变电站光通信设计方法及装置与流程
本发明属于光通信技术领域，尤其涉及一种变电站光通信设计方法及装置。
背景技术：
在变电站通信设计过程中，需要对数字段的衰减受限再生段长度、色散受限再生段长度、光衰与光放添加情况等方面进行计算。这一过程所需计算的数据量较大，同时随着两变电站之间的光缆长度不同，计算公式也会有所变化，因此仅仅依靠设计人员人工计算不仅需要耗费大量的时间，同时也容易出现错误。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明实施例提供了一种变电站光通信设计方法及装置，以解决现有技术中通过人工计算容易出错的问题。
本发明实施例的第一方面，提供了一种变电站光通信设计方法，包括：
接收站间参数；所述站间参数包括站间光缆距离、站间连接器个数和光纤熔接接头平均损耗；
根据所述站间光缆距离确定光接口类型；其中，一种所述光接口类型对应一个预设范围的所述站间光缆距离；
根据所述站间参数计算衰减受限再生段长度、色散受限再生段长度和传输质量；
根据计算结果得出所需添加的光衰或光放的大小。
优选的，所述根据所述站间参数计算衰减受限再生段长度和色散受限再生段长度具体为：
当再生段长度L为75～125km时，通过公式：
计算所述衰减受限再生段长度；
当再生段长度L小于75km或大于125km时，通过公式：
计算所述衰减受限再生段长度；
其中，L1为衰减受限再生段长度；Ps为S点光发送功率；Pr为R点光接收灵敏度；Pp为最大光通道代价；ΣAc为S点和R点之间站间连接器损耗之和；Af为光纤平均衰减系数；As为光纤固定熔接接头平均损耗；Mc为光缆富余度，当再生段长度L为75km～125km时，Mc＝0.04L，当再生段长度L小于75km时，Mc取3dB，当再生段长度L大于125km时，Mc取5dB；
通过公式：
计算所述色散受限再生段长度；
其中，L2为色散受限再生段长度；Dmax为S点和R点之间设备允许的最大总色散值；D为光纤色散系数。
优选的，所述传输质量包括光缆衰减、总衰减、光接收功率Pa、功率电平富裕度和S点和R点之间光纤总色散；
所述根据所述站间参数计算传输质量具体为：
通过公式：
光缆衰减＝(Af+As)*L3；
总衰减＝光缆衰减+∑Ac+Pp+Mc；
Pa＝最小发送功率-总衰减；
功率电平富裕度＝Pa-Pr；
S点和R点之间光纤总色散＝L3*D
计算所述传输质量；其中L3为站间光缆长度。
优选的，所述光接收功率的范围为：
Pr+α(B-Pr)≤Pa≤B-α(B-Pr)；
其中，α为系数，0.1≤α≤0.3；B为最小过载点电平。
优选的，所述根据计算结果给出所需添加的光衰或光放大小包括：
在所述光接收功率的范围不满足Pr+α(B-Pr)≤Pa≤B-α(B-Pr)时，检测所述光接收功率与所述R点光接收灵敏度和所述最小过载点电平的大小关系；
在所述光接收功率小于所述R点光接收灵敏度时，添加光放，且添加的光放大小为：0.5*(Pr+B)-Pa；
在所述光接收功率大于所述最小过载点电平时，添加光衰，且添加的光衰大小为：Pa-0.5*(Pr+B)。
本发明实施例的第二方面，提供了一种变电站光通信设计装置，包括：
接收模块，用于接收站间参数；所述站间参数包括站间光缆距离、站间连接器个数和光纤熔接接头平均损耗；
确定模块，用于根据所述站间光缆距离确定光接口类型；其中，一种所述光接口类型对应一个预设范围的所述站间光缆距离；
计算模块，用于根据所述站间参数计算衰减受限再生段长度、色散受限再生段长度和传输质量；
优化模块，用于根据所述计算模块的计算结果得出所需添加的光衰或光放的大小。
优选的，所述计算模块具体用于：
当再生段长度L为75～125km时，通过公式：
计算所述衰减受限再生段长度；
当再生段长度L小于75km或大于125km时，通过公式：
计算所述衰减受限再生段长度；
其中，L1为衰减受限再生段长度；Ps为S点光发送功率；Pr为R点光接收灵敏度；Pp为最大光通道代价；∑Ac为S点和R点之间站间连接器损耗之和；Af为光纤平均衰减系数；As为光纤固定熔接接头平均损耗；Mc为光缆富余度，当再生段长度L为75km～125km时，Mc＝0.04L，当再生段长度L小于75km时，Mc取3dB，当再生段长度L大于125km时，Mc取5dB；
通过公式：
计算所述色散受限再生段长度；
其中，L2为色散受限再生段长度；Dmax为S点和R点之间设备允许的最大总色散值；D为光纤色散系数。
优选的，所述传输质量包括光缆衰减、总衰减、光接收功率Pa、功率电平富裕度和S点和R点之间光纤总色散；
所述计算模块还用于：
通过公式：
光缆衰减＝(Af+As)*L3；
总衰减＝光缆衰减+∑Ac+Pp+Mc；
Pa＝最小发送功率-总衰减；
功率电平富裕度＝Pa-Pr；
S点和R点之间光纤总色散＝L3*D
计算所述传输质量；其中L3为站间光缆长度。
优选的，所述光接收功率的范围为：
Pr+α(B-Pr)≤Pa≤B-α(B-Pr)；
其中，α为系数，0.1≤α≤0.3；B为最小过载点电平。
优选的，所述优化模块包括：
检测单元，，用于在所述光接收功率的范围不满足Pr+α(B-Pr)≤Pa≤B-α(B-Pr)时，检测所述光接收功率与所述R点光接收灵敏度和所述最小过载点电平的大小关系；
处理单元，用于在所述检测单元检测到所述光接收功率小于所述R点光接收灵敏度时，添加光放，且添加的光放大小为：0.5*(Pr+B)-Pa；以及在所述光接收功率大于所述最小过载点电平时，添加光衰，且添加的光衰大小为：Pa-0.5*(Pr+B)。
本发明实施例相对于现有技术所具有的有益效果：本发明实施例，根据所述站间参数自动确定光接口类型，并根据所述站间参数自动计算衰减受限再生段长度、色散受限再生段长度、传输质量、光衰和光放，然后根据计算结果得出所需添加的光放或光衰的大小，从而能够有效解决光接口选型计算过程中计算量大、易出错等问题，实现再生段长度自动计算、自动生成通信设计报告中所需的传输质量指标估算表等功能，进而提高变电站通信设计人员的工作效率，对于变电站光通信设计具有普遍适用性，适合大范围推广应用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的变电站光通信设计方法的流程图；
图2是本发明实施例提供的根据计算结果得出光衰或光放的大小的流程图；
图3是本发明实施例提供的变电站光通信设计装置的结构框图；
图4是本发明实施例提供的优化模块的结构框图。
具体实施方式
以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。
为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
实施例一
图1示出了本发明实施例一提供的变电站光通信设计方法的实现流程，详述如下：
步骤S101，接收站间参数。
其中，所述站间参数可以包括变电站站名、站间光缆距离、站间连接器个数和光纤熔接接头平均损耗。例如，可以通过设置输入功能区，用来接收用户输入的两个变电站之间的站间参数。
步骤S102，根据所述站间光缆距离确定光接口类型。
其中，一种所述光接口类型对应一个预设范围的所述站间光缆距离。所述光接口类型与所述站间光缆距离的对应关系可以根据实验得出，设置成光接口对应库。在接收到所述站间光缆距离时，通过所述光接口对应库匹配出对应的光接口类型。
另外，上述的光接口类型与所述站间光缆距离对应关系，也可以通过统计不同厂家提供的各类光接口的参数总结后获取。
本实施例中，可以采用excel文件存储光接口参数。表1、表2和表3为部分光接口参数。
表1 STM－4光接口参数
其中，表1中*表示待将来国际标准确定；NA表示不作要求。
表2 STM-16光接口参数
其中，表1中*表示待将来国际标准确定；NA表示不作要求。
表3 STM-64光接口参数
其中，表1中*表示待将来国际标准确定；NA表示不作要求。
步骤S103，根据所述站间参数计算衰减受限再生段长度、色散受限再生段长度和传输质量。
具体的，步骤S103中根据所述站间参数计算衰减受限再生段长度和色散受限再生段长度具体过程可以为：
当再生段长度L为75～125km时，通过公式：
计算所述衰减受限再生段长度。
当再生段长度L小于75km或大于125km时，通过公式：
计算所述衰减受限再生段长度。
其中，L1为衰减受限再生段长度；Ps为S点光发送功率；Pr为R点光接收灵敏度；Pp为最大光通道代价；∑Ac为S点和R点之间站间连接器损耗之和；Af为光纤平均衰减系数；As为光纤固定熔接接头平均损耗；Mc为光缆富余度，当再生段长度L为75km～125km时，Mc＝0.04L，当再生段长度L小于75km时，Mc取3dB，当再生段长度L大于125km时，Mc取5dB；
通过公式：
计算所述色散受限再生段长度。
其中，L2为色散受限再生段长度；Dmax为S点和R点之间设备允许的最大总色散值；D为光纤色散系数。
本实施例中，光缆传输再生段长度小于所述衰减受限再生段长度和所述色散受限再生段长度中的任意值。即，再生段设计长度取值小于L1和L2。
本实施例中，所述传输质量包括光缆衰减、总衰减、光接收功率Pa、功率电平富裕度和S点和R点之间光纤总色散。步骤S103中所述根据所述站间参数计算传输质量的过程具体可以为：
通过公式：
光缆衰减＝(Af+As)*L3；
总衰减＝光缆衰减+∑Ac+Pp+Mc；
Pa＝最小发送功率-总衰减；
功率电平富裕度＝Pa-Pr；
S点和R点之间光纤总色散＝L3*D
计算所述传输质量；其中L3为站间光缆长度。
本实施例中，当光接收功率处于R点光接收灵敏度与最小过载点电平之间时，光接口满足工程需求。为满足接收端收到的光信号处于较优的值，光接收功率应位于R点光接收灵敏度与最小过载点电平之和的平均值附近。优选的，所述光接收功率的范围可以为：Pr+α(B-Pr)≤Pa≤B-α(B-Pr)。其中，α为系数，0.1≤α≤0.3；B为最小过载点电平。一个实施例中，α可以取值为0.2，但并不以此为限，可以根据实际需要调整α的取值。
步骤S104，根据计算结果得出所需添加的光放或光衰的大小。
本实施例中，当光接收功率小于R点光接收灵敏度时需要增加光放，当光接收功率大于最小过载点电平时需要增加光衰。具体的，参见图2，一个实施例中，本步骤可以通过以下过程实现：
步骤S201，在所述光接收功率的范围不满足Pr+α(B-Pr)≤Pa≤B-α(B-Pr)时，检测所述光接收功率与所述R点光接收灵敏度和所述最小过载点电平的大小关系。
步骤S202，在检测到所述光接收功率小于所述R点光接收灵敏度时，添加光放，且添加的光放大小为：0.5*(Pr+B)-Pa。
步骤S203，在检测到所述光接收功率大于所述最小过载点电平时，添加光衰，且添加的光衰大小为：Pa-0.5*(Pr+B)。
在计算出衰减受限再生段长度、色散受限再生段长度、传输质量、光衰和光放以后，可以根据计算结果，对变电站间所选光接口进行评价，结合计算出的光衰与光放的添加建议，优化光传输通道。
进一步的，该变电站光通信设计方法还可以包括：显示计算出的衰减受限再生段长度、色散受限再生段长度、传输质量、所需添加的光衰或光放。
进一步的，该变电站光通信设计方法还可以包括：将计算出的衰减受限再生段长度、色散受限再生段长度、传输质量、所需添加的光衰或光放输出为预设格式的文件。例如，可以将计算输出为WORD文档，自动生成变电站通信设计中所需的表格。
上述变电站光通信设计方法，根据所述站间参数自动确定光接口类型，并根据所述站间参数自动计算衰减受限再生段长度、色散受限再生段长度、传输质量、光衰和光放，然后根据计算结果得出所需添加的光放或光衰的大小，从而能够有效解决光接口选型计算过程中计算量大、易出错等问题，实现再生段长度自动计算、自动生成通信设计报告中所需的传输质量指标估算表等功能，从而提高变电站通信设计人员的工作效率，对于光放和光衰的选择能够进一步确定较优的光接收功率，对于变电站光通信设计具有普遍适用性，适合大范围推广应用。
应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
实施例二
对应于上文实施例所述的变电站光通信设计方法，图3示出了本发明实施例提供的变电站光通信设计装置的结构框图。为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分。
参照图3，该装置包括接收模块301、确定模块302、计算模块303和优化模块304。
接收模块301，用于接收站间参数。所述站间参数包括站间光缆距离、站间连接器个数和光纤熔接接头平均损耗。
确定模块302，用于根据所述站间光缆距离确定光接口类型。其中，一种所述光接口类型对应一个预设范围的所述站间光缆距离。
计算模块303，用于根据所述站间参数计算衰减受限再生段长度、色散受限再生段长度和传输质量。
优化模块304，用于根据所述计算模块303的计算结果得出所需添加的光衰或光放的大小。
一个实施例中，所述计算模块303具体可以用于：
当再生段长度L为75～125km时，通过公式：
计算所述衰减受限再生段长度。
当再生段长度L小于75km或大于125km时，通过公式：
计算所述衰减受限再生段长度。
其中，L1为衰减受限再生段长度；Ps为S点光发送功率；Pr为R点光接收灵敏度；Pp为最大光通道代价；∑Ac为S点和R点之间站间连接器损耗之和；Af为光纤平均衰减系数；As为光纤固定熔接接头平均损耗；Mc为光缆富余度，当再生段长度L为75km～125km时，Mc＝0.04L，当再生段长度L小于75km时，Mc取3dB，当再生段长度L大于125km时，Mc取5dB。
所述计算模块303具体还可以用于：通过公式
计算所述色散受限再生段长度。其中，L2为色散受限再生段长度；Dmax为S点和R点之间设备允许的最大总色散值；D为光纤色散系数。
本实施例中，所述传输质量包括光缆衰减、总衰减、光接收功率Pa、功率电平富裕度和S点和R点之间光纤总色散。所述计算模块303还用于：
通过公式：
光缆衰减＝(Af+As)*L3；
总衰减＝光缆衰减+∑Ac+Pp+Mc；
Pa＝最小发送功率-总衰减；
功率电平富裕度＝Pa-Pr；
S点和R点之间光纤总色散＝L3*D
计算所述传输质量；其中L3为站间光缆长度。
优选的，所述光接收功率的范围为：
Pr+α(B-Pr)≤Pa≤B-α(B-Pr)；
其中，α为系数，0.1≤α≤0.3；B为最小过载点电平。
参见图4，一个实施例中，所述优化模块304可以包括检测单元401和处理单元402。
检测单元401，用于在所述光接收功率的范围不满足Pr+α(B-Pr)≤Pa≤B-α(B-Pr)时，检测所述光接收功率与所述R点光接收灵敏度和所述最小过载点电平的大小关系。
处理单元402，用于在所述检测单元检测到所述光接收功率小于所述R点光接收灵敏度时，添加光放，且添加的光放大小为：0.5*(Pr+B)-Pa；以及在所述光接收功率大于所述最小过载点电平时，添加光衰，且添加的光衰大小为：Pa-0.5*(Pr+B)。
上述变电站光通信设计装置，能够有效解决光接口选型计算过程中计算量大、易出错等问题，实现再生段长度自动计算、自动生成通信设计报告中所需的传输质量指标估算表等功能，从而提高变电站通信设计人员的工作效率，对于光放和光衰的选择能够进一步确定较优的光接收功率，对于变电站光通信设计具有普遍适用性，适合大范围推广应用。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或处理器(processor)执行本发明实施例各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。
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