CN102231647A - 一种电力专用光纤通信网络业务路由配置方法 - Google Patents

Abstract

本发明为一种电力专用光纤通信网络业务路由配置方法，将电力通信网承载的业务按照重要性进行业务分类和优先级排序，依次取出业务进行工作路由寻路，工作路由寻路成功，再对此业务根据其设定的保护方式对保护路由进行寻路，如果保护路由寻路成功，则判定此业务被成功路由。本发明针对优先等级最高的电网运行控制业务，提出一种抗断缆风险的专用保护路由方法。本发明使得电力光纤专网在满足不同电网业务可靠性承载要求的同时，同时提高全网的网络资利用率。本发明对A类业务专用保护，提高了电力光纤专用通信网在重大自然灾害下的可持续通信能力，确保电力通信网所承载的重要电网生产控制业务在断缆故障情景下仍具有较高的可用性。

Description

一种电力专用光纤通信网络业务路由配置方法

技术领域：

本发明涉及电力通信系统优化与设计领域，具体设计一种电力专用光纤通信网络业务路由配置方法。

背景技术：

通信网的业务路由的配置是指为该业务分配主用路由和保护路由，其中保护路由的设计与网络资源和业务可用性密切相关，以下是两类常用的工作路由与保护路由设计方法。

1.节点分离与链路分离

链路分离是指一条业务的保护路由不能经过工作路由所经过的所有链路；节点分离是指一条业务的保护路由除了起始节点与工作路由相同外，不经过工作路由经过的节点。

节点分离的保护要较链路分离更为严格，这里用图1的进行说明。图中节点A到节点I的业务的工作路由的结果是A-B-E-F-I。如果保护路由要求链路分离，可得到的路由结果为A-D-E-H-I，但是链路分离的路由结果不能满足节点分离的要求。如果要求节点分离，保护路由应为A-D-C-H-I，这一路由结果同时满足了节点分离和链路分离。

2.专用保护与共享保护

专用保护是指保护资源不进行共享，在系统发生故障的情况下，由系统为每一条业务预留的独立资源恢复业务。对于某一条业务，从源节点到目的节点找到工作路由以外的路径，满足节点分离或者链路分离的条件，当网络发生故障时，业务的保护可以通过此路径来实现，1+1保护和1∶1保护都是专用保护方式。

共享保护是指，在选择保护通路时，允许保护通路共享，可以大大提高资源利用率，1∶N保护和M∶N保护都可以作为共享保护。共享保护选取保护路由的基本原则是，如果两个工作通道共享同一物理链路，那么它们的保护通道就不能共享同一物理链路，这一基本原则是为了使得在故障出现时，业务得到最大概率的保护。

如上所述，在保护能力方面，链路分离的保护路由可以对单链路故障进行恢复，节点分离的保护除了恢复单链路故障业务外，也可恢复单节点故障造成的受损业务。但是由于电力光纤通信网目前的网格密度较为稀疏，网络连通性不高，在现有网络中很难搜索到严格满足节点分离要求的保护路径。

在资源利用率方面，共享保护可以通过允许保护通路共享的方式，极大提高网络的资源利用率，但是对于多重故障的发生，可能产生多条业务同时抢占保护资源的现象，从而使得重要业务无法得到有效的恢复和保护；专用保护方法速度较快，可靠性高，但由于其保护通道专用特性，使得其资源占用率高，而利用率低，造成通信资源极度浪费现象。因此，本发明基于共享保护和专用保护的基本实现原理，针对电力光纤专网承载的不同可靠性等级要求的业务设计相应的保护策略，特别针对电力光纤专网承载重要性等级最高的生产控制业务，必须要保证在任何一段链路(尤其是光缆)出现的故障的情况下，业务都不能够中断。

目前，电力光纤专网中存在一根光纤只承载一条2M继电保护业务的情况，资源占用率高而利用率极低的现象，如何提高电力光纤通信网的光纤资源利用率，同时又要确保电力专网承载的重要性等级最高的电网生产运行实时控制业务的可靠性不受影响，是一个尚待解决的问题。

发明内容：

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提出一种用于区分业务优先级的电力光纤专用通信业务路由配置方法，给出满足资源利用率和可靠性要求的不同优先级的电力通信业务的工作路由和保护路由的具体分配和实施方案。并针对优先等级最高的电网运行控制业务，提出一种抗断缆(纤)风险的路由配置方法，以提高电力光纤专网对于电网生产运行控制的可靠支撑与应急保障能力。

本发明提供的一种光纤通信网络业务路由配置方法，其改进之处在于，所述方法包括如下步骤：

1)输入网络拓扑信息、业务需求信息、链路容量信息和链路所属电力光缆编号；

2)对所述电力通信网承载的业务按照重要性进行业务分类并进行优先级排序；

3)判断所述电力通信网承载业务是否均安排工作路由和保护路由，如果不是，进行步骤4)；

4)从步骤2)所述优先级排序的业务列表中取出未安排路由的业务；

5)判断步骤4)的所述业务的工作路由和保护路由是否都已经处理，未处理则进行步骤6)；

6)查看步骤2)所述业务的分类，并根据所述业务分类将所述步骤5)未处理业务分到相应的业务处理程序；

7)根据步骤6)的结果添加路由记录。

本发明提供的第一优选方案的业务路由配置方法，其改进之处在于，所述步骤2)的所述业务分类是根据电网企业的特点，将所述业务分为A类业务、B类业务和C类业务，分别代表电网运行控制业务、电网生产控制业务和企业管理业务，并表征业务优先级别的高低顺序，其中A为最高级。

本发明提供的较优选方案的业务路由配置方法，其改进之处在于，所述A类业务包括安全稳定控制、线路继电保护、调度电话、自动化专线、能量管理系统、自动化监控、广域相量测量、故障信息管理和其它运行控制类业务。

本发明提供的另一优选方案的业务路由配置方法，其改进之处在于，所述B类业务包括应急通信管理、站点视频监控、线路状态监测、营销分析决策、用电信息采集和雷电定位系统。

本发明提供的再一优选方案的业务路由配置方法，其改进之处在于，所述C类业务包括行政电话、会议电视系统、SG-ERP、营销管理系统和其它企业管理类信息。

本发明提供的再一优选方案的业务路由配置方法，其改进之处在于，所述A类业务处理程序包括如下步骤：

(1)将接收到的所有A类业务请求进行排序，具有相同优先级的A类业务按业务量降序进行排列。

(2)从业务排序列表中取出未安排路由的业务，执行Dijkstra算法，为其计算工作路由WP＝{e₁，e₂，...e_n}，如果未找到最短路径，则表示该业务路由分配失败，由此更新全网资源利用率和业务阻塞率信息，并进行下一条业务路由分配。

(3)判断计算是否成功，为计算成功的工作路由分配资源，并记录该工作路由WP所包含的所有光缆段编号R_WP＝{r₁，r₂，...，r_n}(i＝1，2，...，n)。如果没有成功则统计业务阻塞率和网络资源占用率。

(4)删除所有与R_WP具有相同光缆段编号的链路，并将剩余的边按权值的升序排列，重新调整后的边和节点构成新图G₁(N，E)。

(5)使用Dijkstra算法，基于G₁(N，E)计算该业务的保护路由。

(6)判断计算是否成功，如果保护路由计算失败，则表示该业务路由分配失败，由此更新全网资源利用率和业务阻塞率信息，并进行下一条业务路由分配；

为计算成功的保护路由为业务分配资源，则表示该业务路由分配成功，更新全网资源利用率和业务阻塞率信息，并进行下一条业务路由分配。

(7)所有业务路由分配完毕，更新加载网络资源，结束。

本发明提供的再一优选方案的业务路由配置方法，其改进之处在于，所述B类业务处理程序采用1∶1共享保护方式程序。

本发明提供的再一优选方案的业务路由配置方法，其改进之处在于，所述C类业务处理程序采用无保护方式程序。

本发明提供的再一优选方案的业务路由配置方法，其改进之处在于，设定所述A类业务安全稳定控制和线路继电保护的优先级大于所述A类业务的调度电话、自动化专线、能量管理系统、自动化监控、广域相量测量、故障信息管理和其它运行控制类业务的优先级。

与现有技术比，本发明的有益效果为：

通过本发明提出的实现方法，可以在电力光纤专用通信网络中实现区分优先级的业务配置，使得电力光纤专网在满足不同电网业务可靠性承载要求的同时，同时提高全网的网络资利用率；

本发明对链路所属电力光缆编号，在为电网A类业务分配保护路由时，主用路由和保护路由所属的光缆段编号不能相同，以确保在断缆故障情况下，电网控制业务不中断。

通过本发明提出的电网A类业务专用保护实现方法，可以提高电力光纤专用通信网在重大自然灾害下的可持续通信能力，确保电力通信网所承载的重要电网生产控制业务在断缆(纤)故障情景下仍具有较高的可用性。

附图说明

图1为本发明提供的链路分离与节点分离示意图。

图2为本发明提供的电力专用光纤通信网络的业务路由配置方法流程图。

图3为本发明提供的抗断缆风险的电网A类业务处理程序流程图。

其中a)为节点分离；b)为链路分离。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。

如图2所示，本实施例主要包括如下步骤：

1)输入网络拓扑信息、业务需求信息、链路容量信息和链路所属电力光缆编号；

2)将电力通信网承载的业务按照重要性进行业务分类和优先级排序；

3)判断业务是否均安排工作路由和保护路由，如果不是，进行步骤4)；如果是，则结束；

4)从步骤2)所述优先级排序的业务列表中取出未安排路由的业务；

5)判断步骤4)的所述业务的工作路由和保护路由是否都已经处理，未处理则进行步骤6)；如果处理了则返回到步骤3)至结束；

6)查看步骤2)所述业务的分类，并根据所述业务分类将所述步骤5)未处理业务分到相应的业务处理程序；

7)根据步骤6)的结果添加路由记录，修改相关信息；如果路由失败，则在失败业务表中加入该业务，统计业务阻塞率，链路资源利用率信息。

其中，将电力通信网承载的业务按照重要性进行优先级排序。电力通信网是电网生产和管理的专用通信网，根据电网企业的特点，其承载的业务可分为A、B和C三类业务，其中A类为电网运行控制业务，具有最高的实时性和可靠性要求；B类为电网生产控制业务，其实时性要求较高；C类为企业管理业务，对实时性和可靠性要求相对较低。其中A类业务为电网重要性等级最高和可靠性要求最高的业务，根据电网控制信号对传输时延的敏感性需求，A类业务又分为实时业务和非(准)实时业务，其中安全稳定控制和线路继电保护为电网实时运行控制业务，因此，在业务配置时，具有最高的优先等级。电力专用光纤通信网承载的业务类型、业务名称和业务优先等级，如表1所示。

表1电力通信业务基本类型与优先级划分

在电力通信业务分类分级基础之上，本发明将不同业务连接请求按业务类型和优先级进行排序，属于同等优先级的业务按业务量降序排列。依次取出业务进行工作路由寻路，如果工作路由寻路成功，再对此业务根据其设定的保护方式对保护路由进行寻路，如果保护路由寻路成功，则判定此业务被成功路由，并在其经过的链路上记录占用的容量和资源信息；如果保护路由未能寻路成功，则判定该业务未被成功路由，并记录业务阻塞信息。

如图3所示，A类业务处理程序包括如下步骤：

(1)将接收到的所有A类业务请求进行排序，具有相同优先级的A类业务按业务量降序进行排列。

(2)从业务排序列表中取出未安排路由的业务，执行Dijkstra算法，为其计算工作路由WP＝{e₁，e₂，...e_n}，如果未找到最短路径，则表示该业务路由分配失败，由此更新全网资源利用率和业务阻塞率信息，并进行下一条业务路由分配。

(3)判断计算是否成功，为计算成功的工作路由分配资源，并记录该工作路由WP所包含的所有光缆段编号R_WP＝{r₁，r₂，...，r_n}(i＝1，2，...，n)。如果没有成功则统计业务阻塞率和网络资源占用率。

(4)删除所有与R_WP具有相同光缆段编号的链路，并将剩余的边按权值的升序排列，重新调整后的边和节点构成新图G₁(N，E)。

(5)使用Dijkstra算法，基于G₁(N，E)计算该业务的保护路由。

(6)判断计算是否成功，如果保护路由计算失败，则表示该业务路由分配失败，由此更新全网资源利用率和业务阻塞率信息，并进行下一条业务路由分配；

为计算成功的保护路由为业务分配资源，则表示该业务路由分配成功，更新全网资源利用率和业务阻塞率信息，并进行下一条业务路由分配。

(7)所有业务路由分配完毕，更新加载网络资源，结束。如果仍有未分配的则返回步骤(2)。

B类业务处理程序采用1∶1共享保护方式的程序。

C类业务处理程序采用无保护方式的程序，即不添加保护路由。

定义相关符号，如表2所示。

最后应该说明的是：结合上述实施例仅说明本发明的技术方案而非对其限制。所属领域的普通技术人员应当理解到：本领域技术人员可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，但这些修改或变更均在申请待批的权利要求保护范围之中。

Claims (9)

1.一种电力专用光纤通信网络业务路由配置方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

1)输入网络拓扑信息、业务需求信息、链路容量信息和链路所属电力光缆编号；

2)对所述电力通信网承载的业务按照重要性进行业务分类并进行优先级排序；

3)判断所述电力通信网承载业务是否均安排工作路由和保护路由，如果不是，进行步骤4)；

4)从步骤2)所述优先级排序的业务列表中取出未安排路由的业务；

5)判断步骤4)的所述业务的工作路由和保护路由是否都已经处理，未处理则进行步骤6)；

6)查看步骤2)所述业务的分类，并根据所述业务分类将所述步骤5)未处理业务分到相应的业务处理程序；

7)根据步骤6)的结果添加路由记录。

2.如权利要求1所述的业务路由配置方法，其特征在于，所述步骤2)的所述业务分类是根据电网企业的特点，将所述业务分为A类业务、B类业务和C类业务，分别代表电网运行控制业务、电网生产控制业务和企业管理业务，并表征业务优先级别的高低顺序，其中A为最高级。

3.如权利要求2所述的业务路由配置方法，其特征在于，所述A类业务包括安全稳定控制、线路继电保护、调度电话、自动化专线、能量管理系统、自动化监控、广域相量测量、故障信息管理和其它运行控制类业务。

4.如权利要求2所述的业务路由配置方法，其特征在于，所述B类业务包括应急通信管理、站点视频监控、线路状态监测、营销分析决策、用电信息采集和雷电定位系统。

5.如权利要求2所述的业务路由配置方法，其特征在于，所述C类业务包括行政电话、会议电视系统、SG-ERP、营销管理系统和其它企业管理类信息。

6.如权利要求2所述的业务路由配置方法，其特征在于，所述A类业务处理程序包括如下步骤：

(1)将接收到的所有A类业务请求进行排序，具有相同优先级的A类业务按业务量降序进行排列。

(2)从业务排序列表中取出未安排路由的业务，执行Dijkstra算法，为其计算工作路由WP＝{e₁，e₂，...e_n}，如果未找到最短路径，则表示该业务路由分配失败，由此更新全网资源利用率和业务阻塞率信息，并进行下一条业务路由分配。

(3)判断计算是否成功，为计算成功的工作路由分配资源，并记录该工作路由WP所包含的所有光缆段编号R_WP＝{r₁，r₂，...，r_n}(i＝1，2，...，n)。如果没有成功则统计业务阻塞率和网络资源占用率。

(4)删除所有与R_WP具有相同光缆段编号的链路，并将剩余的边按权值的升序排列，重新调整后的边和节点构成新图G₁(N，E)。

(5)使用Dijkstra算法，基于G₁(N，E)计算该业务的保护路由。

(6)判断计算是否成功，如果保护路由计算失败，则表示该业务路由分配失败，由此更新全网资源利用率和业务阻塞率信息，并进行下一条业务路由分配；

为计算成功的保护路由为业务分配资源，则表示该业务路由分配成功，更新全网资源利用率和业务阻塞率信息，并进行下一条业务路由分配。

(7)所有业务路由分配完毕，更新加载网络资源，结束。

7.如权利要求2所述的业务路由配置方法，其特征在于，所述B类业务处理程序采用1∶1共享保护方式程序。

8.如权利要求2所述的业务路由配置方法，其特征在于，所述C类业务处理程序采用无保护方式程序。

9.如权利要求3所述的业务路由配置方法，其特征在于，设定所述A类业务安全稳定控制和线路继电保护的优先级大于所述A类业务的调度电话、自动化专线、能量管理系统、自动化监控、广域相量测量、故障信息管理和其它运行控制类业务的优先级。

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