核心网架构范文（精选8篇）

核心网架构 第1篇

分布式核心网是建立在核心网基础之上, 其实质是一张叠加网络。分布式核心网的基本架构主要分为两个层面, 即:控制层与业务层, 其中核心为控制层。控制层是由众多控制节点组织的一种分布式网络结构, 它主要负责将各种控制节点的功能相统一, 综合的为整个网络提供控制功能。系统的控制节点可以以可信赖的客户终端为基础, 也可以以运营商所提供的部署设备为基础。

控制层是用户与业务服务器的连接中心, 它能够为不同类型的用户提供接入网络的服务, 这些用户可以是宽带用户, 也可以是2G或者3G网络用户。控制节点的作用有两个, 即:系统网络中的控制服务器与分布式网络中的Peer节点。因此, 控制节点的主要功能也可以分为以下两点:一是作为系统网络中的控制服务器, 它能够对信令进行控制处理。传统服务器主要采用的是集中式服务, 而分布式核心网网络中是不存在中心服务器的, 每一位用户都可以拥有特定的, 为自己提供专业服务的服务节点。二是作为Peer节点, 主要负责对分布式网络结构进行系统维护, 同时对用户的数据资源进行控制与管理, 这一过程主要是采用分布式相关算法来完成的。每一位用户通过该算法的分配原则, 获取专门为自己提供服务的节点, 而用户的数据资源则将会被储存在相同的服务节点中, 如果网络拓扑的结构发生改变, 那么Peer节点会对网络系统自动进行维护, 以确保路由能够正常运行。

分布式核心网络结构与传统网络结构的主要区别就是传统网络结构是由集中式服务器来完成用户的信令处理, 而分布式核心网络结构则是通过分布于网络中的各个控制节点来完成信令处理的。因此, 节点在为分布式网络系统提供服务的同时, 是主服务器, 也是备用服务器。这就在很大程度上降低了对传统C/S服务在计算与储存方面的压力。除此以外, 由于数据资源是分布在众多节点之中的, 这就使整个网络系统的负载更为均衡。在传统的C/S服务系统中, 系统内设备经常出现负载不均衡的情况, 这就需要增加系统内设备的数量来解决超负荷运行所带来的诸多问题, 同时增加设备也会带来成本增加、系统内部纷乱、复杂的诸多问题。而分布式核心网主要采用的是分布式计算与P2P技术, 各个节点所承担的负载是均衡的, 从而解决了上述超负荷运载、成本增加、系统复杂的问题, 它在确保系统稳定性的同时, 也使成本大大降低。

2 分布式核心网的优势

分布式核心网内部的各个节点以P2P的形式进行组织, 并且其状态为分布式, 它能够均衡承担负载, 能够有效解决传统的集中式服务器所带来的结构复杂、成本增加的问题, 并且拥有高容错、抗攻击的特性。因为分布式核心网, 其服务主要是依靠分布于网络系统内部的各个节点来完成的, 当部分节点遭到攻击, 或者部分网络被破坏时, 其它的节点仍然可以正常工作。同时分布式核心网内部的部分节点在被破坏或者失效时, 可以自动对整个拓扑结构进行调整, 从而保证了其他节点的能够保持连通, 而实现正常运转。分布式核心网往往是以自组织的形式建立起来的, 所以它允许各个节点自由的加入或者离开, 这就大大提高了整个网络系统的高效性与安全性。

分布式核心网所采用的物理平台都是统一的架构, 这就使整个系统的通用性非常强, 有利于系统的日常维护, 同时能够降低网络系统建设的成本。基于虚拟化技术构建的网络系统, 根据用户的不同需求, 可以对资源状况进行动态调配, 从而使资源管理成为可能。而且未来的分布式核心网能够使业务类型更加多元化, 它不但能够支持语音、内容的交互, 同时还能够支持新业务的拓展, 使新业务能够快速、灵活的投入使用。

3 分布式核心网的标准化构建

3.1 国际电信联盟远程通信标准化组织 (ITU-T) 的标准化构建

这一标准化构建起始于2008年, 当时在完成“次世代网络”标准化研究工作的ITU-T SG13, 正在征集2009年~2012年之间的研究课题。中国移动公司开发出了分布式业务网络系统, 它能够实现分布式核心网架构的运行, 在被SG13所认可之后, 又于2008年10月被WTSA批准。2009年1月, SG13又开始了新课题研究, 分布式业务网络又作为一个独立的课题开始进行标准化研究。在经过一年的科学、系统的研发工作之后, 完成了DSN多个项目的标准化工作。而到2011年4月为止, 分布式业务网络的需求与用例已经开始正式发布。分布式业务网络标准化进展非常顺利, 到目前为止, 已经衍生出多个新的工作任务, 比如分布式业务网络的安全需求、分布式业务网络多媒体电话以及分布式业务网络中继等等。

3.2 互联网工程任务组的标准化构建

互联网工程任务组同时也在进行分布式核心网的标准化研究, 其工作的基本目标就是推动P2P协议族的标准化。互联网工程任务组早在2007年就成立了P2P SIP工作组负责“点对点”方式的模拟声音讯号数字化系统研究, 并且对资源定位以及发现协议进行了有效规范。

3.3 其它标准化构建

1) PPSP工作组主要负责“点对点”方式的流媒体控制标准化协议的研究, 并且完成了适用于各种类型终端、内容发布网络等网络设备之间交互信息协商的有关标准;

2) DECADE工作组, 针对网络用户节点、高速缓冲存储器等节点之间的传送控制协议进行了研究, 研究成果主要用于用户节点与高速缓冲存储器之间的内容转发与储存;

3) ALTO工作组, 研究方向是应用层的网络流量优化, 这一方法可以应用于疏导现网中的“点对点”流量的合理流向, 进而实现“点对点”流量的本地化, 从而实现网络系统性能的整体提高。

4 结论

综上所述, 分布式核心网存在着巨大的优势, 其内部的众多节点能够有效分担负载, 并具有高容错性与高抗攻击性。与传统集中型服务器相比, 分布式核心网效率更高、成本更低、结构更简单。因此, 研究分布式核心网的标准化, 加强分布式核心网建设有着非常重要的现实意义。

参考文献

[1]朱煜.建设高可靠性的移动核心网[J].邮电设计技术, 2006 (7) .

[2]张学军, 潘娟.移动通信核心网中的统一用户数据库[J].电信网技术, 2010 (2) .

[3]彭明亮.关于移动核心网的发展与演进的探讨研究[J].信息与电脑 (理论版) , 2011 (10) .

核心网架构 第2篇

光缆网现状

移动运营商在长期发展过程中，已经从上至下建设起一个适应移动通信的光缆网。从覆盖范围上可将光缆网分为省际长途干线、省内长途干线和本地传送网三个级别。本地传送网按网络规模大小又分为核心层、汇聚层、接入层三个网络层次。本文将重点介绍全业务影响最大的本地光缆网。

核心（骨干）层光缆网是连接本地核心机房之间的光缆网。移动网络在核心层高度集中，核心机房数量少，一般在2～4个，少数发达地市在4个以上，机房多集中在市区，相互间距离短。核心机房内安装的设备是整个网络的大脑和心脏，机房间传输数据量大，业务密集。核心节点间传输的顺畅与否直接关系到整个网络的安全，一旦发生意外必定是重大事故。因此，核心层传送网的特点是容量大、冗余备份多、安全性极高。核心层光缆结构多为多环叠加的方式，核心节点4个以上的地区，逐步实现光缆网格化，核心光缆芯数一般在48～144芯之间，全程采用管道方式敷设。

汇聚层光缆是连接汇聚节点之间以及汇聚节点与核心节点的光缆，是介于移动基站与核心节点之间的光缆网络，用于将底层传送需求集中，提高网络传送效率，降低CAPEX和OPEX。由于汇聚节点数量多，分布广，环行结构是首选。在业务量大的地区，已建成独立的汇聚层光缆。在业务量较小的地区，汇聚层光缆与接入层光缆混合使用。汇聚层光缆的市区芯数在36芯以上，郊县、农村地区则在24～48芯之间。城区光缆敷设以管道方式为主，郊县和农村以杆路质量较好的接入层杆路或专用汇聚层杆路为主。

接入层光缆是连接移动基站之间或基站与汇聚节点的光缆，同时兼顾少量营业厅和集团客户。光缆网结构以环行为主，辅以少量的星型、树型。光缆芯数一般在24芯以下，敷设方式无特殊要求，各地根据实际情况决定采用管道、架空或直埋等多种方式。

移动运营商光缆网结构现状如图1所示。

图1 移动运营商光缆网分成结构示意图

全业务背景下业务和技术对光缆网的影响

全业务在国外又称为“多业务”或“综合业务”。全业务运营可以分为狭义和广义，狭义的全业务运营是基于政策管制角度进行定义，即移动业务、固话业务、宽带业务，还包括基于以上三种基本业务延伸和拓展的各类增值和信息化业务（VOD、视频监控等）。广义定义是基于多业务领域与通信的结合，即综合信息服务、通信+多媒体信息服务+综合信息解决方案。本文主要指狭义的全业务，它所对应的网络包括移动网络、固定网络及互联网络。

从整体来看，移动运营商向全业务转型的重点在于在现有以移动业务为主的网络中引入固定和宽带数据业务。业务网的融合转型催生了大量新技术，新技术的出现又反过来改变了网络架构模式，推动业务层面向全业务融合。网络架构模式的变化和新技术的发展，又对底层光缆网的建设产生较大影响，下面将分析全业务网络的主要变化特征对光缆网的影响。

1.3G

3G网络核心层设备集中设置在少数核心机房，大量数据通过大容量的局间中继传送系统疏导，对核心层光缆网影响不大。在接入层，3G移动基站对光缆网的需求与2G基本相同，应重点保障基站接入光缆的安全性和稳定性。在网络建设初期，大部分3G基站将与2G基站共址，但3G基站需要支持高速率的数据业务，在基站空口能力提升的同时，覆盖半径在逐渐变小，后期3G基站密度将较2G网络有所加大，光缆网密度在接入层也需要随之适当加大（即FTTM），网络结构仍然以环行为主。3G基站数据电路需求量大，类型复杂，可在传输系统层面通过更加智能高效的MSTP/PTN传送技术解决。

2.固定语音、互联网

固定语音和互联网接入服务是移动运营商网络中资源比较匮乏的部分。随着网络技术的发展，移动运营商建设传统固话网络的可能性很小，更可行的方式是利用软交换技术和IP技术的结合，在数据城域网平台上承载固网软交换业务，通过综合接入终端（PON+LAN+I）为用户同时提供固定语音和互联网服务。为能提供互联网业务，运营商需在核心汇聚层建设数据城域网，在接入层建设FTTｘ为主的数据接入网。在核心层，由于核心网元高度集中，对光缆需求不大；在汇聚层，应充分利用现有汇聚层光缆资源，数据城域汇聚点布局时应尽量与传输汇聚节点重合。但数据城域网汇聚设备与BRAS之间连接为双归星型，与汇聚层光缆环行结构存在一定差异，直接用现有的汇聚光缆网承载，不但会造成大量纤芯资源的浪费，而且中间跳纤点过多，还会增加网络故障点。因此要求光缆网需逐步由环行向网格型演进，需增建城域数据汇聚节点与数据核心节点之间的直达光缆路由，或在汇聚光缆网之上增加汇聚调度光缆，重新配置汇聚纤芯资源。在接入层，全面建设面向用户的FTTx光缆网，满足海量用户的接入需求是主要任务。

3.网络扁平化

网络扁平化是业务网转型的必然结果。网络扁平化后，核心层网络膨胀，核心节点之间连接更加紧密，跨片区、跨地市甚至是跨省的光缆路由需求增多。接入层由于可以方便地接入到核心网络，单个接入光缆网的覆盖范围缩小，整体网络规模加大，光缆网更加靠近用户，光缆网的接入能力和接入便利性得到提高。

4.网络IP化

对移动运营商而言，网络IP化最大的变化在于移动基站的IP化。但无论是2G还是3G，无论其电路形式是TDM还是IP化的，均要求承载层能够提供电信级保护，因此传送网的网络结构不会产生大的变化，在汇聚层和接入层，光缆网仍将以高效安全的环行结构为主，通过传输设备升级提供IP接口，应对网络IP化初期电路传送需求。

5.网络宽带化

随着IP业务的发展，普通移动个人用户和互联网用户对带宽的需求也越来越高。在接入层，无线接入的宽带化，使得移动基站IP化之前的电路需求由1～3个E1扩大到5个以上，IP化后电路接口将以10Mbit/s甚至100Mbit/s为主。随着高清IPTV等业务的普及，普通互联网用户带宽需求也将达到10～30Mbit/s。在汇聚层，上联带宽已经达到1GE，正全面向10GE升级。若仍采用传输系统解决如此大容量的传输电路需求，将会占用大量汇聚层和核心层带宽，系统复杂度和建设维护成本也随之升高，裸纤直连的优越性逐渐凸显，这就需要增大汇聚层光缆密度。

6.传送网技术发展

在核心汇聚层，传送能力强大的WDN/OTN技术大大降低了业务对光纤需求的压力，光缆容量无需大规模扩容。但技术的发展无法弥补光缆路由不足的缺陷，相反需要光缆网的网格化来支撑传送网系统向MESH升级。光纤路由的不丰富，将制约设备性能发挥。接入层MSTP/PTN技术与核心层相类似，利用设备的处理能力缓解了接入点电路需求增加造成的压力，网络结构也无需作大规模调整。

归纳以上分析，全业务技术环境下除数据城域网和用户接入网分别对光缆核心、汇聚层和接入层产生很大影响外，其他变化因素都可在现有光缆网基础上灵活应对。

全业务光缆目标网架构

综合未来网络发展需要，移动运营商全业务光缆网应分为核心、汇聚、接入三层。其中核心层、汇聚层为多业务共享的物理平台，接入层可再细分为主干（馈线）光缆、配线光缆和末端引入光缆。主干光缆可考虑多业务共享，而配线和末端引入由于基站接入和用户接入需求差异较大，建议独立建设。核心节点三个以上的大型本地网，核心光缆网结构以网格状为主，非数据核心节点之间与数据核心节点之间光缆芯数应适当加大，以满足数据城域网连接需要。汇聚层光缆仍然以环行为主，并逐步在汇聚层之上以数据汇聚节点为中心叠加汇聚调度层，增加数据汇聚节点与核心节点之间的直达光缆，推动汇聚层光缆网向网格化、扁平化演进。接入层解决2G、3G移动基站接入的光缆网应以环行为主，用户接入光缆网应以星型、树形为主，辅以少量环行光缆网，为重要客户提供更高质量的保证。光缆网的整体架构如图2所示。

图2 光缆网整体架构示意图

用户接入光缆网（FTTx）架构中，FTTx光缆网又分为主干、配线和末端接入三层。为提高接入效率，降低建设成本，降低线路衰耗，主干、配线光缆采用星型和树型结构，利用基站和光交递减配纤或非递减配纤。同时，FTTx网络应能支持为少数重要客户提供路由保护和后期扩容，因此，需保留部分公共光纤。FTTx主干、配纤光缆结构建议如图3所示。FTTx主干、配纤光缆结构示意图

光缆网发展策略

1.光缆网建设应统一规划，分区分步实施。光缆网是底层物理层，多业务共享，要综合考虑各种影响因素和所有业务需求，需要统一规划，避免重复建设和资源浪费。由于用户接入光缆网的特殊性，其分布面广，接入数量庞大，光缆若要一次到位投入巨大，投资效益比很低。因此，需要根据市场拓展情况逐步实施，先覆盖用户密集、业务发展好的地区，后逐步向周边渗透；先解决资源问题，后提高容量。

2.充分利用现有资源。移动运营商已经建成的大量汇聚光缆、汇聚节点和基站，是其光缆网向客户推进的基础，应以这些点为基点，向下敷设主干、配线光缆，覆盖周边用户。向上利用汇聚核心光缆，完成业务汇聚。

3.核心汇聚层扁平化，接入层纵深化。受业务网和传送网技术发展的影响，核心汇聚层光缆将逐步扁平化。随着汇聚层与核心层的连接光缆越来越多，层次间的界限也逐步模糊。而在接入层，为维持基站接入光缆网的稳定，应独立发展面向基站接入的光缆网和面向用户的光缆网。用户接入光缆数量庞大，若直接接入汇聚层，将会给汇聚节点周边管线和进出局管道造成巨大的压力，因此需要通过移动基站、光缆交接箱、接头盒等设施逐级汇聚，通过分光器汇聚节约主干光缆线芯资源，尽量避免末端接入光缆直接进入汇聚节点。

4.网络建设差异化。在光缆网建设过程中，也应对光缆接入对象进行等级划分，为不同的用户提供安全级别不同的接入服务，以有效控制网络建设成本，体现差异化服务（SLA）的服务特色。对于移动基站、集团大客户等，应使用安全级别高的环形光网络，普通用户使用成本低、效率高的星型和树型光网络。

5.积极采用新技术，推动FTTx光缆网建设。移动运营商作为固定接入和互联网接入的后进入者，基础资源相对匮乏。但同时又必须打造优于先进入者的光缆网，来吸引用户。要想达到目的，就必须利用新型光纤光缆和新的施工工艺，如微管微缆、浅槽光缆等，快速建设更加贴近客户的光缆网。

6.多运营商网络资源共享。在核心汇聚层，需要保障光缆网的绝对安全和稳定，以及在故障时的快速响应，因此，建议尽量确保使用自有管线资源。在接入层，情况复杂，管线需求数量庞大，应加大资源共享力度，节约投资。

光缆建设技术选型

1.光纤类型选择

目前最常使用的光纤类型主要有G.652和G.655光纤。对于通路非常密集的WDM系统，G.652光纤能有效抑制影响系统的主要因素——FWM效应，在技术上有更多的优势。高密度、大容量的WDM/OTN系统是未来干线和核心汇聚层光传送系统中的主流技术。因此，笔者建议干线、核心层、汇聚层选用G.652D光纤。在接入层，速率相对较低的传送系统对纤芯各项指标的要求除衰耗外，其他并不严格，仍然可以采用G.652B型光纤。

FTTx网络进入用户建筑物内后，因为特殊的施工条件，需要使用G.657低弯曲损耗敏感单模光纤。考虑到与本地光缆网G.652光纤的兼容性，应优先考虑使用G.657A型。G.657光纤在国内尚未得到大范围使用，价格仍然偏高，应尽量减少G.657光缆的使用量。

2.光缆结构选择

光缆结构设计已经非常成熟，并且经过了长期商用的考验。骨干、汇聚层大芯数光缆优先选择骨架式、层绞式光缆，接入层选用层绞式、中心束管式，末端引入层则可采用敷设简单、室内外通用的8字型和气吹架空型等各种新型干式、半干式光缆。

核心网架构 第3篇

VLAN (Virtual Local Area Network, 虚拟局域网) 在解决园区以太网络广播风暴的同时, 也对其安全性起着至关重要的作用。根据国家保密标准有关要求, 需要将同部门不同密级或不同部门同密级的人员以及不同密级业务系统的服务器进行隔离, 以降低失泄密的可能性。然而, 在实际生产环境中, 我们是需要不同VLAN间进行相互通信的, 实现VLAN间相互通信的两种方式主要为单臂路由和三层交换转发[1]。在图1 所示的二层园区网络结构 (接入层- 核心层) 中, 防火墙以旁路模式部署, 园区网用户的VLAN网关和服务器的VLAN网关均设置在核心交换机上。此时, 在三层转发环境下, 园区网用户访问服务器的业务流量将直接通过核心交换机进行转发, 不会经过防火墙。针对上述问题, 本文提出了一种解决方案, 利用交换机的虚拟路由转发 (VRF, Virtual Routing Forwarding) 技术, 通过建立虚拟路由表, 将园区网用户访问服务器业务流量引入防火墙进行安全检测并转发。

2 方案概述

如图1 所示, 数据中心机房部署两台核心交换机, 两台核心交换机之间通过虚拟化技术进行堆叠, 对外在逻辑上呈现为一台交换机。两台防火墙 (双机热备) 通过旁路模式与核心交换机相连。园区网用户通过楼层设备间的接入层交换机上行至核心层交换机, 服务器则通过经堆叠的两台EOR (End of Row) 服务器接入交换机上行至核心层交换机。园区网用户按人员涉密程度不同被划分为多个VLAN, VLAN10 (非密) 、VLAN20 (一般涉密) 、VLAN30 (重要涉密) 。服务器也按所承载的业务系统密级被划分为VLAN100 (涉密) 和VLAN200 (非密) 两个不同的VLAN。

考虑到数据链路及设备的高可用, EOR交换机与核心交换机, 核心交换机与接入层交换机均采用双链路方式连接, 实现冗余。

正常情况下, 内网用户与服务器之间的业务流量到达核心交换机后, 会被重定向到防火墙根据访问控制策略进行转发或丢弃处理。当某一台核心交换机或所连接的防火墙出现故障后, 业务流量将自动被转发到另一条备份链路, 业务系统的访问不会中断。

为了实现核心交换机三层网络环境下园区网用户访问服务器业务流量经防火墙的安全转发, 本方案将通过配置VRF (也称VPNinstance, VPN实例) , 在核心交换机上生成一张虚拟路由表, 并将服务器VLAN和与防火墙直接相连的核心交换机物理端口VLAN引入到这张虚拟路由表中, 使流量在VPN隧道中传输, 从而实现与核心交换机上原本存在的全局路由表的隔离。这样, 来自园区网用户的业务流量到达核心交换机后, 由于服务器VLAN已被加入到虚拟路由表, 核心交换机将无法实现园区网用户VLAN和服务器VLAN间的直接转发。此时, 根据核心交换机上配置的静态路由, 便可将流量引入至防火墙。然后根据防火墙中配置的静态路由, 再将流量经VPN隧道引回至核心交换机, 实现园区网用户对服务器的访问。

3 应用示例

根据上述方案概述, 可将图1 中防火墙旁路部署转化为更易理解的防火墙直路部署逻辑结构, 如图2 所示。

本文以华为CE12812 核心交换机和天融信防火墙为例, 描述核心交换机和防火墙上VRF的相关配置。

3.1 核心交换机配置

3.1.1 建立核心交换机与防火墙的通信VLAN

创建VLAN2001 和VLAN2002, 其中VLAN2001 用于核心交换机与防火墙un-trust区域的连接, VLAN2002 用于核心交换机与防火墙trust区域的连接。

3.1.2 配置静态路由

在核心交换机上配置静态路由 (下一跳为防火墙eth1 口VLAN 2001 的接口地址) , 将园区网用户访问流量引至防火墙。

[CE12812]#ip route- static 192.168.100.0255.255.255.0 192.168.3.2

[CE12812]#ip route-static 192.168.200.0255.255.255.0 192.168.3.2

3.1.3 建立VPN-instance, 并与服务器VLAN网关、VLAN2002 接口地址绑定

3.1.4配置服务器VLAN回程缺省路由 (下一跳地址为防火墙eth2口VLAN2002的网关地址)

[CE 12812]#i p route-staticvpn-instance server 0.0.0.0 0.0.0.0192.168.2.2

3.2 防火墙配置

3.2.1 配置静态路由

在防火墙上配置静态路由 (下一跳地址为核心交换机GE1/1/0/2口VLAN2002的接口地址) , 将流入防火墙的流量重新引回至核心交换机。

[F W]n etwork route add dst192.168.100.0/24 gw192.168.2.1 metric 1dev vlan.2002 id 102

[F W]network route add dst192.168.200.0/24 gw192.168.2.1 metric 1dev vlan.2002 id 102

3.2.2配置缺省回程路由

[F W]Network route add dst 0.0.0.0/0gw 192.168.3.1 metric1 dev vlan.2001 id 100

至此, 核心交换机和防火墙有关VRF的配置已经完成, 可在客户终端上运行tracert命令跟踪到服务器的路由路径, 已确保配置无误。

4 小结

本文着重论述了园区网核心交换网络架构下防火墙旁路部署的一种方法, 通过在核心交换机上建立虚拟路由表, 将服务器VLAN网关与用户VLAN网关进行有效隔离, 从而实现园区网用户访问服务器时业务流量经防火墙检测的安全转发。

摘要：防火墙作为隔离内部网和外部网、专用网与公共网之间的有效屏障, 已成为众多企事业单位搭建核心交换网络架构时不可缺少的重要组成部分。本文着重介绍了防火墙在三层转发环境下的旁路部署, 论述了核心交换机上同时部署用户网关与服务器网关时, 内网用户访问服务器时业务流量不经防火墙的解决方案。

关键词：防火墙,核心交换机,VLAN,虚拟路由转发

参考文献

郑州电视台高清制作网存储架构 第4篇

早期的计算机主要采用的是串行存储器存储数据, 随后不久又使用磁鼓存储器。到了20世纪50年代中期, 主要使用磁芯存储器作为主存储器。在20世纪60年代中期以后, 半导体存储器取代了磁芯存储器。在逻辑结构上, 并行存储和从属存储器技术的采用提高了主存储器的处理速度, 缓和了主存和中央处理器速度不匹配的矛盾。1968年IBM-360/85最早采用了高速缓冲存储器, 高速缓冲存储器的存取周期与中央处理器主频的周期一样, 由硬件自动调度高速缓冲存储器与主存储器之间的信息传递, 从而使中央处理器对主存储器的绝大部分存取操作, 可以在中央处理器和高速缓冲存储器之间进行。

二、存储系统的结构

1. 存储系统。

存储系统是硬件基础平台中一个十分重要的组成部分, 尤其在电视台节目制作系统中, 存储系统的重要性更是十分重要, 一旦存储系统出现问题, 就会影响到电视节目的生产效率, 甚至会影响到节目的正常播出, 所以存储系统在整个系统中的地位可以说是重中之重。除了安全性方面考虑外, 系统的可扩展性, 维护的难易程度, 投入成本的高低, 以及使用的方便程度都是在建网之初需要考虑的问题。

2. FC-SAN结构。

FC-SAN结构从20世纪90年代发展到现在, 其技术成熟度非常高, 除了成本投入大这方面的劣势以外, 其在安全性、高效性、兼容性、可扩展性和易维护性等方面均有着明显的优势。但是, 如果全网几十个站点都使用FC-SAN接入的话, 则成本投入太大, 并且也不现实。为解决这一难题, 笔者想到了使用NAS结构, 以太网下的NAS结构可以省去昂贵的FC设备, 从而解决了成本高的问题, 但是随之而来的情况是带宽也降低了, 使得大量的终端站点无法同时编辑高码率的素材。编辑站点的任务是节目制作而非节目播出, 节目制作人员只需浏览低码率的素材即可达到节目制作的目的, 因此, 完全可以在节目制作完成之后再打包生成高码率的节目成品。到这里, 问题已经迎刃而解了, 整个存储系统采用结构, 少量终端站点配置为FC-SAN终端 (可直接访问中心存储进行高码率的编辑) , 而多数终端站点配置为NAS终端 (通过NAS服务器访问中心存储, 一般用低码率编辑, NAS服务器相当于FC-SAN终端, 它把访问到的中心存储共享出来, 供NAS终端来访问) , 这样就形成了SAN+NAS的存储网络架构。存储规划如表所示。

三、存储系统的组成

1. 存储系统的整体特点。

郑州电视台高清制作网是以在线存储为核心的存储体系。中央在线存储器采用2台EMC公司的CX480存储系统, 在2个控制器上配置8个FC主机通道分别连接在2个核心光纤交换机上, 这样, 系统中各个站点通过连接任意1个FC通道都可以访问到存储系统, 且系统不会引起单点故障, 最大限度地保证了系统业务的不间断运行。在数据安全方面, 每台CX480都做了Raid5处理, 同时, 为了使中心存储上的素材多一层安全保障和最大限度地保护节目和素材, 2台CX480存储器之间通过实时镜像的方式来确保系统的安全性, 当任意1个存储器出现故障时, 另外1个存储器可以支撑整个制作业务的正常运行, 保障系统内部不存在单点故障。

2. 存储盘阵具体规划。

系统采用的2台EMC CX480具有完全相同的规划结构, 使用的硬盘为容量450G的磁盘矩阵, 每个盘柜共有43块硬盘。具体规划分为以下3个部分。

(1) 1个1.8TB的Raid5组 (Raid Group0) , 划分为1个150G、1个100G和1个1.6TB的数据卷。

(2) 4个3.6TB的Raid5组 (Raid Group1~4) , 每9块硬盘组成1个Raid组, 采用Raid5级8+1的模式。采用每个盘箱3块盘的方式充分利用盘箱磁盘通道带宽。共划分为8个1.8TB的逻辑卷。

(3) 2块全局热备盘。每个Raid组的逻辑LUN创建在同1个Stor Next数据条带组中。Raid组共有2个文件系统, av-y共用Raid Group 0的1个条带组, av-x共用Raid Group 1的4个条带组。

四、存储容量与带宽

中央在线存储系统主要承担系统中所有的有卡站点与服务器对高码率文件的访问, 是系统的核心设备。容量和带宽是设计存储网络需要考虑的主要因素。

1. 容量分析。

在郑州电视台高清制作系统中, 中心在线存储部分采用双控制器、双电源、全冗余的光纤磁盘阵列, 存储缓存由带电保护器和冗余散热系统组成。使用的盘阵为EMC公司的原厂硬盘。双控制器激活8个独立的4G主机端口, 采用16G的存储缓存。物理有效存储空间为17.1TB (可进一步扩展至480TB) , 按照每存储1h的高清资料需要50G的空间来计算, 17.1TB可以满足超过340h的存储需求。

2.带宽分析。

根据本网各种工作站、服务器数量、编辑码率、视频流数量以及其他的相关参数, 对带宽进行分析。带宽分析如表2所示。

3. 业务扩展分析。

通过对编辑合成站点以及有关服务器所需带宽的累加得知, 系统的极限并发读写总带宽约为670MB/s, 而我们本次的A, B存储选型均为EMC CX480, 通过测试, 单个存储可以提供700MB/s的混合读写带宽, 也就是说, 1个存储就完全可以承担整个系统的业务需求, 再通过索贝的FISEC安全技术, 将A、B存储完全实时镜像, 可以保证当某个存储出现问题后, 业务可以无缝地切换到另1个存储继续进行, 同时通过性能的均衡负载, 可以提供1400MB/S的混合读写带宽, 完全能够保障高标清制作业务的安全、稳定开展。

五、存储管理服务器

本系统中配置了2台MDS存储管理服务器, 用于管理光纤磁盘阵列, 主要为有卡工作站或者服务器提供光纤磁盘阵列访问验证, 并且也为有卡工作站或者服务器读写存储在光纤磁盘阵列的低码率素材提供访问通道。存储管理服务器MDS是网络存储共享的核心, MDS服务器除了安装Stor Next文件共享软件外, 还安装有Stor Next Failover MDS备份软件, 一旦其中1台MDS服务器发生故障, 另外1台MDS服务器可以自动接管共享的管理工作, 切换在30s以内完成。

六、存储管理软件

1. 存储管理软件。

目前主要的存储管理软件有Tivoli SANergy FS、SGI CXFS、ADIC Centravision、Veritas SANpoint direct、HP Transoft Fibre Net、Stor Next等, 从软件的稳定性、可靠性以及实际运行环境的使用情况来看, Stor Next在视音频应用领域的各种技术指标表现均较好, 且实用性更强。

2. Stor Next。

Stor Next存储管理软件承担了对共享磁盘阵列磁盘文件及元数据管理, 监控磁盘访问的工作站和服务器的磁盘读写, 并且具有2次共享的功能, 即可以将安装有Stor Next客户端软件的服务器映射为IP网络的文件服务器, 以太网工作站即可通过该服务器实现对共享磁盘阵列的访问。

3. Stor Next File System。

通用配电网潮流程序架构设计和实现 第5篇

配电网潮流计算是配电网运行分析的基本方法,算法比较成熟[1~6]。由于各种潮流计算方法的适用方面的差异,常需要对潮流程序进行维护和扩充。传统的配电网潮流计算程序的实现采用结构化方式,分为数据输入、数据整理、迭代计算、结果输出四个阶段。这四个阶段按照模块来设计,因在计算处理过程中各个阶段的数据互相耦合,使得传统的潮流计算程序由于数据结构和计算过程的耦合,其可扩充性和可维护性很差。

针对采用结构化方式潮流计算程序存在的问题,开发一个能扩展、接口一致,并且包含多种算法的潮流程序有其实际意义。文中采用UML(Unified Modeling Language)设计了配电网潮流计算的对象模型和动态模型,并在模型中采用了虚继承方式,实现了拓扑表示方法和潮流算法的方便扩充。根据以上模型编制了程序,程序实现过程表明,模型保证了程序的可维护和可扩充性,达到了设计的目标。

1 配电网潮流计算方法

1.1 潮流计算特点

配电网潮流计算根据给定的首端电压和各个负荷节点的有功无功数据,运用特定方法计算出配电网节点电压、支路功率分布和功率损耗。因此,配电网潮流计算涉及到配电网网络结构分析,即支路和节点的连接关系以及支路和节点的电气量。配电网网络结构不同于输电网,为环网设计开环运行,并且节点数量非常多。

常用的配电网潮流计算方法有前推回代法、牛顿法、B-X分算法等[1]。前推回代法算法简单、收敛速度快、数值稳定性高,但不适用于环状网络[2~4]。牛顿法收敛速度快,但算法复杂并且初值难以选择[5,6]。因此在配电网的分析计算方法中,需要根据计算要求选择不同的算法。

1.2 对象分析

配电网潮流计算过程分为四个阶段:1)数据输入;2)过程数据的建立;3)方程迭代求解过程;4)计算结果输出。

输入数据一般分为支路和节点数据。其中节点数据为:节点编号、节点电压、节点类型和节点的注入和流出有功无功。支路数据为:支路两端的编号、支路的阻抗和非标准变比或支路对地导纳。

根据输入的数据,从支路数据中得到节点和支路的关联信息,建立支路和节点的关系矩阵或其它数据结构表示的节点和支路关系。根据算法要求,建立阻抗矩阵、导纳矩阵和需要的辅助计算数组。

数据准备完成后,进入程序的循环迭代过程,按照算法流程调用数据结构,进行迭代计算,直至收敛。

计算完成后,输出计算结果。

2 潮流计算程序的模型

根据配电网潮流计算的特点,从保证设计的潮流计算程序的开放性、可扩展性及可维护性出发,应用面向对象技术具有封装性、继承性和多态性的特点,建立潮流计算的对象模型和动态模型,对象之间以事件来驱动。

2.1 潮流计算的对象分析

潮流计算的过程本质是求解一个非线性电路,因此,本质上潮流计算的过程是一个解非线性电路的过程。这样的非线性电路求解的过程结合了配电网自身的特点,即负荷节点有功、无功恒定,首端节点电压为定值等特点。因此,潮流计算过程涉及到:

(1)电路图的表示方法,即节点和支路的关系表示。通过节点和支路的表示,能方便地得到节点接入的支路和支路连接的节点。

(2)节点自身的各种参数及支路的参数。分为静态参数和动态参数,静态参数是节点或支路在潮流计算期间不变的参数,动态参数是在计算中得到的参数。

(3)计算过程即一个算法。通过调用节点和支路参数以及电路连接关系,按照一定的算法进行计算的过程。

不同算法的潮流计算程序的差异,表现在电网的表示和计算过程上。虽然电网的表示和潮流计算过程差异较大,但从应用方面,电网的表示和计算的过程中输入或获取的基础信息是一致的。

2.2 虚基类的应用

目前配电网潮流计算方法和配电网的结构表示方法较多。各类方法有其优缺点,各种新方法在不断完善中。为了程序的可扩展性,系统中在处理拓扑表示和潮流算法中采用面向对象技术的虚继承方法[7]。

虚继承能方便实现面向对象技术多态性。即在类的成员函数中定义一个虚函数,在其各个子类中实现此函数,调用过程中,用统一的接口自动识别子类中的函数,即实现消息响应过程的多态。因此定义好一个标准虚基类可以灵活地扩充子类。实现程序功能的扩充。

虚继承机制,通过定义基础的成员函数为虚函数,在其子类中实现函数。通过动态编程实现基类调用的多态性。

虚继承方法的一个重要特征是多态性,即“一个接口,多种方法”技术。采用虚函数(virtual function)可实现对多种计算方法类的调用。

建立计算方法的虚基类Archmetric,定义相关的方法函数。在具体类中实现函数,即可实现算法的可扩充性。

在拓扑类Topology中定义相关的虚函数,从而在具体实现类中,继承该虚类和实现虚函数,即可实现拓扑表示的可扩充性。

2.3 潮流计算的对象模型

根据2.1对潮流计算过程的描述,从基本概念出发配电网潮流计算程序设计的类为:节点、支路、拓扑表示、输入接口、负荷、系统调度、标么值7个类。其中支路类分为:线路支路、变压器支路;拓扑表示分为:拓扑基类、和扩展拓扑类;算法类分为:算法基类和具体算法类。这些类完成的功能如下:

节点类(Node):潮流计算的节点信息和节点涉及的计算过程。节点信息包括:节点名称、节点类型、节点电压、节点注入功率、节点输出功率、节点的无功补偿等信息以及关联支路的相关信息。相关计算有节点负荷特性、节点功率累加等计算。

支路类(Branch):潮流计算的支路信息与支路的相关计算。支路信息包括:支路名称、支路阻抗、接地导纳、变压器变比、支路的注入功率、支路的输出功率等支路相关信息以及关联节点的相关信息。相关计算有支路的损耗计算等。

实际支路分为线路支路与变压器支路,分别用来处理线路与变压器的原始数据到计算模型数据的计算。建立线路支路类(Line)和变压器支路类(Transformer)处理不同的支路运算,与Branch类之间存在唯一关联。

线路类(Line):线路的结构和参数,以及电路模型参数计算。

变压器类(Transformer):变压器的结构和具体参数,以及电路模型参数计算。

拓扑表示基类(Topology):电路的支路和节点的连接关系表示的虚基类,实现了系统的拓扑初始化,定义了拓扑表示的外部访问方式。拓扑信息有:关联节点与关联支路的相关信息。相关计算有拓扑节点的查询、节点关联支路的查询等。

扩展拓扑类:具体的拓扑表示方法类。例如:矩阵拓扑表示类(Asso Mat Top Express),树形拓扑表示类(Tree Top Express)。

计算方法类(Archmetic):具体计算方法的虚基类。定义了潮流计算方法的虚函数,包括数据准备、计算过程和计算结果等。

扩展计算方法类:具体算法类,例如:前推回代法(Backward Forward),牛顿法(Newton)等。

系统主控类(System Management):潮流计算的过程管理,包括数据读入、拓扑生成、节点生成、支路生成、潮流计算过程、算法选择等。

数据输入输出接口类(IOData):数据输入输出类。该类规范了计算数据的输入与输出,分离数据录入输出与系统类的运算过程。

标幺类(Normalized Value):潮流计算参数采用标幺值表示,而原始参数是有名值,因此需要建立有名值与标幺值的转换类。节点类与支路类继承于该类。

负荷类(Load Property):负荷的特性表示类,潮流计算一般用到它的静态特性。根据负荷特性计算负荷,节点类继承于该类。

根据以上设计的类,采用UML表示的对象模型如图1所示。

图1中表示出了潮流计算各个类之间的关联关系。

2.4 潮流计算的动态模型

配网潮流程序运行时,系统主控类(System Management),对系统进行初始操作,建立IOData对象和拓扑对象,并启动IOData的读操作得到数据。根据读入的数据建立线路、变压器、填充拓扑对象、实例化节点、支路、计算方法,并将指针值传送到指针p(Archimetric指针),启动计算过程进行计算。系统的活动图如图2所示。

在节点类和支路类的初始化过程中,输入数据均从有名值换算到标幺值并存储。支路模型采用π型等值电路,通过线路Line与变压器Transformer对象实例化支路。

程序启动时,建立系统管理对象,和接口数据对象,读取电网的基础数据。然后根据读入的数据生成节点对象、支路对象和拓扑结构的构建,系统发送拓扑表生成消息,生成系统的拓扑实例。进行计算方法选择,启动潮流计算方法,通过数据接口输出结果数据到指定位置。这样就完成了一次潮流计算。程序顺序图见图3。

3 潮流程序的编制

根据2的设计,用VC++6.0编制了程序,程序中实现了前推回代算法和牛顿算法,拓扑表示采用树形表示和关联矩阵表示。

潮流程序中变量采用复数形式表示和运算。配网潮流计算中的矩阵,应用稀疏矩阵技术提高计算速度,节省存储空间。树型网络采用层次遍历的方法,建立链式队列,利用队列先进先出的特性完成按层次访问,提高运算速度[6]。

4 算例

对实现的程序进行了测试,并和采用面向过程的结构化C语言实现的程序进行了对比,潮流算法都采用改进前推回代法和牛顿法。

在一台联想配置为:CPU主频1.99 GHz,内存512 MB的微机上,用IEEE 108节点配电网系统进行测试,表1给出了性能测试比较结果。

收敛误差为:10-5

测试结果表明,计算时间并无大的差别。

5 结论

文中针对采用结构化语言开发的配网潮流计算程序的缺陷,运用面向对象技术设计了一个配网潮流计算程序。设计时,应用UML统一建模语言建立了对象模型、动态模型。采用虚继承方式实现了程序的可扩充性。编程实践证明,模型的应用简化了编程复杂度,提高了扩展性和维护性。为程序复用和功能扩展提供了基础。模型中实现了前推回代和牛顿法两种潮流算法,验证了设计思路。

摘要：针对传统配电网潮流程序用过程式的编程技术开发,存在的可扩充性和可维护性差的问题,采用面向对象的虚继承机制和UML统一建模语言建立了配电网潮流程序的对象模型和动态模型。用VC++6.0编制了程序,程序实现了改进的前推回代法和牛顿潮流计算方法,拓扑表示采用树形表示和矩阵表示。并通过实例验证程序,结果表明程序计算速度并无大的差异。程序有好的可扩充性和可维护性。

关键词：配网潮流计算,面向对象技术,统一建模语言,虚继承

参考文献

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核心网架构 第6篇

分布式电源、微网、储能装置、柔性负荷等电网新元素的出现,对配电网的运行与调度提出了新的挑战,主动配电网(active distribution network,ADN)的概念应运而生。主动配电网是根据电力系统的实际运行状态,以经济性、安全性为目标,对大量接入的分布式电源进行主动管理,能够自适应调节网络、电源、负荷的配电网[1,2,3,4,5]。

主动配电网的建设目标是提升配电网对分布式能源的消纳能力,降低配电网运行过程中的峰谷差和综合网损,满足用户对高品质供用电的定制需求,促进终端用户对电力系统优化运行的主动参与能力,进一步挖掘电力系统的设备利用潜力,有效提升能源综合利用水平[6,7,8,9]。

国内外学者从不同角度对主动配电网多源协同优化调度展开了研究。北卡罗莱纳州立大学黄勤教授主持的美国国家科学基金项目“未来可再生电力能源传输与管理系统(future renewable electric energy delivery and management system,FREEDM)”,研究了一种构建在可再生能源发电和分布式储能装置基础上的新型电网结构[10],FREEDM依托电力电子技术,利用分布对等的系统控制与交互,实现多级能源综合协调控制。基于计算机科学中集线器的思想,瑞士联邦理工学院研究团队提出能量集线器(Energy Hub)的概念[11],“Energy Hub”是一个信息中心,它通过超短期负荷预测以及实时监测分布式电源、配电网的潮流数据,对各发电侧及受控负荷侧进行优化控制。德国联邦经济技术部与环境部在智能电网的基础上推出了一个技术创新促进计划E-Energy[12],提出打造新型能源网络,在整个能源供应体系中实现综合数字化互联以及计算机控制和监测的目标。

周孝信院士及其团队认为以大规模可再生能源的利用和智能化为特征发展智能电网将带来新一代电网技术,蕴含了多级能源智能化协调控制的理念[13]。王成山教授从“源—网—荷”互动的综合优化、多周期优化及其协调配合、分层分布式优化策略这3个角度对主动配电网多源协同优化的发展趋势进行了分析和梳理[14]。文献[15]研究了正常态下主动配电网的多时间尺度分布式电源协调控制框架,包括长时间尺度下的主动配电网全局优化控制和短时间尺度下的主动配电网区域自治控制。

综合国内外多级能源协调优化控制的研究和实践现状,国外方面主要利用快速仿真技术,通过超短期负荷预测及实时在线监测各类型分布式能源、对电源测及受控负荷侧进行协同控制[16];国内方面主要集中在分布式电源接入、微网系统、电动汽车充电设施、配电自动化等各系统的独立研究,通过设计分级模型、控制架构、优化目标和协调策略,实现对多级、多种能源的协调优化控制方面都处于起步阶段。

本文基于已有的研究成果,提出了主动配电网多源协同优化调度总体架构,探讨了主动配电网的优化调度策略,结合主动配电网的技术发展现状,分析多源协同优化调度需要突破的关键技术,通过应用场景对主动配电网多源协同优化调度进行探讨。

1 多源协同优化调度总体框架

主动配电网多源协同优化调度通过对配电网络、分布式电源、柔性负荷和储能装置进行等可调资源进行优化配置,提高配电网的安全性、可靠性、优质性、经济性、友好性指标,实现配电网的高效运行[17,18,19,20]。

1.1 总体架构

主动配电网多源协同优化调度对接入配电网的可控资源进行优化调度,辅助调度人员进行配电网调控,实现配电网的高效运行[21,22],总体架构如图1所示。

多源协同优化调度建立在主动配电网智能设备的基础上,利用馈线终端单元(FTU)、配电终端单元(DTU)、配变终端单元(TTU)、远程终端单元(RTU)和综合配电单元(IDU)等智能终端设备实现信息采集及优化控制;通过IEC 61968信息交换总线,集成配电数据采集与监控(SCADA)系统、微网能量管理系统以及需求侧管理系统的相关业务与数据,通过接口适配器获取可调度容量,并实现优化调度功率曲线下发;以信息交换总线为支撑,实现多源协同优化调度系统的应用。

1)物理层

多源协同优化调度对象分布在配电网、微网以及需求侧负荷3个层面[23],对柱上开关、环网柜、配电变压器、电容器等配电网层面设备进行优化调度,可以保证配电网的电压质量和经济运行;对风机、光伏、储能、柔性负荷等微网内部设备进行优化调度,可以实现微网的功率平衡和优化运行;对需求侧的工业负荷、商业负荷、居民负荷、电动汽车等用电设备的用电行为进行分析,可以在不影响用户用电满意度的前提下实现削峰填谷,提高电网运行效率。

2)应用平台层

多源协同优化调度建立在配电SCADA系统、微网能量管理系统、需求侧自动需求响应系统的基础上,利用FTU,DTU,TTU,RTU和IDU等配电网管控终端,对主动配电网不同环节的关键设备进行监控,实现信息的采集以及控制指令的执行。

通过与配电SCADA系统交互,获取配电网的基础电网信息,包括配电网拓扑模型、设备的运行约束、空间负荷预测结果等,并将配电网重构方式、电容器投切等下发配电SCADA系统进行控制;通过与微网能量管理系统和需求侧响应系统对接,接收分布式电源可调容量以及柔性负荷可调裕度,同时下发分布式电源调控曲线和负荷侧调控曲线指令,供两系统控制。

3)决策层

多源协同优化调度通过应用平台层获取电网拓扑结构、运行数据、高精度数值天气预报等信息,通过多源数据融合、快速仿真,预测主动配电网的运行态势并进行预演;通过设计优化调度策略,对主动配电网进行优化调度,通过优化调度策略评估,对优化调度进行评价,实现多源协同优化调度的闭环管理。

1.2 应用功能

多源协同优化调度通过与微网、需求侧柔性负荷响应和电动汽车等区域能量管理系统进行上下级联动[24],依托态势感知、快速仿真等应用,设计优化调度策略,并完成策略的执行与评估,最终实现在不同时间和空间尺度上的跨区域能量平衡,应用框架如图2所示。

1)主动配电网态势感知

主动配电网态势感知包括实时状态感知和运行态势分析,实时状态感知通过对配电网的各类数据,包括TTU,RTU,DTU和高级计量架构(AMI)等系统实时监控数据以及调度日志、视频监控、外部环境数据等非结构化数据进行融合分析,深入挖掘其内在隐含知识,实现对配电网运行态势的全面感知。运行态势分析是在实时状态感知的基础上,融合预测数据和分析数据,感知配电网的运行状态和潜在运行风险,使得配电网的安全管理从被动变为主动,提早发现配电网运行中的薄弱环节,提升电网抵御风险的能力。

2)多源协同优化调度决策

多源协同优化调度决策依据在线状态估计与态势感知结果,分析不同区域之间、不同电源之间时空尺度的相关性和互补性,以可调负荷资源、可控网络资源(优化运行方式)、分布式电源等为调度手段,以区域综合能源利用效率最大化为目标,实现区域之间、不同分布式电源之间的协同优化调度。

3)多源协同优化调度策略评估

多源协同优化调度策略评估基于配电网—馈线—自治区域三级在不同时间尺度、不同电网运行状态下的优化调度目标,建立优化调度策略库,提供不同场景的优化调度手段,通过快速仿真技术为多源协调优化调度提供策略选择依据,实现策略的快速选择和优化调度的高效实施;基于多源协调优化调度效果,通过建立指标评估体系,设计指标赋权方法,对策略执行效果进行评估,更新维护优化调度策略库,为后续配电网的优化调度奠定基础。

2 多源协同优化调度关键技术

2.1 多源数据融合技术

多源数据融合技术是对不同来源的数据进行综合处理及分析的理论和方法,即对来自多个数据源的数据进行多级别、多方面、多层次的处理,产生新的有意义的信息[25]。配电网多源数据融合基于主动配电网中的多种测量装置(TTU,RTU,DTU,AMI,IDU等)的数据,应用数据挖掘、聚类分析,对多时间尺度的多源量测数据进行清洗、分类、聚合,剔除错误数据,并进行数据融合,为状态估计、负荷预测以及风险分析提供数据支撑。多源数据融合过程主要包括4个部分:融合主体、传感器集合、知识库及指导规则和人机交互,如附录A图A1所示。

2.2 快速仿真

主动配电网快速仿真基于实时运行数据、预测数据和分析数据,自动生成配电网在线工况场景数据集,利用主动配电网各项仿真算法,对所在电网运行场景进行快速仿真扫描计算,在线挖掘主动配电网运行中的薄弱环节,实现深层次的态势感知预警,同时为实现多时序仿真,建立由多智能体构成的电网仿真模型[26,27],从某一实际断面开始,依照时间序列,由各个智能体自主地推演仿真过程,并通过人为或事先设定的操作或扰动来干预后续仿真过程,技术架构如附录A图A2所示。

2.3 多源协同优化调度策略

主动配电网的优化调度是主动配电网实现安全、可靠、经济、高效运行的重要保障,也是主动配电网对于分布式能源实施主动管理的核心技术[28,29]。多源协同优化调度策略从主动配电网运行的空间尺度、时间尺度和运行状态3个维度建立多源协同优化调度目标,其结构如图3所示。

根据主动配电网的不同运行状态及运行态势,确定不同的优化目标,再从空间尺度和时间尺度上建立优化调度模型。空间尺度上采用基于配电网、馈线和自治区域三级联动的局部就地平衡—区域间互供—整体协调消纳的分布自治、分解协调的调度机制;时间尺度上,建立长时间尺度、短时间尺度、实时的协调优化调度机制,通过空间尺度、时间尺度的协调优化,实现主动配电网整体高效运行。

1)自适应协调优化目标模型

根据配电网的运行特点及优化调度需求,将其运行状态定义为3类:故障状态、异常状态、正常状态。优化调度目标是将配电网的运行状态尽量向优化状态逼近,针对主动配电网,在不同时间尺度和空间尺度设计优化目标,如表1所示。

2)空间尺度协同优化调度策略

根据配电网的运行特性,在空间尺度将其划分为配电网—馈线—自治区域三层结构[30],其中自治区域以自治为目标进行自动划分,通过以调度容量为基础的上传信息和以优化的目标曲线为基础的下传信息间的配合协调,实现配电网—馈线—自治区域三层之间的协调优化,策略如图4所示。

自治区域的调度容量通过由微网能量管理系统和需求侧管理系统上报的可调度容量、分布式电源的特性进行综合分析给出;馈线级的调度容量在综合各自治区域上送的可调度容量、馈线的分布式电源特性、大用户的负荷特性、储能特性等的基础上分析给出;配电网的调度容量在综合各馈线上送的可调度容量的基础上给出。

配电网优化根据可调度容量,以整个配电网的优化为目标给出各馈线关口的优化曲线,并下发到各馈线级优化模块;馈线级优化根据各自治区域的可调度容量以整条馈线的优化为目标,并以配电网下发的关口优化曲线为约束条件,给出各自治区域的优化目标曲线并下发;而各自治区域根据微网、需求侧资源等的可调度容量以自治区域的优化为目标,并以馈线下发的关口优化曲线为约束条件,给出微网、需求侧等资源的优化目标曲线并下发给微网和需求侧资源等系统。

调度容量和优化目标曲线是配电网—馈线—自治区域三级区域间的协调优化控制的纽带,分别通过上行数据流和下行数据流实现了配电网—馈线—自治区域三级区域的协调,实现了整个配电网区域内分区自治、互动协调的协调优化控制。

3)时间尺度协同优化调度策略

基于间歇式分布式电源、柔性负荷预测的多时间尺度特性,将主动配电网的协同优化调度分为长时间、短时间和实时3个层次[31],分别获取自适应目标,建立优化模型,设计优化算法,实现多时间尺度的优化调度,其调度策略见附录A图A3。

多时间尺度优化调度首先采集主动配电网的运行量测信息及长时间尺度的分布式电源、负荷的预测信息,根据协调优化目标,建立长时间尺度优化调度模型,利用优化工具进行求解,计算长时间尺度的优化调度结果;将长时间尺度优化调度结果下发给短时间尺度优化调度模型,在短时间尺度预测周期中,以对应时间点的长时间尺度协调优化结果作为初始值,考虑短时间尺度的优化目标,利用模型预测控制方法进行滚动优化,计算短时间尺度的优化调度结果;最后将短时间尺度的优化目标曲线下发给实时控制,完成指令分配,实现主动配电网的协同优化调度,时间尺度优化调度策略如图5所示。

“长时间—短时间—实时”的多时间尺度时序递进的协调优化调度,针对各时间尺度,分别建立优化模型,设计优化算法,实现优化调度,同时各时间尺度之间通过功率曲线进行协同。

长时间尺度优化调度针对多种能源间的时空差异性,同时计及配电网临时检修和保电需求制定配电网长时间尺度的全局优化调度方案,获得多能源和柔性负荷的可调度量,形成多时段网络运行方式,长时间尺度优化目标是功率平衡、电压质量控制、网损最小。

短时间尺度优化调度针对配电网中间歇性可再生能源及负荷预测值与长时间尺度预测值的偏差,保证重要负荷的供电可靠性、平滑功率曲线和提高电压质量,充分利用可控分布式电源和储能装置进行配合,实现等效的分布式电源出力,从而实现功率的平滑和能量的平衡,短时间尺度优化目标是平抑分布式电源波动。

实时控制针对配电网发生故障,或者分布式电源、负荷等发生异动时,设计主动配电网实时控制策略。实时控制主要考虑保证重要负荷的供电可靠性以及一定的电压质量,实时控制的目标是消除越限,保证电网安全运行。

2.4 多源协同优化调度策略评估

多源协同优化调度策略评估通过建立优化调度策略库,指导多源协同优化调度[32],建立优化调度策略评估系统,对运行控制策略的执行效果进行评估,并根据评估结果,更新协同优化调度策略库,其架构如图6所示。

1)建立多源协同优化调度策略库。以主动配电网的调度模式为指导,以需求侧响应系统和分布式电源/微网为依托,按照时间尺度、空间尺度、电网运行状态设计多源协同优化调度策略库,提供配电网、分布式电源、柔性负荷、储能的调整和优化手段。

2)设计多源协同优化调度策略评价指标体系。梳理表征多源协同优化调度策略执行效果的基础指标,明确其概念、计算范围、计算方法,从指标选取科学性和聚合的合理性角度出发,设计以企业经济效益指标、电网安全运行指标和主动配电网优化指标为基础的指标体系。

3)基于指标赋权法确定指标权重。采用主观赋权法与客观赋权法相结合的指标赋权法确定优化调度评价指标系统中每个指标的权重,首先采用德尔菲法和变异系数法对各指标进行赋权,然后采用乘法集成法对以上两种方法得到的指标权重进行组合,即利用几何平均算法,对权重乘积进行归一化处理,形成最终各个指标的权重。

3 应用场景设计

场景一:提高分布式能源消纳率

在新能源渗透率较高的区域,分布式电源运营投资方希望尽可能多地向电网输送电量,以获得更多地经济效益,此时分布式能源的消纳可能造成区域线路电压过高、潮流倒送、线路过载和保护误动等问题,多源协同优化调度可以通过网络重构、可控负荷、需求侧响应调节等提高分布式电源的消纳率。

分布式电源消纳首先实现自治区域内部协调,通过区域内部的需求侧柔性负荷响应,实现高渗透率的分布式电源消纳和本地化的消纳,其原理如附录A图A4所示。当自治区域内部无法平衡能源供应与负荷需求时,考虑采用网络重构或者馈线间协调的方式实现负荷转供,其原理如附录A图A5所示。

场景二:降低峰谷差与削峰填谷

在夏季用电高峰时,电网供需严重不平衡,主网调度会制定联络线的关口功率目标曲线,为了响应主网调度指令,配电网需要根据自身情况,尽量削减峰时用电量。配电网优化调度根据掌握的可调度分布式电源和负荷的总量,将削峰需求下发到每条馈线,馈线再根据每个自治区域的可调节容量将削峰指标分配执行,实现降低峰时用电的目标,其原理如附录A图A6所示,而在用电低谷的时段,采用峰时调度过程的逆过程进行处理。

场景三:降低配电网线损

主动配电网优化调度基于配电网现有的无功补偿设备,充分利用配电网中的新元素,做到电压分区平衡和无功就地补偿,改善电压质量,减少电网无功功率的输送量,降低电能损耗,提高配电网设备的利用率,其原理如附录A图A7所示。

场景四:降低设备重载率

夏季用电高峰时,部分配电线路会处于重载甚至过载情况,配电网此时处于异常状态需要采取措施使其恢复到正常状态。附录A图A8所示10kV线路重载率达到95%,需要降低2 MW负荷,此时通过增加储能出力,减少需求侧用电配合的方式消除线路过载。

4 结语

针对主动配电网多源协同优化调度的现状,本文分析了传统配电网调度过程中的问题和不适应性,提出了主动配电网的多源协同优化调度解决方案,设计了主动配电网优化调度的总体架构和应用框架,研究了多源数据融合、主动配电网快速仿真、多源协同优化调度策略以及多源协同优化调度策略评估等方面的关键技术,最后设计了多个应用场景,对多源协同优化调度的应用进行了探讨。

核心网架构 第7篇

三网融合不是简单的技术演进, 而且“对于促进信息和文化产业发展, 提高国民经济和社会信息化水平, 满足人民群众日益多样的生产、生活服务需求, 拉动国内消费, 形成新的经济增长点, 具有重要意义”, 三网融合是推进媒体格局变革的直接动力。目前, 三网融合只是三大网络业务应用的融合, 但它必将朝着形成统一的信息传播通信网络的终极目标迈进。不论报纸、广电等传统媒体, 还是网络、手机等新媒体, 三网融合“可能带来人们预想不到的新力量对大信息业、传媒领域的渗入和融合”, 开启传媒业深刻变革的时代。媒体竞争, 内容为王。在传媒产业链条上, 内容生产始终是核心环节。三网融合[1]时代, 内容优劣将进一步成为受众选择媒体的重要依据。面对信息海量化的现实, 受众不可避免地会因信息过剩产生选择焦虑, 而广播电视媒体具备得天独厚的内容集成优势, 利用好媒体内容是在三网融合时代媒体竞争中领先的法宝[2,3,4]。

有线电视网的发展已出现规模趋势, 从目前的低资费向高ARPU值转进需要较长的培育过程, 其中节目内容是核心, 营销手段是关键, 用户规模是基础, 增值业务是趋势。从内容资源来看, 必须开展多种个性化服务来适应市场发展的需要, 如视频点播、远程教育、远程医疗、电视购物等, 以及内容提供商CP间的内容资源共享, 不断丰富信息源和服务, 这就要求运营商建立完善的内容集成服务平台来支撑运营。

2 内容集成平台总体架构

2010年7月, 国家广电总局344号文件[5]指出“三网融合IPTV集成播控平台建设实行全国统一规划、统一标准、统一组织、统一管理。IPTV集成播控平台实行两级构架, 中央集成播控总平台与试点地区集成播控分平台共同构成了完整统一的IPTV集成播控体系。”三网融合的开展一方面促使传播渠道更加多元, 使广播影视面临的竞争更加激烈;另一方面是数字网络等技术的快速发展, 突破了传统媒体行业内部乃至于电信等相关行业的技术壁垒, 使媒体之间的竞争更加激烈。

目前国内电视台正在完成数字化、网络化的改造, 为了适应三网融合、高清战略的大环境, 台内网的建设就不仅仅需要站在不重复建设、资源共享的基础上, 同时还需考虑节目的运营管理和版权信息等诸多方面。

当前国内电视台为解决电视台内部大量“信息孤岛”的问题, 基本都采用了SOA企业级面向服务的架构, 通过企业服务总线ESB实现对全台网跨应用程序、业务系统和流程之间的系统整合以及消息传递, 通过EMB企业媒体总线实现对媒体数据的交换、调度、传输和校验。采用双总线方式重点就在于解决台内网系统异构的问题, 故而在此基础上, 可以建立适合于三网融合平台的多服务域, 如建立内容经营平台:对节目生产进行高效管理, 完成播出节目的编播管理和广告管理, 对汇聚的内容和播出的内容进行版权的注入和管理;建立内容汇聚平台:实现各种节目源的收集汇聚, 包括信号收录、用户上传、文件导入、视频爬虫、介质上载等各种方式将节目保存到系统平台内;建立内容加工平台:实现各种节目的编辑制作、新闻节目的拆条处理、复杂特技添加、字幕添加及修改、码率大小、压缩格式及封装格式的转换等;建立内容的管理平台:主要是对节目进行多级审核, 对节目串联单进行科学的管理, 对节目信息的属性进行管理等以及对节目的素材进行分层存储管理 (在线近线离线管理) 等;建立内容分发平台:实现节目的查询检索、内容推送、内容分发、内容生命周期管理 (依据版权系统进行节目推送、上下线管理) 等。各个系统间通过主干进行集成完成资源共享、互联互通, 从而为三网融合打下坚实的基础[6,7]。

3 全台网内容集成平台核心模块

3.1 主干集成平台

主干集成平台与目前国内建设的平台一致, 主要由ESB企业服务总线和EMB企业媒体总线两大核心组成:通过ESB企业服务总线完成消息接入、消息转换、消息路由, 采用基于Web技术进行的图形化配置管理、消息日志管理以及统计分析;通过EMB企业媒体总线完成数据在包括SAN、IP-SAN、ISIS、NAS等各种网络异构的存储之间传输, 采用内嵌MD5码完成数据的比对校验, 用Web图形化的界面进行数据流向的监控。

经过国内多家电视台主干集成平台的成功建设, 发现主干平台除了ESB和EMB双总线外, 还需要集成许多其他的公共服务模块, 如:服务注册、服务查询、服务调用、服务申领等原生服务, 主要用来对各个系统接入台内网提供相应服务, 以及如单点登录服务、统一时钟服务、媒体搜索服务等基础公共服务。

3.2 内容运营管理平台

内容是广电发展的核心战略之一, 如何体现内容的价值, 如何将内容利益最大化, 如何确保内容的版权信息, 这都是在三网融合大环境下广电人必须考虑的, 那么在现有网络的基础上建立内容运营平台就至关重要。

内容运营平台可分为:节目生产管理系统、经营管理系统以及版权管理系统。

节目生产管理:实现选题管理、任务管理、代码管理、编播管理等功能。根据不同平台、不同类型内容生产的需要进行灵活配置模块, 不受限于平台支持的业务类型, 可自由进行选题管理、生产任务管理, 以及按照不同发布方式 (VOD、NVOD、网络电视、IPTV[8]、手机电视等) 进行节目单的编播管理。

经营管理系统:价值核算为搜集获取节目引进所发生的成本, 生产过程中所占用的设备及人力成本, 以及节目通过相应运营发布手段创造的价值, 进行综合统计分析, 确定相关发布方式、相关频道、相关时段, 以及相关节目的收益分析, 为经营决策提供参考。需要对数据挖掘、经营分析、决策参考方面提供更强大的支撑。

版权管理系统:建设的目标, 设计并实现媒体资产管理系统完善的版权管理控制体系, 使媒体资产管理系统内容生产的各个环节都包含相关版权信息采集记录、版权可用性验证, 以及为未来设计实现的版权保护预留必备的接口。使整个媒体资产管理系统具有全系统版权管理控制手段。

3.3 生产制播应用平台

以往传统广播电视媒体机构获取外来信号资源基本都依赖卫星信号、SDH信号、有线电视信号等视音频信号进行收录获取, 随着三网融合的推进, 传统广播电视媒体机构为了丰富节目内容必须考虑更多互联网资源和多种通用介质资源, 充分利用台内的媒体资产管理系统, 对日常播出的节目进行内容复用, 对媒资库里的素材进行再加工;而对外购的节目生产制播平台具备ADI系统的自动继承, 能将包括海报、宣传短片、内容简述等信息自动关联到视频素材, 并注册到生产制播平台, 然后完成媒资归档。汇聚完成的素材可在后台自动完成转场分析、全格式转码以及自动拆条和自动技审等功能, 方便快速地查询检索所需, 提高素材利用率。

内容加工同样不再局限于对传统广电非编所支持MPEG I、MPEG IBP等格式, 还需支持如TS、FLV、H.264等多种新媒体格式, 在传统的非编CS模式外, 还可尝试使用BS的剪辑器完成内容的打点剪辑, 从而提高内容加工和发布的效率。

3.4 集成分发应用平台

实现内容集成平台制作完成的节目分发到不同的发布渠道, 以及运营合作伙伴系统。分发系统可以配置发布的目标系统, 并通过调用目标系统的相关接口实现发布, 形成发布任务出口, 而内容的推送和分发端则包括IPTV、网络电视、手机电视、移动电视等多种新媒体发布系统。

发布系统除了实现运营商内容集成平台的内容分发到相关发布渠道以外, 还可以附加一个重要的应用场景“内容交易服务平台”, 内容交易服务平台主要实现内容提供商的内容通过此分布式部署的平台, 分发到不同的内容运营商。

3.5 运营发布应用平台

随着手机电视、互联网电视、移动电视等多种新兴媒体发布平台的涌现, 人们收视习惯也悄然发生了改变。面对工作和生活节奏的加快, 人们休闲时间都呈现出碎片化的倾向, 而新兴媒体发布平台也恰恰迎合了大众休闲娱乐时间碎片化的需求。新媒体能满足人们在任何时间、任意地点的互动性表达、娱乐与信息需要, 通过建立一个智能的运营发布平台来全面整合数字环境, 广播电视媒体运营商可以根据各自的发展规划以及对区域性客户价值的判断, 智能地规划哪些区域播出哪些内容信息, 以及如何提供服务支持, 并通过智能化的商业价值分析系统, 监测出诸如点播率、用户收视习惯、用户关注点等各种数据。广播电视媒体运营商可以向广告客户提供收视的监测报告, 帮助客户推送具有针对性的市场营销活动, 从而在碎片化的新媒体竞争环境中脱颖而出, 在三网融合下赢取更大的市场。近年来, 大量的成功案例表明, 以人为本的系统是广播电视媒体强化媒体优势、掌握制胜先机的最佳利器。因此建立高效的运营发布平台就极为关键, 运营发布应用平台建成后使用新媒体的目的性与选择的主动性更强, 媒体使用与内容选择更具个性化, 从而有助市场细分更加充分。

4 总结

广电的内容只有借助渠道才能得到传播, 没有渠道, 就不能够吸引受众的注意, 也就不能产生影响力。电视技术在短短几十年里, 经历了从黑白到彩色、从无线发射到有线传输、从模拟到数字、从单向播出到双向交互的转变。目前, 广电视音频内容发布的渠道包括:直播卫星传输、3G、CMMB手机电视和地面数字电视的无线传输, 有线电视网络、IPTV网络和互联网的有线传输, 以及磁带、光盘的介质发行。在已经通过的《推进三网融合的总体方案》和《三网融合试点方案》中, 广电获得IPTV、手机电视的集成播控和运营管理权。传统广电不能奢望控制新的被重组的传播流程中的所有步骤, 但必须确保掌握其中的内容、传播渠道以及用户的三个资源。因此, 广电集团需要充分考虑利用台内现有资源, 合理规划三网融合下的全台网体系架构就尤为重要了。

参考文献

[1]王厚芹, 丁颐.我国三网融合发展战略[J].电视技术, 2011, 35 (10) :63-67.

[2]国家标准化管理委员会, 国务院信息化工作办公室.电子政务标准化指南[EB/OL].[2011-09-22].http://wenku.baidu.com/album/view/aff20329bd64783e09122b55.

[3]国家广播电影电视总局科技司.电视台数字化网络化建设白皮书 (2006) [M].北京:[s.n.], 2007.

[4]国务院三网融合协调小组.关于三网融合试点工作有关问题的通知[EB/OL].[2011-09-22].http://www.gov.cn/zwgk/2010-08/02/content_1669528.htm.

[5]国家广播电影电视总局.广电总局关于三网融合试点地区IPTV集成控制平台建设有关问题的通知 (344号文件) [EB/OL]. (2010-07) [2011-09-22].http://wenku.baidu.com/view/7d2e346 00b1c59eef8c7b402.html.

[6]国家广播电影电视总局.有线电视网络三网融合试点总体技术要求和框架[EB/OL].[2011-09-22].http://bbs.cncable.com.cn/archiv-er/?tid-898.html.

[7]科拉夫兹格, 本克, 斯拉姆.Enterprise SOA中文版——面向服务架构的最佳实战 (ISBN:9787302130291) [M].韩宏志, 译.北京:清华大学出版社, 2006.

核心网架构 第8篇

1 IPTV系统介绍

IPTV是通过计算机终端或者机顶盒与电视之间完成视频点播业务、网上浏览业务等功能。IPTV采用了先进的视频压缩技术, 当视频传输带宽能够保持在800KB/s左右时, 用户就能够收看到高清DVD的视频效果, 而如果单纯地通过互联网收看到高清DVD视频效果的节目, 则需要互联网的带宽在5MB/s左右。因此, IPTV的推广对视频类业务的拓展具有较强的优势, 包括网上视频直播业务、远距离实时视频点播等, IPTV的产生促进了三网融合产业的不断发展。最初的三网融合只需要实现三屏合一业务的规模扩展, 形成一个可持续发展产业;随着IPTV系统的不断完善, 下一步需要在此基础之上, 建设能够支持三屏合一业务的平台, 提高IPTV系统的市场竞争能力。三网融合发展情况如图1所示。

2 传统广播电视存在的问题

传统的广播电视传输采用的是单向传输的方式, 严重制约了用户与有线电视运营商之间的互动, 也无法实现电视节目的即时收看, 更无法满足用户的个性化需求。如果用户对于某个电视频道正在播出的节目内容没有任何兴趣, 那么也无法在该频道选择其他电视节目。这对于有线电视运营商来说无疑是一种资源浪费。而且, 目前有线电视运营商只能做到在某个具体时段播出某个节目, 这对于众多收看用户来说也是极为不便的。例如一个下夜班回家的电视观众需要在凌晨时刻收看晚间新闻, 或者需要收看不久之前结束的某项体育比赛的实况录像, 这些都是不能实现的。

3 三网融合背景下IPTV系统设计

3.1 IPTV系统架构设计

IPTV系统将电视机与机顶盒作为用户终端设备, 通过互联网提供的带宽为用户提供一种交互式电视收看和服务体验, 也是一种能够实现集运营和管理于一体的支撑系统。本文设计的IPTV系统逻辑结构主要分为4层, 具体结构如图2所示。

运营支撑层主要负责为相关运营商提供支持服务, 保证能够对IPTV系统中的各项业务、终端用户和使用设备进行监控和管理。运营支持层的软件管理包括服务管理、服务商管理、用户管理、计费管理、支付管理、结算管理、认证管理、统计管理、接口管理、机顶盒管理等。运营支撑层主要由数据库服务器、认证服务器等硬件设备组成。

业务应用层主要负责为系统平台提供相关业务服务和应用服务, 使用IPTV系统的用户的业务和服务体验都是在业务应用层实现的。业务应用层主要提供的服务包括内容管理、片库管理、点播服务、直播服务、通信服务、数据服务和游戏服务等。业务应用层的硬件设备包括磁盘阵列、流媒体服务器和相关管理服务器等。

承载层共包括业务层、汇聚层与接入层3个层次, 承载层的构建是基于互联网宽带实现的。业务层主要是对各项业务进行控制, 包括内容分发控制、运营支持承载和业务应用承载等;汇聚层主要负责承载IPTV业务从运营网到用户接入端网络的承载;接入层主要是对用户机顶盒到IPTV业务接收点进行控制, 保证IPTV业务能够正常接入到网络中, 包括宽带接入、无线网接入和局域网接入等。

用户终端指的是电视用户通过使用机顶盒接入运营商提供的宽带网络中, 从而在电视机上享受IPTV业务服务。

3.2 IPTV系统功能模块设计

本文设计的IPTV系统为了能够实现以上4层结构的逻辑功能, 将系统分为多个功能模块, 包括电子节目单管理系统、节目内容管理系统、业务运营支撑管理系统和流媒体管理系统。

电子节目单管理系统分为两个模块:一是网页浏览服务管理模块, 二是电子节目单应用服务管理模块。网页浏览服务管理模块的功能主要是与用户进行连接, 保证用户能够通过网页浏览的方式对电子节目单进行浏览, 从而选择自己感兴趣的电视节目, 用户通过此模块对网页发起访问请求;电子节目单应用服务管理模块实现的功能是与其他子系统共同完成用户发起的请求并提供相关服务。

节目内容管理系统主要是对IPTV系统提供的节目内容进行管理, 从而实现频道管理、节目源管理、内容操作管理、栏目管理、节目类型管理、内容发布管理、内容审核管理、内容监控管理、节目安排管理和工作流程执行等功能。通过已经授权的系统管理员利用网页界面实现对节目内容管理系统的操作。

业务运营支撑管理系统主要负责为IPTV系统提供3种管理服务, 分别是业务管理、系统管理和业务支撑管理。业务管理主要功能是对电视用户和运营商的管理;系统管理主要功能是授权管理、配置管理、告警管理、健康管理等;业务支撑管理的主要功能包括计费管理、结算管理、统计管理、认证管理等。

流媒体管理系统包括两个部分:一是流媒体内容分发系统, 二是媒体服务管理。IPTV系统中的内容分发是由内容分发网络进行控制的, 将节目内容从中心系统传送到每个服务节点, 这样可以实现对节目内容的统一调度和管理, 从而有效提高为用户提供的服务质量。内容分发系统主要功能包括内容存储管理、内容调度管理、内容传输管理、内容操作管理;媒体服务的主要功能就是流媒体服务器能够提供的功能, 包括点播服务、直播服务和轮播服务等。内容分发系统是整个IPTV系统中的关键部分, 只有保证内容分发系统的安全、可靠、高效、稳定, 才能有效提高服务质量。

4 结论

IPTV业务是基于IP网络为用户提供的一种新型视频业务服务, IPTV系统的推广已经成为三网融合推进中的重要部分。IPTV系统能够为广电运营商、电信运营商和宽带网络运营商提供新的商机, 同时能够为终端用户提供个性化服务, 丰富节目内容。

摘要：目前, 三网融合的推进工作已经成为我国发展战略任务之一。随着科学技术的不断进步, 广电网、电信网和互联网成为人们生活中获取影音内容的渠道, 三屏互动的新技术正在稳步发展之中, 新媒体的突飞猛进已经成为广播影视行业的新亮点。本文在三网融合背景下, 分析传统广播电视传输存在的问题, 提出IPTV系统业务平台的架构设计方案。

关键词：IPTV系统,三网融合,架构,设计

参考文献

[1]韩冰心, 许学卿.基于三网融合的河南联通IPTV建设方案[J].郑州轻工业学院学报:自然科学版, 2011 (6) .