模块和数据传输模块，所述续接操作检测模块和数据传输模块安装在所述PFTTH中每个光纤复合低压电缆续接附件处，所述续接操作检测模块用于检测并记录所述电缆续接附件的续接操作，输出操作信号到所述数据传输模块，所述数据传输模块用于将所述操作信号传输到所述网络可靠性分析系统，所述网络可靠性分析系统与所述PFTTH中接入网的光线路终端或综合网管系统连接，存储了完整的网络拓扑结构，用于根据接收的所述操作信号实时更新并储存更新的网络拓扑结构，同时利用所述更新的网络拓扑结构对PFTTH可靠性进行计算。
进一步地，所述网络可靠性分析系统包括网络拓扑数据资料库和网络可靠性计算模块，所述网络拓扑数据资料库与所述PFTTH中接入网的光线路终端或综合网管系统连接，存储了完整的网络拓扑结构，用于根据接收的所述操作信号实时更新并储存更新的网络拓扑结构，同时将所述更新的网络拓扑结构信号输出到所述网络可靠性计算模块；所述网络可靠性计算模块用于对更新的网络拓扑结构的PFTTH可靠性进行计算。
优选地，所述数据传输模块为网络无线通信模块、WiFi或电力线。
本申请实施例还提供了一种PFTTH可靠性评估方法，包含以下步骤：根据所述网络拓扑结构得到所述PFTTH中的所有网元；计算所述网元的故障率；根据网元在所述网络拓扑结构中所处的位置，得到每个网元的故障影响因子；根据所述故障率和故障影响因子得到所述网元的可靠性；根据所有所述网元的可靠性得到所述PFTTH的可靠性。
进一步地，所述故障影响因子为发生故障而不能正常工作的光网络单元的数量与所述网络中总的光网络单元的比值。
本申请实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：
可以准确评估所述网元部署位置、PON网络分光、OPLC分纤/接续、网络备份与保护机制等网络结构要素对电力光纤到户网络可靠性的影响，且装置和方法简单，经济，易行。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。
在附图中：
图1是一种PFTTH网络示意图；
图2是一种PFTTH可靠性评估装置示意图；
图3是另一种PFTTH可靠性评估装置示意图；
图4是PFTTH可靠性评估方法流程示意图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
以下电力光纤到户网络，简称“PFTTH”；光纤复合低压电缆，简称“OPLC”；光线路终端，简称“OLT”；光网络单元，简称“ONU”；光缆网络，简称“ODN”；无源光纤，简称“PON”；光网络设备，简称“ONT”；综合网管系统，简称“EMS”。
图1是一种PFTTH网络示意图，其中主干光纤连接10KV变电站的OLT101，一级分光102通过馈线光纤与所述OLT相连，一级分光一般位于楼侧配电箱，一级分光通过配线OPLC接出，其中OPLC1对应的是城镇普通住宅场景，即一级分光通过OPLC1与二级分光103相连接，其中二级分光一般位于楼内强/弱电井，ONT1 104通过入户OPLC1与所述二级分光相连，ONT一般位于入户弱电箱，ONT1通过以太网络接出；OPLC2对应的是低密度住宅区场景，如别墅区，即一级分光102通过OPLC2与分纤1 105相连接，其中分纤1般位于楼内强/弱电井，ONT2 106通过入户OPLC2与所述分纤1相连，ONT通过以太网络接出；OPLC3对应的是农村场景；即一级分光102通过OPLC3与分纤2或ONT3 107相连接，其中分纤2/ONT3一般位于入户弱电箱，分纤2/ONT3通过以太网络接出。
图2是一种PFTTH可靠性评估装置示意图，包括续接操作检测模块201和数据传输模块202和网络可靠性分析系统203，所述续接操作检测模块和数据传输模块安装在所述PFTTH中每个光纤复合低压电缆(OPLC)续接附件处，所述续接操作检测模块用于检测并记录所述电缆续接附件的续接操作，输出操作信号A1到所述数据传输模块，所述数据传输模块用于将所述操作信号传输到所述网络可靠性分析系统，所述网络可靠性分析系统与所述PFTTH中接入网的光线路终端或综合网管系统连接，存储了完整的网络拓扑结构，用于根据接收的所述操作信号实时更新并储存更新的网络拓扑结构，同时利用所述更新的网络拓扑结构对PFTTH可靠性进行计算。
图3是另一种PFTTH可靠性评估装置示意图，包括续接操作检测模块201和数据传输模块202、网络拓扑数据资料库301和网络可靠性计算模块302，所述续接操作检测模块和数据传输模块安装在所述PFTTH中每个光纤复合低压电缆(OPLC)续接附件处，所述续接操作检测模块用于检测并记录所述电缆续接附件的续接操作，输出操作信号A1到所述数据传输模块，所述网络拓扑数据资料库与所述PFTTH中接入网的光线路终端或综合网管系统连接，存储了完整的网络拓扑结构，用于根据接收的所述操作信号实时更新并储存更新的网络拓扑结构，同时将所述更新的网络拓扑结构信号A2输出到所述网络可靠性计算模块；所述网络可靠性计算模块用于对更新的网络拓扑结构的PFTTH可靠性进行计算。
优选地，所述数据传输模块为网络无线通信模块、WiFi或电力线。所述网络无线通信模块为GPRS、4G或NB-LTE等。
PFTTH网络的拓扑结构为树形，在网络最初建设时，网络的初始拓扑结构应被存储在所述网络拓扑数据资料库中。在后续的每次网络维护/升级/改造中，一旦网络拓扑结构发生变化(如新增了树的分支、改变了父子节点关系等)，均会产生OPLC附件的续接操作，这些操作记录应由对应的模块实时上传至网络拓扑数据资料库。网络拓扑数据资料库可以根据操作记录，在已存储的网络拓扑结构上进行对应的修改，以保证它存储的网络拓扑结构与真实的网络拓扑结构实时保持一致。
图4是PFTTH可靠性评估方法流程示意图，包含以下步骤：
步骤401：根据所述网络拓扑结构得到所述PFTTH中的所有网元；
步骤402：计算所述网元的故障率；
除OPLC缆和光纤以外的所有网元设备的故障率，均应由设备供应商提供。OPLC缆和光纤的故障率由“单位故障因子*长度”计算，单位故障因子由供应商提供。
步骤403：根据网元在所述网络拓扑结构中所处的位置，得到每个网元的故障影响因子；
步骤404：根据所述故障率和故障影响因子得到所述网元的可靠性；
步骤405：根据所有所述网元的可靠性得到所述PFTTH的可靠性。
优选地，所述可靠性评估方法还包括对所述PFTTH中的网元进行分类。
影响可靠性的网元可分类2大类：网络设备和配线设施。其中网络设备中包含OLT设备和ONU设备，配线设施中包含OPLC缆、OPLC续接、OPLC分光/分纤和网络备份。所述评估方法需要依据各网元在网络拓扑中所在地位的不同，对其配置不同的影响权重，即故障影响因子。
进一步地，所述故障影响因子为发生故障而不能正常工作的光网络单元的数量与所述网络中总的光网络单元的比值。
具体的说，处于网络结构中不同位置的网元，再发生故障时对网络的影响是不一样的。如处于网络主干位置的网元发生故障，其对网络的影响显然远大于处于网络分支末端的网元发生故障。因此，本发明所提出的网络可靠性定义为网络在网元发生故障时所导致的网络平均故障率。
所述PFTTH可靠性评估在所述网络可靠性计算模块中完成。计算方法如下：
其中，Fe表示网络可靠性，Ui表示每个网元i引入的故障率，i包括OLT设备、ONU设备、分光器件、各类OPLC和光纤、OPLC续接操作点等。幂次k表示网络备份的影响，当因素i存在备份时，k＝2，否则k＝1。同样地，在实际工程中采用备份措施后几乎可以忽略被备份部分的故障率，当因素i存在备份时，可近似的视为Ui＝0；αi表示因素i发生故障时对网络带来的影响，即故障影响因子，可表示为：
其中，Ni表示由于i发生故障而不能正常工作的ONU数目，N表示网络中ONU总数。aiUi K表示网元i的可靠性。
例如，当某根入户OPLC光纤发生故障时，只会产生一个ONU故障，Ni＝1，则它的ai＝1/N；又如，当OPLC续接附件或者处于主干位置的配线OPLC发生故障时，则会导致所有其下联的ONU都发生故障，此时Ni＞1，为所有下连ONU的数量，对应(2)式。
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (6)

1.一种PFTTH可靠性评估装置，其特征在于，包括网络可靠性分析系统，续接操作检测模块和数据传输模块，
所述续接操作检测模块和数据传输模块安装在所述PFTTH中每个光纤复合低压电缆续接附件处，
所述续接操作检测模块用于检测并记录所述电缆续接附件的续接操作，输出操作信号到所述数据传输模块，
所述数据传输模块用于将所述操作信号传输到所述网络可靠性分析系统，
所述网络可靠性分析系统与所述PFTTH中接入网的光线路终端或综合网管系统连接，存储了完整的网络拓扑结构，用于根据接收的所述操作信号实时更新并储存更新的网络拓扑结构，同时利用所述更新的网络拓扑结构对PFTTH可靠性进行计算。
2.根据权利要求1所述的PFTTH可靠性评估装置，其特征在于，所述网络可靠性分析系统包括网络拓扑数据资料库和网络可靠性计算模块，
所述网络拓扑数据资料库与所述PFTTH中接入网的光线路终端或综合网管系统连接，存储了完整的网络拓扑结构，用于根据接收的所述操作信号实时更新并储存更新的网络拓扑结构，同时将所述更新的网络拓扑结构信号输出到所述网络可靠性计算模块；
所述网络可靠性计算模块用于对更新的网络拓扑结构的PFTTH可靠性进行计算。
3.根据权利要求1或2所述的PFTTH可靠性评估装置，其特征在于，所述数据传输模块为网络无线通信模块、WiFi或电力线。
4.一种PFTTH可靠性评估方法，其特征在于，包含以下步骤：
根据所述网络拓扑结构得到所述PFTTH中的所有网元；
计算所述网元的故障率；
根据网元在所述网络拓扑结构中所处的位置，得到每个网元的故障影响因子；
根据所述故障率和故障影响因子得到所述网元的可靠性；
根据所有所述网元的可靠性得到所述PFTTH的可靠性。
5.根据权利要求4所述的PFTTH可靠性评估方法，其特征在于，还包括对所述PFTTH中的网元进行分类。
6.根据权利要求5所述的PFTTH可靠性评估方法，其特征在于，所述故障影响因子为发生故障而不能正常工作的光网络单元的数量与所述网络中总的光网络单元的比值。
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