接入选择范文（精选8篇）
接入选择 第1篇
虚拟专用网(Virtual Private Network)是在公共网络基础设施上构建的一种安全的专用网络。这里的公用网络平台是指由公众网络服务提供商提供的网络。一个虚拟专用网的主要目的是以低得多的成本给企业提供和私有网络相同甚至更好的功能。企业使用VPN能够降低成本,增加可扩展性,并在无损安全性下提高生产率。
VPN的安全性和管理政策与专用网络相同,是在远程用户和局域网之间建立点对点连接的最合算的方法。
VPN通过提供身份验证,访问控制,保密性和数据完整性,以确保数据的安全。
一个典型的VPN架构应该包含公司总部的局域网(LAN),远程办公室局域网,伙伴或客户公司的局域网和远程个人用户。基本上有两种类型的虚拟专用网,远程访问VPN和点到点VPN。
1 远程访问VPN协议
要建立远程连接,客户端和服务器必须使用相同的VPN协议。
1.1 PPTP隧道协议
点对点隧道协议(PPTP)是一种支持多协议虚拟专用网络的网络技术,它工作在第二层。
PPTP由微软和其他远程接入设备供应商组成的PPTP论坛开发。
1.2 Layer Two Tunneling Protocol(L2TP)
L2TP是PPTP和第二层转发(L2F)的结合,具有这两个协议的优点,由IETF开发,现已成为IETF有关二层隧道协议的工业标准。
1.3 Internet Protocol Security(IPSec)
IPSec是IETF的开放标准框架,目标是确保网络层上的流量安全。
1.4 安全套接字层(SSL)
SSL是一种高层的安全协议,由Netscape开发。SSL是最常用的进行安全的Web浏览的协议,称为HTTPS。
1.5 多协议标签交换(MPLS)
MPLS的标签是一个基于分组交换技术,是从许多先前的技术,如Cisco的“标签切换”和IBM的“ARIS业务”等发展而来的。
2 VPN的分类
VPN技术的分类有多种可能。但把他们精确的分为不同的类别是比较困难的,在这些VPN之间有一些潜在的重叠。该技术可分为以下几种方法(如表1所示)。
2.1 信任和安全的VPN
根据虚拟专用网联盟(VPNC)的分类,虚拟专用网解决方案可分为安全,可信任的和混合的。
受信任的VPN包含一条或多条从服务供应商那里租用的信道。这些虚拟专用网,通常起源和终止于供应商网络。在这种VPN技术中,隐私和完整性是服务供应商在确保没有不同的用户使用相同的信道的情况下来提供的。MPLS就是一个正在使用的可信任VPN技术的例子。
构建安全的VPN采用了加密技术及其他安全机制(如认证,完整性检查)。这种情况下,网络流量在网络边缘或发送计算机端加密,然后通过公用网络发送到企业局域网端,在企业网络或接收计算机端解密。创建一个安全的VPN通常包括采购,配置和维护相应的硬件和软件。安全VPN技术的例子是PPTP,L2TP,IPSec和SSL。
应该说,可信任的VPN是不保证安全性的。如果保密是一个需要重点考虑的问题的时候,网络流量可在发送前加密通过可信任虚拟专用网,从而建立信任和安全的虚拟专用网之间的混合方法。安全VPN提供安全保证,但没有信道可靠性的保证。可信任虚拟专用网提供信道上的可靠性保障例如Qo S,但没有防止窥探或更改的安全保证。由于这些优势和劣势,混合虚拟专用网已经开始出现。
2.2 基于Web和基于客户端的虚拟专用网
它们通常用于支持远程接入用户。这并不一定意味着两个解决方案是彼此对立的。相反,它们是相辅相成的。基于Web的VPN是建立在SSL上的,在今天这被认为是标准的基于Web的VPN。任何带有Web浏览器的计算机经过身份认证后都可以连接到企业内部网上。基于Web的VPN解决方案降低了在维护一个客户端软件方面所需要的购买、安装和维持的开销。基于Web的VPN一般支持有限的Web应用程序。
基于客户端的VPN是建立在PPTP,L2TP,IPSec和SSL的基础上。基于客户端的VPN需要在那些远程接入到网络的客户机上安装客户端软件。基于客户端的VPN允许远程访问用户获得对企业网络的天衣无缝的接入。基于客户端的VPN解决方案需要购买,安装和维护客户端软件。
2.3 基于PE和基于CE的VPN
在基于CE的VPN,所有的VPN处理发生在CE设备中。隧道仅在两个CE设备之间创建,PE设备可以是标准的路由器和交换机。在基于CE的VPN中,CE设备需要大量的管理和配置。通常情况下,对客户端设备需要升级或购买。
基于PE的VPN,所有的VPN处理发生在PE设备。当采用这种解决方案,CE设备可以是标准的路由器和交换机。而VPN管理和配置需要在PE设备,因此,通常没有必要升级客户端的设备。
2.4 外包和内置的VPN
尽管有一些企业建设了自己的VPN,仍有许多公司把他们自己的VPN外包给VPN服务提供者。这些提供者大多是ISP(Internet Server Provider)方,在可升级的基础上管理和配置客户的VPN。外包简化了企业内部安全管理人员必须拥有的技能和内部安全开销。而且,这种VPN的开销是可预测的。然而,企业外包他们的VPN就丧失了控制他们VPN安全的能力。另外,外包的开销可能比自己建设和管理VPN的开销要多,尤其是当远程登录的用户和分支机构越来越多的时候(由于这个解决方案要向每个用户收费)。
3 怎么样选择合适的VPN
为不同的企业机构选择合适的方案时,这些选择的方案应该是最能满足这些企业需求的。在这里,以排除法来去掉那些不适合的,选择那些适合的。
当提供远程接入VPN方案,除了建立于SSL上基于Web的VPN和建立于PPTP、L2tp、IPSec或SSL上的基于客户端的VPN外其它的备选方案都可以被排除。基于MPLS的可信任的VPN方案也可以被排除,因为不可能把MPLS网络延伸到每一个远程接入用户。即使开销不是问题,建立在MPLS VPN技术上的可信任VPN方案来解决远程接入也只能支持固定位置的用户接入,对于移动用户一点也没有办法。为了选择合适方案,我们从以下几点来分析。
3.1 访问需求
建立在SSL VPN基础上基于Web的VPN方案对于那些有低接入需求的远程接入用户(例如接入在线浏览、定价列表、订单入口等基于Web的应用)是合适的。
以PPTP,L2TP,IPSec,或者SSL VPN为基础的基于客户端的VPN对于那些要求对企业网络有完全访问或大部分访问权限的远程接入用户是合适的。在这种方式下,远程用户能够从他们的PC机完全接入企业网中。
3.2 安全需求
建立在PPTP,L2TP技术上的基于客户端的VPN方案对于安全性要求较低的远程接入用户来说是一个不错的选择,由于它们的认证和加密算法是相对薄弱的。
以IPSec或SSL VPN为基础的基于客户端的VPN或以SSL VPN为基础的基于Web的VPN方案对于安全性要求较高的远程接入连接是合适的,由于他们都运用了有效的认证和加密算法。
3.3 协议支持的需求
以IPSec或SSL VPN为基础的基于客户端的VPN或以SSL VPN为基础的基于Web的VPN方案对于那些有较低的协议支持需求的远程接入用户来说是合适的,例如在那些仅仅让TCP/IP协议的数据包通过的广域网上。
而以PPTP,L2TP为基础的基于客户端的VPN方案对于要求多协议支持的远程接入用户适合的,例如需要有不同网络协议的(例如TCP/IP、IPX/SPX,或NetBEUI)支持。
3.4 开销需求
以SSL VPN为基础的基于Web的VPN方案由于仅需要Web浏览器通企业网络建立连接,所以对于那些要求开销比较低的远程接入用户是比较适合的。以PPTP,L2TP,IPSec,或者SSLVPN为基础的基于客户端的VPN方案由于需要安全并配置客户端才能通企业网建立连接,所以他对于那些具有较高开销预算需求的远程接入用户是适合的。
4 结束语
本文中对现在目前文献中出现的各种不同的VPN技术进行了分类,并分析了各类VPN技术的特点,分别从四个不同的方面分析了怎样选择合适的VPN。但是本文只是提供了一个选择VPN技术的方案,并没有具体的实施,因此,本文更近一步的工作是为那些选择了这些方案的用户建设这些方案或者在网络中模拟这些技术。
参考文献
[1]O.Freier,P.Karlton,and P.C.Kocker.The SSL Protocol:Version3.0.IETF RFC draft-freier-ssl-version3-02.November1996.
[2]赵春华.MPLS VPN的原理及构建.中国数据通信.2003.
[3]R.Fisli.Secure Corporate Communications over VPN-Based.WANs.Master’s Thesis in Computer Science at the School of Computer Science and engineering,Royal Institute ofTechnology,Sweden.2005.
接入选择 第2篇
摘 要：本文通过对光纤通信技术中的SDH/MSTP、光Modem、工业以太网、xPON和无线通信技术中的WiMAX、McWill技术、230电力无线宽带、公网3G/4G进行分析，提出了电力10kV通信接入网骨干层和接入层技术体制选择方案。关键词：10kV通信接入网；技术体制
0 引言
10kV通信接入网是变电站10kV（20kV/6kV）出线至配电网开关站、配电室、环网单元、柱上开关、配电变压器、分布式电源站点、电动汽车充换电站等的通信系统。目前，主要用于上传配电自动信息。
配电自动化以一次网架和设备为基础，以配电自动化系统为核心，综合利用多种通信方式，实现对配电系统的监测与控制，并通过与相关应用系统的信息集成，实现配电系统的科学管理。
本文通过对多种通信方式进行分析，提出适合电力10kV通信接入网的技术体制。技术体制概况
10kV通信接入网从介质上划分，可分为光纤通信技术、无线通信技术等；从性质上划分，可分为专网通信方式和公网通信方式。以下按照介质分类对10kV通信接入网适用技术进行介绍。1.1 光纤通信技术
光纤通信是以光波为信息载体的通信手段，具有容量大、可靠性高、保密性好、抗干扰能力强等优点，是数字通信的理想通道。目前可应用于配用电环节的光纤通信技术较多，根据设备类型和组网方式的不同，主要有SDH/MSTP、光Modem、工业以太网、xPON等。1.2 无线通信技术
无线通信是，具有容量较大、可靠性较高、组网灵活、不需要大量布线等优点，是数字通信的理想通道。目前可应用于10kV环节的无线通信技术较多，主要有WiMAX、McWill技术、230电力无线宽带、公网3G/4G等。技术体制介绍 2.1 光纤通信技术
（1）MSTP/SDH技术
SDH技术是面向连接的电路交换技术，比较适合传送传统的语音业务。它整个通信机制是先建立通信双方的通道连接，然后再在这个通道上进行通信和信令传送，待通信结束后释放该链路。近年来随着数据业务的不断增加，SDH已逐渐升级到MSTP(多业务传送平台)，它解决了以往SDH无法传送数据业务的问题通过GFP(通用帧封装协议)、LCA(链路容量调整方案)、虚级联技术使原有SDH可以传送以太网业务。
（2）光纤MODEM(RS232光猫)光纤MODEM类似协议转换设备，将RS232/485转换为光信号进行距离上的延伸，突破RS232/485距离限制。
（3）工业以太网
工业以太网EPA是专门为工业应用环境设计的标准以太网。在技术上与商用以太网(即IEEE802．3标准)兼容，在材质的选用、产品的强度、适用性以及实时性、可互操作性、可靠性、抗干扰性甚至本质安全等方面能满足工业现场的需要，组网方式灵活，可组成环网形成自愈。能更好的满足配电网复杂的网络结构，提高网络的可靠性。在每个配电终端配置一个多光口工业级以太网交换机，组网方式非常灵活，可以组成环网或者链路。工业以太网方式采用了以太网络的通信模式，结合配电网终端的现状与未来发展趋势提出的一种站端通信方式。以太网络技术的使用，使配电自动化系统在许多方面发生质的变化，可大大提高系统的信息交换速度，保障系统通信的高可靠性和高实时性。主要表现在：通信速度大幅度提高，整个系统的实时性更高，更多的信息可以在信道上传送。信息路由简单易行：以太网采用分层体系结构，可以使用路由器或网桥在IP层实现设备之间信息的路由。系统技术指标得到很大提高：馈线故障隔离时间以及非故障区段恢复供电时间是调配自动化系统的两个比较关键的指标，这两个指标主要取决于系统的通信，因此通信速度、通信质量的显著提高能够大大缩短隔离时间和恢复时间。
（4）xPON无源光网络
xPON技术全名为无源光网络技术。其主要特点为在光网络中使用无源分光器实现光路的分支，而不需要昂贵的光交换设备，以较低成本实现一到多的广播式光通信。发达国家广泛应用于公网通信中的接入网，主要应用于三网FTTx接入。xPON技术非常适合于10kV通信接入网的网络结构。EPON 技术的网络结构以树形结构为主，在构建树形网络时，它会有自己独特的优势。EPON 技术最大的特色则是无源分光器，直接利用分光器构建树形的光通信网络。随着EPON 技术的发展，新的ONU 设备可提供双PON 口，通过不同光路，上行到两台不同OLT 或同一台OLT 的不同PON 口，形成端到端的手拉手主备冗余组网；当主链路出现故障时，可自动切换到备用链路，链路切换时间小于50ms。EPON技术采用时分复用（TDM）的方式，在其分配的时隙内能独享带宽，同时又可根据资源情况动态分配时隙，实现带宽动态分配。
2.2 无线通信技术
（1）WiMAX技术
WiMAX技术全称为全球微波接入互操作性，是一项基于IEEE 802.16标准的宽带无线接入城域网技术。该技术采用了OFDM/OFDMA、HARQ、AMC、AAS、MIMO等先进技术，能提供面向互联网的高速连接。传输距离最远可达50km，并能在20MHz信道带宽下，支持高达75M的基站吞吐速率，并具有QoS保障、业务丰富多样等优点。
（2）McWill技术
SCDMA宽带无线接入系统，简称McWiLL，是基于现有窄带SCDMA技术，同时集智能天线、CS-OFDMA、增强零陷、信道跟踪和预测、动态信道分配、频空联合检测等核心技术为一体的宽带无线通信系统。单基站能够利用5MHz频段提供15Mbit/s双向传输速率，为单终端提供3Mbit/s的上下行传输速率，系统支持同频组网，具有QoS/GoS保障，上下行带宽灵活分配。可提供大容量的话音业务和高带宽数据性能,支持固定、便携以及全移动模式下的话音和数据业务，支持切换和漫游。
（3）230电力无线宽带
国家电网公司所属国网信息通信公司自主成功研发了TD-LTE 230M电力无线宽带通信系统，针对配用电网络地域分布广泛、测量监控点多、对通信实时可靠性要求较高等特点，首次将第四代无线宽带通信技术引入电力系统，解决了制约配用电网络智能化的通信问题，能够有效满足智能配用电业务实时大规模数据采集、传输以及安全可靠通信等方面的需要,将为我国发展智能电网提供重要技术支撑。
电力无线宽带通信系统单扇区通信速率达1.76Mbps/0.711Mbps(上行/下行)，无中继覆盖达到3公里/30公里(密集城区/郊区)，单基站支持同时在线用户13320个，具备组网灵活、业务应用接口丰富、支持多种信息加密技术等特点。
（4）公网3G/4G 目前3G/4G技术牌照及相应频率已分配给国内三大运营商，三大运营商都已经部署了3G/4G网络，并开展了商用运营。因此，租用3G/4G网络成为可能3G/4G在注重语音业务的同时，大大加强了数据业务的应用。随着国内3G/4G网络覆盖率的提高，业务应用日渐成熟，产业链发展进一步完善，业务应用越来越体现出高带宽、大容量、安全性好等优势。技术体制选择
鉴于配用电环节通信站点多、单点业务量小、业务类型丰富、非实时数据业务比重大等特点，配用电通信网最适合采用基于IP的数据网络方式建设。本规划建议各地市城区配用电通信网络采用分层结构，自上而下依次是：
骨干层，由配电自动化主站(设在配调中心)至各配电子站或通信子站(设在城区有10千伏出线的各变电站)。骨干层通信网络最适合采用光纤通信方式。考虑到各变电站在作为配电子站/通信子站的同时，自身也有调度通信、远动、保护等实时性、可靠性要求高的业务，故在目前来说，依托地区骨干MSTP传输网建设骨干层IP网络最为方便。骨干层网络结构宜具备自愈功能。
接入层，由各配电子站或通信子站(设在城区有10千伏出线的各变电站)至各配电终端。接入层又可分为主干接入层和分支接入层，主干接入层由各配电子站或通信子站至各开闭所、环网柜、配电所DTU和开关、分支箱FTU；分支接入层由各DTU和FTU至各配变TTU。接入层通信网络应因地制宜，可综合采用光纤专网、无线等多种通信方式。光纤专网方式因其传输容量大、安全性及可靠性高等优势，在条件许可时应优先采用；Wi-max、Mcwill、230电力无线宽带等无线专网方式无需有线介质，组网灵活，传输速率也可满足要求，非常适合于老旧线路多、网络结构复杂且变动频繁、光缆架设困难等地区(如老城区)，但存在实际应用经验少、须申请使用频段等缺点，且在城区基站选址建设有一定难度，终端设备的安装方式也
受到一些影响。结论
中小城市网吧ISP接入选择经验谈 第3篇
一、网络接入选择分析
在当前的Internet接入方式中，光纤接入确实一种非常理想的接入方式。然而ADSL网络接入却是目前网吧经营者普遍选择的网络接入方案。下面本人就对网吧的光纤接入和ADSL接入做一般分析和对网吧的网络设备进行分析。
ADSL即非对称数字用户环路技术，是利用现有的一对电话铜线，为用户提供下行(从因特网到用户端)最高8M带宽，上行(从用户端到因特网)最高640K带宽的宽带接入技术。
光纤接入是指局端与用户之间完全以光纤作为传输媒体，光纤接入可以分为有源光接入和无源光接入。光纤用户网的主要技术是光波传输技术。光纤接入是一种理想的宽带接入方式，可以很好地解决宽带上网的问题，速度快、障碍率低、抗干扰性强。
首先从价格和施工过程上看，网吧本身就是通过降低经营成本获取更高的利润，这个在2004年前是无可厚非的，因为2004年前ADSL和光纤接入的价格相差很大，主要体现在光纤接入的初期成本比较高，接入时用户需购买一对光／电转换设备(俗称光猫或者收发器)，光纤铺设过程很耗时，而且一旦投资了成本就不可撤回等，而且其资费较为昂贵，付费一般采取月租的方式；但随着技术的发展和生产的成本降低，现在ADSL的价格成本和：光纤接入相差不大了，如果4条ADSL按照来看，费用一般都在一个月在800多元人民币(因为属于商业用户)这个还是理想状态。如果光纤接入的的话，2M的光纤接入实际带宽是2M*2=4M，而且没有上下行的限制，实际使用相当于4条ADSL的效果，价格现在一般在11000／年。光纤铺设过程也很简单和省时，1sP的光纤覆盖到了很多的社区；光／电转换设备(俗称光猫或者收发器)也是由ISP提供，无需自己购买。所以价格和施工等方面没有大的差别。
其次售后服务上看，对于光纤接入的用户，1SP是24小时服务，除非不可抗拒的因数外，一般能在1、2个小时可以解决；如果是ADSL用户的话，ISP一般是在24小时处理，如果是晚上的话，就基本只有不营业了。
再次，现在的网吧竞争非常激烈，不时会出现有竞争对手的攻击，人为造成网络瘫痪。如果ADSL接入，只要有人在网络内部或者外部轻松发送大包就将会让ADSL的Modem处于瘫痪，如果采用光纤的话可以很好的避免这个问题。
二、接入设备购买经验
网络的架构应该严格按照网络规范进行：出口设备、核心设备、接入设备的方式，这样可以提高网络利用率，同时避免出现网络问题时无法下手判断，提高故障处理效率。
接入设备方面：由于网吧的顾客，现在一般都是聊天，看电影，打游戏的居多，网络内部相互访问的机会相对很少。现在网络病毒泛滥风行，网络设备选型和配置上就要小心。建议不要买HUB型的设备，因为，现在网络病毒传播最厉害的就是通过共享等局域网协议进行的，所以，最好做VLAN隔离。同时交换机也要支持端口的包的大小控制，以防止巨人帧和矮人帧的出现，影响网络设备的正常运行，造成网络堵塞。
买接入交换机也要买性能稳定和可以简单管理的，价格也高不了多少，作为接入层的设备，如果现在还能找到港湾的1024那肯定是最好的，我通过在很多网吧、小区宽带、校园网络中反复测试，性价比最高的就是这款设备了，当然华为的2403H也还可以，3COM的低端设备和中兴的接入设备(ZXR10 2826)比较便宜；其他，瑞捷、DLINK、博达等接入设备都还是可以用的。这些接入设备多在1000元多元就可以了。
核心设备，一般的中大型网络建议买3层交换机，三层交换机具有连接大型网络的能力，功能基本上可以取代某些传统路由器，但是价格却接近二层交换机。现在一台百兆三层交换机的价格只有几千元，与高端的二层交换机的价格差不多。另外可以在访问列表中进行设置，屏蔽掉一些病毒常用端口，以避免一些病毒在网络内部相互感染和传播。
本人通过在大中型校园网络和网吧中经常测试，CISC03550、3750都是不错的设备，但价格高了一点。性价比较好的是，锐捷的3750、华为的37等，价格便宜的有中兴的5928、博达的3224，中兴的T40也是可以的。
另外，在网络入口上，通常采取硬件防火墙、代理服务器、也有很多采用的是市场上用的宽带路由器和常用以前的老式的网络接入路由器(思科的2514、2516、3600等)。在网络的接口上我们主要针对没有多的公网地址，而做内部私有地址的转换功能。由于中间有三层交换机的存在，网络接入路由器的价格也是比较高的，所以一般不采用网络接入路由器。效果最好的是采用硬件防火墙，本身可以做很多应用规则对网络攻击有很好的防范，同时也提供地址转换功能。如：FORTNET200、NETSCREEN等都是很好的，但价格比较高。代理服务器：可以有二种类型，一种是采用市场上现有的代理服务器软件，安装在一台个人计算机上，这种方式使用起来比较方便，但不够灵活；还有一种是自己用LINUX做一个代理服务器(通常叫软路由)，这样的价格比较便宜，就需要一般的Pc配置二张好的网卡就可以了，自己可以灵活配置很多规则，但代理服务器配置起来比较麻烦，对于一般的网络管理人员来说可能有点不方便。还有就是，市场上使用的宽带路由器，这种方式是现在小型网吧使用的最多的，价格也是最便宜的，同时也是最方便的。
以我个人的经验，一般大型的网吧最好采用硬件防火墙，拥有界面友好、易于编程的JP过滤语言，并可以根据数据包的性质进行包过滤，数据包的性质有目标和源IP地址、协议类型、源和目的TCP/UDP端口、TCP包的ACK位、出站和入站网络接口等，有效地抗击各种攻击，保护内部网络安全和正常运行；中型的网络采用代理服务器方式，代理服务器最好自己通过LINUX配置，这样可以根据实际情况合理做好应用规则和合理分配缓存区域；小型的网吧可以采用宽带路由器(一般DLINK的比较多)，价格便宜，配置管理方便。
分布式电源接入配电网方案选择研究 第4篇
关键词：分布式电源,配电网,接入方案,发电密度,典型场景
0 引言
近年来由于资源与环境带来的问题愈加突出,可再生能源技术得到了更多的关注与研究。根据国家能源发展规划,将以“推动能源生产和利用方式变革,调整优化能源结构,构建安全、稳定、经济、清洁的现代能源产业体系”为目标[1,2]。同时政策导向与资金扶持进一步促进了分布式发电产业的兴起,大量分布式电源接入系统工程正在不同程度地开展。在项目建设的各个环节中,接入方案的选择与制定对分布式电源和配电网的安全运行影响重大。分布式电源接入必将对配电网产生不同程度的影响[3,4,5],如何适应分布式发电的特性,降低其不利影响,充分发挥其技术、经济和环保优势,满足可持续发展的要求是当前研究的一大焦点[6,7,8,9]。
我国幅员辽阔,自然与经济状况地区差异大,因此配电网的技术水平也存在较大差别,对分布式电源接入的适应性不同;同时不同地区分布式发电(新能源)规划建设的规模和形式不同,设计中所面对的场景多变,给方案选择带来诸多影响因素。
为此国家电网公司开展了相关专题研究并发布了分布式电源接入工程的典型设计,以指导接入系统工程设计[10,11]。但是在典型设计应用中存在诸多理解和把握的差异性,导致了方案选择的困难。为了更好地实现分布式发电与配电网的协调发展,有必要对分布式电源接入配电网的方案选择进行系统的分析与研究,确定针对不同场景接入方案制定的原则和方法,以指导分布式电源接入方案的合理选择,保证配电网安全运行和分布式发电的充分消纳。
1 分布式发电消纳的影响因素
研究分布式发电接入方式的目的在于促进其安全消纳,接入方案选择也需要从分析影响分布式发电消纳的因素入手。
1.1 配电网现状
由于经济技术等多方面因素,配电网发展具有不平衡性,不同地区、城乡之间均存在较大差异。现在基于配电网现状来分析影响分布式发电消纳的因素,主要有网架结构、负荷特性等因素。
1.1.1 网架结构与参数
网架结构与参数体现了配电网当前的供电能力,也直接影响分布式发电功率上送。在城市地区或经济发达地区,负荷需求大,网架相对坚强,表现为中压(10k V或20k V)配电站布点密集,配电台区供电半径短,线路线径较大;同时网架成环,分段较多,具有转供电能力,部分地区采用双环网配置,运行方式更加灵活。上述条件使变压器出口到用户端的电压损失较小,在负荷的峰谷时段均满足电压要求;当分布式电源接入后,即使部分时段功率返送也能够保证电压不越限、线路及变压器等不过载,为分布式发电消纳提供充分条件。
而在乡镇或偏远的农村,由于负荷密度小,在规划建设时即以相对经济的标准配置网架设备,一般情况下配电站布点稀疏,配电台区供电半径较大,线路线径较小;同时网架以辐射状为主,分段较少,不具有转供电能力,运行方式单一。上述条件使变压器出口到用户端的电压损失变化较大,在负荷高峰时段即存在低电压的风险;当分布式电源接入后,部分时段功率返送易导致末端电压抬升越限,甚至使线路及变压器满载或过载,产生运行风险,极大地限制了分布式发电的接入容量。
1.1.2 负荷分布与特性
负荷特性与地区经济发展状况及负荷类型相关,城市商业办公区及高密度住宅区负荷需求较大,分布式电源接入后易就地消纳,返送几率小,而且分布式电源接入有助于缓解设备重载和电压损失。工业园区负荷密度同样较大,而且时变特性稳定,当分布式电源容量较小或发电特性易于预测时,较易分析判断极端运行状态并针对存在问题做出应对措施。而乡镇或偏远的农村地区负荷分散,以居民负荷为主,分布式电源接入用户后部分时段电力剩余,功率返送产生的电压升高容易使末端电压超过限制,危害用电设备安全,同时易导致线路、变压器等过载。
1.2 分布式电源接入情况
分布式电源的发展速度、类型等因素同样影响着配电网对其消纳能力,必须考虑这一因素以进行方案的选择。
1.2.1 接入规模与密度
在不同地区,分布式发电的开发水平和条件存在明显差异,使其发电规模和密度也不尽相同,需要具体分析。城市地区土地资源紧张,环境影响压力大,目前以发展建筑光伏、小型风电和小容量天然气多联供为主,规模和密度相对较小。乡镇或偏远的农村地区空闲土地丰富,适合开发中小型光伏电站(几十千瓦至几兆瓦)、小型风电场(兆瓦级)、中小型资源综合利用发电厂(兆瓦级)及户用光伏发电(几千瓦)等。同时受国家和地区政策影响,部分地区分布式电源具有较大开发规模,平均密度较大,如“光伏扶贫”工程。
1.2.2 分布式电源类型
从目前分布式发电的发展形势来看,装机主要以光伏发电为主,占所有分布式发电的65%以上,资源综合利用占比约30%,其他类型仅为5%左右。光伏发电在大时间尺度上有较强的规律性而在短时具有随机性,随着发电功率预测技术的进步,已经能够对其发电进行预判。资源综合利用发电采用同步发电机形式并网,控制方式和手段均比较完备,而且发电资源可以存储,因此调度性好,可以适应电网的运行状态,为安全消纳创造条件。因此在接入设计中需要着重考虑发电具有随机特性的电源,分析存在的极端运行方式。
1.3 配电网智能化水平及规划发展情况
随着配电网相关技术和设备水平的发展,微电网技术、直流配电技术、主动配电网技术等不断进步,动态无功补偿、潮流控制、能量管理器等设备设施逐步推广应用,在规划设计、运行控制和运营方式等方面正全面提高配电网对多元化负荷和分布式电源的接纳能力。
随着配电网建设改造投资力度的加大,其薄弱环节正在逐步完善,在一次网架、设备设施、调度控制等方面逐渐获得提升。这为分布式电源接入提供了先决条件,对分布式发电开发和接入的中长期规划设计具有重要的参考价值,也是配电网与分布式发电协调发展的主要表现形式。
2 分布式电源接入方案选择原则和方法
2.1 接入方案选择原则
2.1.1 保证当前电网安全
分布式电源接入不应对原有配电网的运行和用户正常用电带来不良影响,因此选择确定接入方案时应首先以保证当前本地区配电网的运行安全为依据。当接入容量或接入点的选择导致配电设备过载、用户端电压超标时必须调整接入方案或调整接入容量。对于三相平衡供电线路,分布式发电功率返送产生的电压偏差Δu(标幺值)见式(1):
式中:Pdn为返送有功功率,k W;l为线路长度,km;R0为线路单位长度电阻,Ω/km;X0为线路单位长度电抗,Ω/km;φ为功率因数角,rad;Un为额定电压,k V。
可见线路截面小(单位长度阻抗大)、供电距离远容易产生电压越限,反之则首先受到设备载流能力限制。
2.1.2 促进分布式电源就地消纳
鼓励分布式发电的核心目的是充分利用其发电来满足当地负荷供电,以减少大规模输变电带来的电力损耗,同时大规模的功率返送对系统调度运行也将带来影响,因此分布式电源接入方案选择的第二原则为就地消纳。在方案选择时需要尽可能精确地测算发电与负荷的容量及时间特性,优先选择使发电能够在本配电台区或上一级变电站供电区域内完全消纳的方案。这一原则也体现为就近接入和灵活接入,在满足电网安全和保证消纳的基础上,可以充分利用附近配电网设施以方便灵活的方式接入,以减少接入投资和建设改造的工程量。
2.2 接入方案选择方法
选择确定分布式电源接入配电网方案是一个统筹分析发电与电网情况,互相协调、不断适应的过程,可以参考以下主要步骤。
1)分析分布式电源发展规模与地域分布。如采用集中电站模式(10k V或20k V)接入,则初步确定电站规模和位置;如采用380V(220V)低压接入,则根据发电分布和配电台区地理划分情况初步确定各台区包含的分布式电源装机容量。当不能确定分布式发电采用何种模式(中压集中或低压分散)接入时可以分别考虑不同方案类型。
2)分析分布式发电的消纳方式和范围,计算校核配电网的适应性。根据当地负荷分布、负荷特性和发电容量、发电特性分析接入台区(变电站)可能产生的最大返送功率;当总发电能够消纳时还需要计算各段线路的潮流情况并分析电压分布;如存在较大返送功率需要定量计算此时各线路的最高电压和设备荷载情况。
3)根据实际存在的问题调整接入方案。当分布式电源接入线路末端使电压不满足要求时可将并网点尽量向上级配电出口靠近以降低线路电压抬升;当设备容量不足时需要调整当前项目接入容量,分阶段并网并尽快开展配电网扩容改造。
3 典型场景及接入案例
3.1 乡村光伏扶贫接入
在国家相关政策的支撑下,光伏扶贫作为提高贫困地区人民收入的一种重要手段正在积极规划并开展实施,光伏扶贫工程具有接入规模大、发电功率密集、地区配电网相对薄弱等特点,同时当地负荷密度较小,使接入地区普遍存在功率返送的情况。针对这些特点并根据扶贫项目形式推荐采用以下接入方案。
3.1.1 户用光伏分散接入
在光伏扶贫地区, 当每户发电接入容量为2~3k W,剩余功率能够通过原有线路返送至配电变压器且电压满足要求时可以优先采用分散接入用户供电线路的方案,具有较少的投资和改造工程量。由于存在发电功率返送情况,当接入点在户表下方时需要将普通户表改造为双向记量表,当采用接入户表前端时可以不改造户表。典型的地理接线图见图1。
这种接入方案具有普遍适用性,同样可以适用于城市地区,在多户光伏发电小规模分散接入情况下采用。但是在工程设计中应注意光伏接入的三相平衡性,计算各相光伏接入容量,尽量保持容量三相均匀分布,保证用户的电能质量。
3.1.2 村级电站集中接入
当光伏项目利用空闲土地或采用分散接入不满足电压和设备载流能力要求时,需要对发电进行汇集,采取集中接入的方案。根据发电规模、地理分布和附近配电网设备设施(配电站室、线路等)的情况,接入方式可以采用专线接入配电站室和T接于线路。电压等级可以根据规模选择10k V(20k V)或380V接入,参考容量为400k W以下380V接入,2MW以上10k V(20k V)接入,是否可行还需要根据电压计算与设备载流能力综合判断。典型的接入方案见图2和图3。其中图2方案为光伏汇集并接入380V综合配电箱(配电室、箱式变压器等),图3方案为光伏升压后采用短线路就近接入10k V配电架空线路。
对于T接方案,由于T接处未配置开关设备,还应注意光伏发电接入后的故障定位与隔离,防止发电侧短路导致整条线路停电。
3.2 城市区域多分布式电源
城市地区配电网网架相对坚强,供电半径短,电压越限和设备过载问题很少,因此分布式电源接入方案应侧重方便性与灵活性,满足分布式发电就近接入、就地消纳的原则。当多种分布式电源同时接入时需要考虑其发电时变特性与调控性,对于有微电网建设改造和孤岛运行要求的用户要充分考虑能源综合利用和孤岛运行方式的可行性。光伏与分布式多联供发电接入用户配电系统的典型方案见图4。
此接入方案设计要对用户与公共电网之间的开关设备配置完善的保护与自动化功能,如发电条件允许可考虑用户孤岛运行方式。
4 结语
通过对影响分布式电源接入方式的因素进行分析,以保证电网供电安全、电能质量和就地消纳为原则,提出了分布式电源接入配电网方案选择及制定的一般方法和步骤。针对分布式电源接入城市和乡镇(村)的典型场景推荐了适应分布式发电发展模式和配电网现状的接入方案,为设计人员在实践中灵活应用典型设计提供参考。
接入选择 第5篇
关键词：宽带太原,双向改造,宽带接入方案
2015年,太原市在申报国家宽带城市建设试点的契机下,在全市实施了“宽带太原”专项行动计划。全力推进通信基础设施建设,全面提升太原市信息化应用水平。实施宽带提速工程,大幅提高入户接入能力。并确定如下发展目标:到2017年,太原城市家庭20兆及以上宽带的接入能力达到100%;农村家庭4兆及以上宽带的接入能力达到100%;固定宽带家庭普及率能达到94%以上。
太原是全国范围内第七个完成数字电视整体转换的城市,也是三网融合第二批试点城市之一。太原有线是太原市多元化信息运营市场主体之一,承担着太原市的广电网络建设运营及维护管理,必须积极响应“宽带太原”专项行动计划。
1 太原有线网络现状
太原有线电视网络始建于1991年,经过24年的发展,已拥有有线电视用户100余万户,全网实现双向覆盖用户90余万户。全网设总前端一个,已建成分前端22个,拟再新建分前端若干。环一级光纤网建设已经完成,网络传输主要采用1550nm+1310nm两级光纤传输模式,用户接入网采用双向HFC模式。
第一,一级光纤网主要使用1550nm光纤传输模式,总前端光发射机主备负载均衡,分前端的信号源及接收机为1+1热备份,采用光接收机主备自动切换,保证分前端信号源不间断传输。分前端信号源全部是双归属信号源,物理上采用双路接入,分前端以下采用双向HFC网络接入,HFC网络是光纤作干线、同轴电缆作分配网,构成的光纤同轴混合网。
第二,IP城域数据网络建设方面,太原有线完成了IP城域骨干网和接入网的建设工作。其中,骨干网是由核心层集群路由和汇聚层多业务网关组成的全业务承载网,具有多级QoS保证,汇聚层多业务网关上联采用10G和1G高带宽双归属架构连接,通过安全策略机制实现主备路由的快速保护。接入网采用基于DOCSIS3.0技术的CMTS,目前18个分前端的接入设备已全部就位,为太原有线互动电视、宽带业务、语音等“三网融合”业务提供了数据通信基础。
太原有线网络目前承载着标清电视162套、高清电视节目26套、1套3D直播频道、4套高清预留频道,2套高清轮播频道、数字声音广播节目6套,模拟电视节目6套。由于各种原因,宽带业务尚未开展,随着三网融合及宽带太原的进一步推进,宽带业务的开展已成为当务之急。
2 广电宽带接入方式比较
目前,广电网络宽带接入主要有CMTS+CM、EPON+EOC、EPON+LAN三种方式,各自优缺点比较如下。
2.1 CMTS+CM方式
CMTS+CM方式在光纤部分,上下行数据采用空分方式在同一光缆不同光纤传输,电视和数据的下行信号采用频分方式在同一光纤传输。电缆部分,上下行的信号都按照频分方式在同一电缆传输。
该接入方式优点为:充分利用现有的网络实现双向的传输;前期较少的投资就可在全网实现业务开展;该方式的相关标准和产品已成熟。
该接入方式缺点为:需对整个网络进行双向化改造,噪声的汇聚效应会对系统的带宽、性能造成影响,对同轴电缆和接头的施工质量有较高的要求,后期维护工作的量较大;下行传输带宽有限,可开通的用户数会受限制;需要高带宽的业务无法实现,不能提供全业务能力;系统后续的扩容成本会高;该方式产业化程度不高,供选择的系统及设备较少。
2.2 EPON+EOC方式
EPON+EOC在主干线部分采用EPON技术,可充分利用已有的光纤资源,光线路终端布置在分前端,光网络单元布置在光接收机与放大器。在光机或放大器后接近用户端的地方可根据现有网络情况采取不同的方式,插入局端设备,在终端放置相应的终端设备,通过现有的广电网络,实现双向化。
该方式优点为:充分利用了广电网络的现有同轴电缆、分支分配器等设备,用户端施工难度小,组网成本较低;在光机直接带户的情况下,工程量少,便于提高改造进度;系统传输质量受同轴电缆网络噪声的影响较小,施工中对同轴电缆系统的质量要求较低;头端的带宽可达到百兆,后期业务发展的需要完全可以满足。
2.3 EPON+LAN方式
EPON+LAN方式中,通过光线路终端接入数据网,光网络单元直接接入或经过下联交换机接入机顶盒,提供视频业务。
该接入方式优点为:有线企业无需在用户终端进行投入,整个网络的升级改造比较方便;接入带宽较高,且扩容性好,可实现全业务运营;通过外交互的方式,不需要占用同轴电缆的频率资源,光传输链路中无有源设备,便于维护,通过两张网的同时运营实现业务,单张网出现故障时业务互不影响;目前产品种类丰富,价位也较低;支持该方式的厂家较多,相关产品在兼容及价格方面有优势。
该方式缺点为:由于需运营两张网,对维护人员的要求较高;需在用户终端重新入户施工,施工的难度及施工量都会较大;五类线入户方式更适合还没有现成网络的企业来做。
2.4
三种接入方式成本比较见表1
3 基于太原有线现状的宽带接入选择
通过以上三种接入方式的比较可知,CMTS+CM的方式户均覆盖投资以及每户开通成本都是最高的,用户获得的带宽较低,成本较高;EPON+LAN的方式符合了光纤到户的网络发展大趋势,在成本及带宽方面有较大优势,但用户进户施工难度较大;EPON+EOC的网络覆盖方式成本在逐步下降,改造工作的量和难度较小,也符合了光纤到户的网络发展大趋势,并且用户可获得较高带宽,可满足全业务发展的需要。
三种接入方式中EPON+LAN的方式是成本最低的,且可实现全业务支撑,但实施中的工作量是最大的。在接入小区的网络建设过程中,需要小区开发商的大力配合,而且也面临其他通信运营商的强力竞争。从目前情况看,综合布线成本较高,实施难度较大。
CMTS+CM的方式目前存在着技术指标要求高、造价高、维护要求高等原因,但基于太原有线已基本完成双向网络改造的现状。笔者认为,可在不增加现有头端设备的基础上,通过在发展力度上的有效控制,在已完成双向改造的老旧片区,用户带宽需求相对较低的片区发展实施。在新建及用户集中的,对带宽需求较高的片区,可采用EPON+EOC的方式逐步改造实施。这样既可全面开展各项业务,又充分保护了前期的投资,使宽带业务逐步开展实施。
综上,在“宽带太原”专项行动全面开展的情势下,太原有线既要响应政府发展战略,尽快推出宽带业务。同时,要结合自身网络实际状况,选择适合自己的宽带方案。在此建议可以分类实施,在已完成双向拆分改造的片区实施CMTS+CM的方案,保护已有投资的同时基本满足用户需求;在新建片区实施EPON+EOC的方案,给用户提供更大的入户带宽,既满足太原市政府的宽带发展目标,又满足用户更高的业务需求情况。
参考文献
[1]李向东.有线电视网络宽带接入模式综述[J].有线电视技术,2005(22).
接入选择 第6篇
我国正式接入Internet是在1994年4月20日, 当时仅限于中科院、清华、北大的网络接入;1995年1月, 中国电信分别在北京、上海等地通过K专线接入美国, 并且通过电话网、DDN专线以及X.25网等方式开始向社会提供Internet接入服务, 用户可以通过电话拨号上网。当时的上网费用较为昂贵, 用户拨号上网的信息费是15-20元/小时, 这其中还不包括电话费在内, 而且拨号上网速率只有14.4Kbps。因此, 当时只有部分单位上网, 普通老百姓只能“望网兴叹”。到了2001年我国上网计算机数约1002万台, 其中专线上网计算机数为163万台。拨号上网计算机数为839万台。Internet上的应用服务也日益丰富, 视频点播、在线影院、交互式游戏、远程教育等、业务层出不穷。使人们一下子发现“世界原来这么小!”。虽然那时拨号上网的速率从14.4l Kbps提高到了56Kbps, 但仍赶不上应用服务对网络带宽的需求。因此, 宽带网络接入技术应运而生。
2 宽带接入技术的选择对比
如今宽带的接入技术已经得到了飞速的发展与应用, 先面对几种较为常见的接入技术进行分析比较。
2.1 ADSL接入方式
ADSL是一种利用现有市话双绞铜线作传输介质, 为用户提供高速数据传输的宽带接入技术。作为宽带接人解决方案中的热点技术, ADSL倍受电信运营商、Internet服务提供商以及设备制造商的关注, 在全世界得到广泛的应用, 其发展速度非常迅速。ADSL采用离散多频传输编码和无载波调幅、调相技术。从技术角度看, 它解决了交换机到用户传输不对称的交互式宽带通信问题, 在光纤接入网建成之前, 如果需要发展家庭点播电视、家庭电视教育、远程医疗等视像业务, 使用ADSL解决分散用户的宽带业务需要, 则无需对网络进行大规模的改造, 只需在现有铜绞线的两端分别加上一个调制解调器, 即可使传输速率增加几十倍。
应该说, ADSL是目前所有宽带接入技术中标准化程度较好、技术最成熟、商用化程度最高的接入技术, 并且ADSL技术已经和现在非常热门的ATM及IP技术很好地结合在一起, 从而使ADSL能够支持多种业务和应用。但是, ADSL目前也存在一些问题。一方面, 由于电缆中不同线路信号之间的相互串扰以及线路质量等原因, ADSL系统目前在一根电缆中的开通率还较低, 因此在我国大规模大面积地通过ADSL实现宽带接入还存在问题;另一方面, ADSL设备目前还比较昂贵, 安装还略显麻烦。此外, 由于ADSL的传输可靠性相对较低, 且传输速率也还很有限, 因而其主要适用于家庭用户和中小商业用户。
2.2 HFG接入技术
Cable Modem (线缆调制解调器) 利用已有有线电视网的HFC (Hybrid Fiber Coax) 系统接入Interact。目前的CATV系统中, Cable Modem上、下行信道分布在电视模拟信号所占频带50~550MHz的两侧, 其中, 上行信道频谱范围为5~45MHz, 下行信道频率范围为550~750MHz。其下行信道中每6MHz为一个子通道, 当采用64QAM调制方式时传输速率为25~40Mbps, 而用256QAM技术时速率可达40Mbps以上:由于其上行通道的RF频带中充满了尖锐的噪声、窄波段的干扰、宽波段的高斯噪声以及非线性干扰等, 一般采用慢速的具鲁棒性的DWMT或QPSK方式调制, 导致其上行信道中每个子通道的吞吐量为3~10Mbps。这种技术的另一个突出的优点是, 它只占用了有线电视系统可用频谱中的一小部分, 因而用户上网时不影响收看电视和使用电话。缺点是需要进行双向改造, 宽进一步扩展能力有限, 而且无法建设独立的社区内部网络平台。
2.3 LMDS接入技术
LMDS是一种高速固定无线接入技术, 可同时解决高速数据和话音业务的接入。它不需要市政管道资源来敷设光缆或电缆等线路设施, 因此它是新兴电信运营商的最佳选择。完整的LMDS网络包括3个组成部分:中心站、用户站和骨干网。中心站以蜂窝状进行配置, 每个中心站以点到多点的无线链路和本中心站服务区内的用户通信。根据系统可用度的要求, 每个服务区的覆盖半径为2~15km。各服务区之间可相互重叠。每个服务区又划分出许多扇区。可根据用户需求在该扇区内提供特定业务。各中心站通过光纤或者高速微波连入骨干网。LMDS一般工作在10GHz以上频段, 可用频带至少1GHz, 因而具有巨大的带宽资源。LMDS系统调制方式主要分为PSK和Qa M两种。
相对其它接入技术而言, LMDS有其固有的优势。首先, 建设LMDS时, 不像敷设有线接入设备那样需要市政管道资源;其次, LMDS安装调试容易。因而LMDS具有建设周期短、提供业务速度快的特点。LMDS的推广同样存在一些障碍, 如高频段的收发信机成本较高等。还需要注意的是, LMDS需要视距传输。在我国, 各个城市都经常会有新的高层建筑出现, 因而可能需要频繁调整LMDS收发设备, 以避开新的建筑物, 这必将增加运营维护成本。
2.4 以太网接入技术
在基于以太网技术的宽带接入网中, 用户侧设备只有链路层功能, 工作在Mux (复用器) 方式下, 各用户之间在物理层和链路层相互隔离, 从而保证了用户数据的安全性。另外, 用户侧设备可以在局端设备的控制下动态改变其端口速率, 从而保证用户最低接人速率、限制用户最高接入速率, 支持对业务的Qo S保证。局端设备还支持对用户的认证、授权和计费以及用户IP地址的动态分配。为了保证设备的安全性, 局端设备与用户侧设备之间采用逻辑上独立的内部管理通道。基于以太网技术的宽带接入网还具有强大的网管功能。与其他接入网技术一样, 它能进行配置管理、性能管理、故障管理和安全管理;还可以向计费系统提供丰富的计费信息, 使计费系统能够按信息量、连接时长或包月制等方式计费。
从发展前景来看, 基于以太网技术的宽带接入网也面临着高端设备相对缺乏、IP地址资源要求数量大、运营管理水平要求较高等问题, 但它完全可以应用在公网环境中, 为用户提供稳定可靠的宽带接入服务。另外由于基于以太网技术的宽带接入网给用户提供标准的以太网接口, 能够兼容所有带标准以太网接口的终端, 用户不需要另配任何新的接口卡或协议软件, 因而它又是一种十分廉价的宽带接人技术。基于以太网技术的宽带接入网无论是网络设备还是用户端设备, 都比ADSL、Cable Modem等便宜很多。基于以上考虑, 我们可以相信, 基于以太网技术的宽带接入网将在以后的宽带IP接入中发挥重要作用。
3 结论
当然我们也知道ADSL和HFC绝对不是宽带, 它们只是宽带的过渡, 它们的生命力是有限的。接入网的共同趋势都是逐渐将光纤化推向用户。总之, 随着接入网业务的不断增多, 例如视频点播 (v OD) 、远程教育、远程医疗、交互式图像游戏等业务的兴起, 所需的网络带宽将会越来越宽, 交互性越来越强, 接入网的宽带化将是不可避免的趋势。接入网市场将会成为未来几年信息产业中最炙手可热的市场之一, 人们的生活也将因之而改变。
参考文献
[1]崔红梅.VDSL接入技术及应用前景[J].科技情报开发与经济, 2005 (7) .
[2]张亚妮.基于HFC宽带网络的远程教育接入技术[J].中国有限电视, 2006 (2) .
[3]付文龙.宽带网络技术发展研究[J].建材技术与应用, 2006 (2) .
[4]刘在虎.小区宽带网络技术与实现[J].科技创新导刊, 2008 (20) .
接入选择 第7篇
新形势下,有线电视运营商需要转变观念、顺应趋势,从技术层面把有线电视网定位为互联网的一个重要组成部分,以适应媒体和信息服务双轨发展的需要,适应跨网跨屏全业务运营的需要。由于有线电视在20多年的发展历程中,为适应广播电视数字化和多业务发展的需要,普遍进行了“光进铜退”的多次升级改造,形成了巨额资产,投资亟待回收。沿着“光纤到户”这一终极目标,有线电视运营商只能采取逐步演进的策略,在保护既有投资、发挥自身特色和面向未来需要几个方面找到合适的平衡点[1,2,3]。
本文试图对当前主流的接入网技术路线做一个概括、对比,并结合形势发展需要和业务、技术的演变趋势,对新建、原已网改、待网改区域提出不同的建设改造模式和策略。
1 有线电视运营商未来业态分析
有线运营商当前开展的业务,从形态上来看主要有电视直播、互动点播、基于互动电视的增值业务应用、互联网及其他增值业务,上述业务在承载层面,电视直播业务还是以DVB模式为主,也有部分运营商在小规模试验IPTV的技术模式,互动点播当前仍然以IPQAM承载为主,其他增值业务则更多地承载在IP技术上,综合目前的业务形态及技术发展趋势,笔者认为,直播业务在很长一段时间内,仍然会维持DVB的射频传输,这主要得益于HFC网本身良好的广播传输能力,直播业务的规模IP化,取决于IP技术本身的Qo S保证及大规模组播技术应用成本的进一步降低;互动点播业务则会逐步向纯IP化过渡,IPQAM将会逐步收缩,其原因在于随着业务需求的增长,要求IPQAM进一步下移,导致建设成本大规模增长,OTT业务的异军突起,要求运营商不能仅构建支持自身业务需求的专用的网络,而应朝着更加开放、通用的目标前进。
总体来看,有线运营商未来几年的网络发展趋势还是RF+IP的架构,RF主要用于传输高质量的直播业务,用以形成相对IPTV、OTT等的高品质优势,IP则用于承载互动的、个性化的业务。
2基础网络演进情况及当前可选的建设和改造模式
光进铜退是一个大趋势,有线电视网络的基础网络建设节奏亦遵循了这一趋势,网络建设从早期的纯电缆网到一个光节点覆盖几千户甚至上万户,逐步过渡到FTTC(光纤到片区)、FTTB(光纤到楼栋)、FTTU(光纤到单元)以至现在的FTTH,光节点离用户越来越近。
光节点不断缩小,技术进步是一个因素,业务驱动才是最本质的推动力,利用有线电视网络进行数据传输,不同的基础网络建设模式有不同的可选方案,总结起来,FTTC主要利用CMTS技术,而FTTB、FTTU主要通过EPON+Eo C技术,FTTU也可以通过EPON+LAN技术来构建数据通道。
本省内有线运营商于2001年前后开展互联网接入业务,初期接入网层面普遍选用CMTS技术,受汇聚噪声、出口带宽、CMTS单位带宽成本较高等因素的影响,市场占有率较低;2006年开始引入EPON+Eo C、EPON+LAN技术,互联网业务发展势头良好,局部区域市场占有率已超过其他运营商。随着光技术应用成本的进一步降低,2012 年广电开始进行FTTH试点,在部分发展潜力好的新建小区利用FTTH技术构建有线电视网络,总结FTTH技术在广电应用的优势、劣势,积累FTTH建设和网络改造施工经验、运维经验,探索FTTH技术如何更好地服务有线运营商。
3 各种技术模式基础网络建设成本分析
笔者所在单位2012年选了数个新建小区作为FTTH的试点,专门对比FTTH、FTTB、FTTU三种模式的建设成本及特性,下面以一个典型的新建小区(2 400户)为案例对几种模式的建网成本进行对比,成本对比情况见表1,迭加用户渗透率变化因素时,几种技术模式的电视开通成本对比见表2。
元
表1 是以一个2 400 户用户规模的小区为原型所做的测算,详细的对比测算受篇幅限制,无法展现。表1 中:FTTH模式中在小区设置机房部署光放大器及第一级分光系统,在楼道部署二级分光系统;FTTU及FTTB模式在分前端部署光放大器,在小区设置两级分光系统,结构与FTTH类似,FTTU每光节点覆盖24户,FTTB每光节点覆盖48户;表中的无差异部分指无论对哪种技术模式均存在,且差别不大的部分;施工成本包括干线光缆的架设、电缆铺设,入户安装、箱体安装等;施工成本、辅材数据来源于笔者所在地数百个小区的案例实际;FTTB、FTTU均已做到有线电视全部开通信号,但FTTH还需根据用户入住情况配置用户光接收机;表中的建设成本包含了数据网络基础光缆、分光器等的投资,但未包含类似EPON、Eo C等数据设备的投资。
表1未提供详细的测算过程,FTTU和FTTB两种模式比较容易看懂,FTTH主要是迭加不同渗透率下光接收机的投入。
综合表1 和表2,可以得出结论:对于新建设的网络,在基础网络部分的投资FTTH、FTTU相差不大,FTTB仍然具有较大的成本优势;FTTH的投资分为两个阶段(基础网络建设部分和用户入住开通成本),用户开通成本在用户入住时才会发生。
4 网络改造的成本说明
已有网络改造的成本受限于现有网络的结构、原来的建设标准、老化程度等因素,很难一概而论,总体来看,FTTH的改造成本是最高的,基本等同于新建一张网的成本,接下来依次是FTTU(户均改造成本在200~310元之间)、FTTB(户均成本在几十到两百元之间)、FTTC(户均成本在几十到一百五十元之间)。
5 各种双向接入技术对比分析
5.1假设条件
仍然以前述的小区为案例,同时取35%的带宽并发率计算业务渗透率在10%~50%之间变化时的户均成本、入户带宽等指标变化情况。
EPON系统为GEPON,每个PON口提供1 000 Mbit/s的带宽。为充分保证服务质量,FTTH模式下,每个PON口最多下挂64个ONU;FTTU模式下,每个PON接口下挂32 个ONU;FTTB及FTTC模式下,每个PON接口下挂16个ONU。未来随着业务增长,可将PON升级至10GEPON或降低覆盖密度。
Eo C选择当前主流的低频Home Plug AV 74 系列芯片方案,为简化分析过程,每节点部署一台Eo C头端,实际应用中每节点下用户超过一定规模时,可对Eo C做堆叠,以提升性能。
为简化计算,假设用户分布情况完全平均。考虑到OLT成本远低于其他成本,测算中忽略PON接口的成本。主要设备测算单价(以当前正常采购价做参考):入户型ONU为420 元/台,LAN接入ONU为720 元/台,Eo C头端为1 200 元/台,Eo C终端为160 元/台,CCMTS头端为9 000元/台,CM终端为180元/台。
5.2 户均接入成本分析
根据5.1 的假设条件,结合第3 部分的基础网络建设成本,可计算出各种宽带渗透率下的户均接入成本变化,详见表3。
表3 中,户均成本包含基础网络建设成本、数据业务开通成本,具体计算过程未列出,有兴趣的读者可根据前面的条件,自行求证。
5.3 入户带宽变化情况
根据5.1的假设条件,可计算出各种宽带渗透率下的平均入户带宽变化,见表4。
表4中:平均入户带宽是指从分前端OLT设备直至用户端可用的带宽;受PON链路共享带宽及基础网络的限制,LAN,Eo C,CCMTS各种技术手段的入户带宽无差异。
对比成本变化、入户带宽变化两张表,可以发现:在当前的业务需求下,各种技术模式差异不大;LAN方式受基础网络建设成本的制约,户均成本劣势明显,原因在于无论业务渗透率如何,运营商需要为100%的用户线路买单,50%的业务渗透率是LAN方式与基于Ca⁃ble的接入技术成本对比翻转点;基于Cable的接入技术中,CCMTS受头端价格的制约,若光节点覆盖用户比较少(如案例中的48户/节点),成本劣势非常明显。
5.4 极限情况分析
前面根据实际运营中的情况,对各种接入技术做了对比,模型中的数据可应用于当前的网络建设中。表4 中的入户带宽由PON链路、入户链路两级共同决定,组网中,1 个PON口下挂多个ONU,入户链路的带宽高于PON链路,PON链路成为户均带宽的决定因素。在当前及今后一段时间内的带宽需求下,表中的户均带宽均能较好地支撑,随着需求带宽不断变大,PON链路可通过不断减少下挂节点数完成PON链路的扩容,到时,决定因素将会发生变化。
以上面的案例来看:FTTH的扩展能力是最强的,以当前的技术条件至少可扩展至上百兆,后续随着10G EPON技术的使用,入户带宽还能进一步扩大;LAN的接入方式,入户带宽受限于五类线的传输能力,理论上限接近百兆;Eo C的接入方式,受限于头端数量,可通过堆叠进行扩容,入户带宽上限接近表中的上限数据37 Mbit/s;CCMTS的接入方式,以上表的数据单台头端入户带宽上限在50 Mbit/s左右。
6 FTTH,FTTU,FTTB和FTTC四种模式综合对比
通过前面的分析,可以得出表5所示的对比情况。
7 结论
接入选择 第8篇
本文将对接入中继时在回程链路消耗的无线资源考虑在内,提出以最大化系统吞吐量为目标的基于两跳链路的接入点选择算法。
1 提出的基于两跳链路的接入点选择算法
1. 1 算法概述
传统的接入点选择算法只是直接对比接入链路和直接链路的链路质量,选择质量较好的一条链路接入。对于接入中继的两跳用户,它的数据传输既要经过回程链路又要经过接入链路,即数据的传输不仅受接入链路质量的影响同时还要受回程链路质量的影响,另外经过回程链路的传输也会消耗更多的无线资源。传统的接入点选择算法仅仅比较了接入链路和直接链路的链路质量。当接入链路质量较好时,用户会选择接入中继,但会在回程链路消耗额外的无线资源,因此,此时并不能保证接入中继比接入基站能够使系统的单位带宽传输数据的速率更高。
基于上述问题,本文将在基于SINR接入点选择算法的基础上,对接入中继时的判决准则进行改进,即综合考虑链路质量和在回程链路上消耗的无线资源,以最大化系统的吞吐量。用户对链路质量进行测量后,会根据链路的SINR向基站反馈对应的CQI,基站会根据用户反馈的CQI确定相应的调制编码方式,即可以确定对应的传输速率。这里为了简化分析,通过香农公式把SINR映射成对应的传输速率。由香农公式可得在相同的带宽条件下,SINR越大则可达的传输速率越高,如下式:
其中,R表示可达的传输速率,B代表占用的带宽。所以为了使系统吞吐量达到最大,即在占用的带宽相同的条件下,选择SINR较大的接入点就能使传输速率更高,这样系统的吞吐量就会更大。然而对于两跳用户来说,其传输数据会在回程链路占用额外的无线资源。即在传输相同数据的情况下,它既要消耗接入链路的无线资源又要消耗回程链路的无线资源。所以进行接入选择时,需要根据回程链路和接入链路求出一个接入中继时等效的信干噪比SINReff来和接入基站时的信干噪比SINRe NB - UE进行比较。
1. 2 算法流程
(1)计算出用户接入基站时在直接链路的信干噪比SINRe NB - UE,如下式:
其中,Pe NB - UE表示用户从基站接收到信号的功率,Ie NB - UE表示用户接入基站时所受到的干扰,N表示噪声。
(2)计算用户接入中继时在接入链路的信干噪比SINRRN - UE和基站到中继节点链路的信干噪比SINRe NB - RN,并转化为用户接入中继时的等效信干噪比SINReff,如下式:
其中,PRN - UE表示用户从中继节点接收的信号功率,Pe NB - RN表示中继节点从基站接收的信号功率,IRN - UE表示用户接入中继时受到的干扰,Ie NB - RN表示中继节点受到的干扰。设两跳用户在接入链路上分配的带宽为BA,则在接入链路上的可达传输速率可以表示为:
从基站到两跳用户的数据传输同样要经过回程链路,只有回程链路和接入链路达到相同的传输速率才能保证两跳用户的传输速率为RA。因此,假设回程链路达到相同传输速率时占用的带宽为BB,则满足下式:
所以可得两跳链路等效的SINReff满足下式:
可以推出:
令:
则可进行如下推导:
即:
(3)根据上述步骤计算出来的用户接入基站时的信干噪比SINRe NB - UE和用户接入中继时的等效信干噪比SINReff,选择一个较大的作为接入点,如下式:
其中,N表示用户选择的接入点。
2 仿真结果与分析
2. 1 仿真参数设置
本文将通过LTE-A中继网络下行系统级仿真平台对不同的接入点选择算法进行性能评估[7]。其中,基站处于小区的正中心,并且在每个扇区中定向天线增益最大的方向部署一个中继站,扇区内随机分布50 个用户。基站使用2 根发射天线,中继节点使用2 根接收天线和2 根发射天线,终端使用2 根接收天线。基站和中继之间为视距传输,并且在接入域基站和中继节点采用正交资源的划分方式。主要仿真参数如表1 所示,更详细的参数可参见文献[8]。
2. 2 接入中继用户数比较
基于距离的接入点选择算法仅根据节点的发射功率和用户到节点的距离来确定用户的接入点。这种方式明显不适合现实中地形复杂的蜂窝小区场景,所以本文仿真中不对其进行考虑。所以,接下来主要对其它几种接入点选择算法进行仿真对比。
对于不同的用户分布,接入中继的用户个数会有所差异。如图2 所示,给出了在用户分布相同的情况下,三种接入点选择算法下接入中继节点的用户数占总用户数的比例。当采用基于接收功率的接入点选择算法时,系统中接入中继节点的用户较少。而当采用基于SINR的接入点选择算法时,接入中继节点的用户增多。这是因为中继节点的发送功率要远低于基站的发送功率,而当计算SINR时,接入中继节点的用户只受到相邻小区中继节点的干扰,要小于接入基站时受到的干扰。因此,和基于接收功率接入点选择算法相比,采用基于SINR的接入点选择算法时,中继节点的覆盖范围要变大。对于基于两跳链路的接入点选择算法,中继节点的覆盖范围则介于上述两者之间。这是因为当用户处于基站和中继节点的中间某处时,即从两者接收的SINR相差不大时,由于接入中继节点要达到相同的速率会消耗更多的带宽,因此,其接入中继等效的SINR要小于接入基站的SINR,此时用户会选择接入基站。所以,和基于SINR的接入点选择算法相比,采用基于两跳链路的接入点选择算法时,接入中继的用户要变少。
2. 3 吞吐量比较
如图3 所示,给出了不同接入点选择算法下,系统吞吐量的CDF曲线。由于新提出的基于两跳链路的接入点选择算法综合考虑了链路质量和消耗的无线资源,所以在用户进行接入点选择时,会选择一个在消耗相同数量无线资源块的情况下能够使系统的吞吐量最大化的接入点。因此,基于两跳链路的接入点选择算法的系统吞吐量要略优于其它两种传统的接入点选择算法。
如图4 所示,给出了在不同接入点选择算法下,系统的平均吞吐量。
如表2 所示,给出了不同接入点选择算法下,系统平均吞吐量的增益。可以看出,相比基于SINR的接入点选择算法,基于两跳链路的接入点选择算法可以使吞吐量增加近2% 。
如图5 所示,给出了在不同的接入点选择算法下,中继节点处于不同位置对系统平均吞吐量的影响。通过改变基站和中继节点的距离来观察不同的接入点选择算法对系统平均吞吐量造成的影响。设小区的半径为R,这里给出了基站和中继节点的距离从0. 2R到R变化时,系统平均吞吐量的变化。可以看出当中继节点距离基站过近时,在传统的接入点选择算法下的系统吞吐量会低于无中继场景下的系统吞吐量。这是因为当中继节点距离基站很近时,此时用户从基站和中继节点的接收信号都很好,当信号质量差别不大时,若用户选择中继节点接入,由于此时传输相同的数据会消耗更多的物理资源块,从而导致系统的吞吐量降低。然而随着中继节点向小区边缘移动,一些从基站获得较低信号质量的边缘用户可能会选择中继站接入,提高了信号质量,从而提升系统平均吞吐量。在基于两跳链路的接入点选择算法下,当中继节点距离基站较近时,由于算法综合考虑了链路质量和消耗的无线资源再确定接入点,所以系统吞吐量没有明显降低。但当中继节点距离基站较远时,系统的吞吐量则有明显提高。
3 结束语
本文针对传统的接入点选择算法没有考虑到接入中继时会在回程链路消耗额外的无线资源,提出了以最大化系统吞吐量为目标的基于两跳链路的接入点选择算法。通过仿真表明,新提出的基于两跳链路的接入点选择算法相比传统的接入点选择算法能够提升系统的吞吐量。在不同的接入点选择算法下,本文对基站和中继站的距离对系统吞吐量的影响进也行了仿真分析,结果表明基于两跳链路的接入点选择算法有较好的表现。
参考文献
[1]曾媛,徐景,杨馨.LTE-Advanced系统中继技术进展[J].中兴通讯技术,2011(5):20-23.
[2]Ghosh A,Ratasuk R,Mondal B.LTE-advanced:next-generation wireless broadband technology[J].Wireless Communications,IEEE,2010,17(3):10-22.
[3]Sreng V,Yanikomeroglu H,Falconer D D.Relayer selection strategies in cellular networks with peer-to-peer relaying[C].Vehicular Technology Conference,2003.VTC 2003-Fall.2003 IEEE 58th.Piscataway:IEEE,2003:1949-1953.
[4]Bletsas A,Lippnian A,Reed D P.A simple distributed method for relay selection in cooperative diversity wireless networks,based on reciprocity and channel measurements[C].Vehicular Technology Conference,2005.VTC 2005-Spring.2005 IEEE 61st.Piscataway:IEEE,2005:1484-1488.
[5]Hu H,Yanikomeroglu H,Falconer D D.Range extension without capacity penalty in cellular networks with digital fixed relays[C].Global Telecommunications Conference,2004.Piscataway:IEEE,2004:3053-3057.
[6]Sun C,Wang X,Wang W,et al.A novel route selection strategy in decode-and-forward relay enhanced LTE-A network[C].IET International Conference on Communication Technology and Application(ICCTA 2011),2011:384-388.
[7]Ikuno J C,Wrulich M,Rupp M.System level simulation of LTE networks[C].Vehicular Technology Conference(VTC 2010-Spring),2010 IEEE 71st.Piscataway:IEEE,2010:1-5.