一种光缆链路物理建模及设计方法与流程

本发明涉及光学与光电，具体为一种光缆链路物理建模及设计方法。

背景技术：

1、随着智能化、数字化工业发展，在电力传输和通讯技术方面，光缆以其数据传输速度、传输质量、能耗以及安全性等显著优势，逐渐替代传统的电缆。为了更好地管理和运营大量通过光缆链路连接的设备及光缆本身，满足对其进行精细化配置的需求，需要借助数字化配置语言充分、准确地构建光缆链路信息，以期实现对光缆链路的物理特性、连接设备信息和传输中可能遇到的问题等情况的智能化反映。这样，对其进行有效且精确的物理建模及设计显得尤为重要。

2、尤其在电网中，设备的连接逐步由电缆被光缆取代，并且随着数字化技术的发展，新型的电力系统管理模式发生改变，如变电站配置描述模型(substation configurationdescription)scd等建模配置文件，已经开始采用数字化配置语言实现对系统的高级别管理。scd配置模型文件，是基于iec 61850国际标准的电力系统自动化设备配置文件。它包含了变电站所有的虚回路配置信息、功能描述以及通信服务等必要的数据，实现了对智能变电站中虚回路的全面、精确管理。然而，尽管这一模型的发展和应用已经帮助我们实现了对电力系统的高级别管理，但其在物理回路建模和语言描述方面却仍然存在一定的缺陷。存在虚回路的物理载体缺失，无法有效完成虚回路与物理实回路的映射，以及在预测和解决数据传输过程中的故障时无法定位其物理设备和光缆链路实体等问题。

3、基于上述问题，本发明专利提出一种光缆链路物理模型和设计方法，将光缆链路涉及到的智能装置、交换机、光纤配线架odf、跳纤、柜间光缆连接关系等进行了scl语言建模，为全站光缆链路提供全面、精确的描述。其物理建模模型采用了多种元素组成，并充分契合scd虚回路配置模型描述结构，可实现逻辑与物理的有机结合，对提升智能电力和数字化光缆通信的运行效率和稳定性具有重要意义。

技术实现思路

1、(一)解决的技术问题

2、针对现有技术的不足，本发明提供了一种光缆链路物理建模及设计方法。

3、(二)技术方案

4、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种光缆链路物理建模及设计方法，包括以下步骤：

5、s1：对光缆链路物理建模进行分析并提出其物理建模内容；

6、s2：对光缆链路物理回路拓扑描述；

7、s3：光缆链路scl配置语言模型构建；

8、s4：利用实际工程进行模型测试。

9、优选的，所述s1中，物理模型文件描绘了实物的可视、可触的部分，在二次相关物品或设备的变电站场景中还包括：

10、s1.1：实物的层次关系，这包含了控制室、户外智能控制柜、装置设备以及光缆的各级联系，还包括了描述和编号。

11、s1.2：设备详情，包含了智能设备的编号、ied名字和描述信息；odf的编号和描述信息；以及交换机的编号、goose/sv类型和描述信息等。

12、s1.3：插槽端口信息，涵盖了各种设备的插槽端口信息，例如接口类型、编号和方向描述。

13、s1.4：光缆信息，包含光缆类型，如铠装光缆、尾缆或者尾纤；光缆编号，即每条光缆都应有的独特编号；光缆起止位置，包括起始点和结束点；如果有的话，还要包括光缆的内部芯线，如芯线数量，芯线的起始位置等。

14、优选的，所述s2中，光缆链路连接主要有三种方式，直采直跳、经光缆配线架转接及经交换机转接的方式。直采直跳方式是光缆链路最直接的连接方式。在这种配置中，光纤直接从一个设备连接到另一个设备，中间没有任何其他设备或中继站。这种配置通常在物理距离较近，链路信号可以直接传输的情况下使用。经光缆配线架转接方式通常使用在更复杂的网络环境中，需要对光缆进行管理和分布的场景。光缆配线架(odf)起到了物理层面的光信号管理和转接功能。通过配线架，可以实现光缆的切换、分配和管理，使得光缆链路的连接更具灵活性。经交换机转接的方式是在网络层面实现光缆链路的转接。光缆首先连接到交换机，然后由交换机将信号路由到其他设备或网络。这种方式具有高度的灵活性和扩展性，可以实现复杂的网络拓扑和大范围的网络覆盖。交换机可以根据网络流量动态调整路由，提高网络效率。

15、优选的，通过直采直跳方式、经光缆配线架转接方式和经交换机转接的三种方式构建智能变电站智能装置间的物理回路拓扑。

16、优选的，所述s3中还包括以下步骤：

17、s3.1：智能ied装置模型构建；

18、s3.2：光纤配线架模型构建；

19、s3.3：交换机模型语言描述；

20、s3.4：智能变电站光缆链路物理建模应用。

21、优选的，所述s3.1中，智能ied装置承担着变电站保护、控制、测量、监视、通信和数据传输等工作，针对智能ied装置光缆链路物理建模时，应当考虑包含装置信息、板卡信息以及端口的详细信息，光链路连接主要在装置背板上，涉及mms网口连接、485对时口连接以及goose/sv光口连接。

22、优选的，所述s3.2中，在电气设备的光缆链路连接中，光纤配线架是不可或缺的中转设备，其主要功能就是提供光纤之间的连接，在光纤配线架上，可以通过插入光纤跳线来实现光纤之间的连接。

23、优选的，所述s3.3中，交换机在电气联系中起到数据通信的作用，其主要功能是实现网络中数据包的交换，将来自一个端口的数据包转发到目标端口，通过这种方式，交换机可以将网络中的设备连接起来，实现互相通信的功能，交换机的物理模型建模与配线架类似，其涵盖的信息主要为交换机类别和关口、端口等信息。

24、优选的，所述s3.4中，在电力变电站中，整站光缆链路连接集成模型应包含所在保护小室、屏柜、设备、光缆型号和编号以及物理回路连线。

25、(三)有益效果

26、与现有技术相比，本发明提供了一种光缆链路物理建模及设计方法，具备以下有益效果：

27、该一种光缆链路物理建模及设计方法，所构建模型无漏项，可实现智能ied装置间的光缆回路物理拓扑关系的完整描述，模型规范性和标准化都达标，证明在数据语法格式、类型模板一致、工程实例化配置等方面均可与scd配置文件匹配，模型一致性校验上，所构建的光缆链路模型基本满足与scd模型文件的配置信息内容一致性，可保证工程的物理模型与逻辑模型配置文件的同源。

技术特征：

1.一种光缆链路物理建模及设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种光缆链路物理建模及设计方法，其特征在于：所述s1中，物理模型文件描绘了实物的可视、可触的部分，在二次相关物品或设备的变电站场景中还包括：

3.根据权利要求1所述的一种光缆链路物理建模及设计方法，其特征在于：所述s2中，光缆链路连接包括：直采直跳方式、经光缆配线架转接方式和经交换机转接的方式；

4.根据权利要求3所述的一种光缆链路物理建模及设计方法，其特征在于：通过直采直跳方式、经光缆配线架转接方式和经交换机转接的三种方式构建智能变电站智能装置间的物理回路拓扑。

5.根据权利要求1所述的一种光缆链路物理建模及设计方法，其特征在于：所述s3中还包括以下步骤：

6.根据权利要求5所述的一种光缆链路物理建模及设计方法，其特征在于：所述s3.1中，智能ied装置承担着变电站保护、控制、测量、监视、通信和数据传输等工作，针对智能ied装置光缆链路物理建模时，应当考虑包含装置信息、板卡信息以及端口的详细信息，光链路连接主要在装置背板上，涉及mms网口连接、485对时口连接以及goose/sv光口连接。

7.根据权利要求5所述的一种光缆链路物理建模及设计方法，其特征在于：所述s3.2中，在电气设备的光缆链路连接中，光纤配线架是不可或缺的中转设备，其主要功能就是提供光纤之间的连接，在光纤配线架上，可以通过插入光纤跳线来实现光纤之间的连接。

8.根据权利要求5所述的一种光缆链路物理建模及设计方法，其特征在于：所述s3.3中，交换机在电气联系中起到数据通信的作用，其主要功能是实现网络中数据包的交换，将来自一个端口的数据包转发到目标端口，通过这种方式，交换机可以将网络中的设备连接起来，实现互相通信的功能，交换机的物理模型建模与配线架类似，其涵盖的信息主要为交换机类别和关口、端口等信息。

9.根据权利要求5所述的一种光缆链路物理建模及设计方法，其特征在于：所述s3.4中，在电力变电站中，整站光缆链路连接集成模型应包含所在保护小室、屏柜、设备、光缆型号和编号以及物理回路连线。

技术总结
本发明涉及光学与光电技术领域，且公开了一种光缆链路物理建模及设计方法，包括以下步骤：S1：对光缆链路物理建模进行分析并提出其物理建模内容；S2：对光缆链路物理回路拓扑描述；S3：光缆链路SCL配置语言模型构建；S4：利用实际工程进行模型测试。该一种光缆链路物理建模及设计方法，所构建模型无漏项，可实现智能IED装置间的光缆回路物理拓扑关系的完整描述，模型规范性和标准化都达标，证明在数据语法格式、类型模板一致、工程实例化配置等方面均可与SCD配置文件匹配，模型一致性校验上，所构建的光缆链路模型基本满足与SCD模型文件的配置信息内容一致性，可保证工程的物理模型与逻辑模型配置文件的同源。

技术研发人员：谭健华,童能高,陈尚振,丁彦恒,徐致林,吴寿杰,郑航,邝文海
受保护的技术使用者：佛山电力设计院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15