CN110011916A - 一种基于节点风险度的电力otn骨干网路由分配方法 - Google Patents

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陆俊
蔡鹏�
肖振锋
徐志强
李映雪
龚钢军
王赟
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Abstract

本发明提供了一种基于节点风险度的电力OTN骨干网路由分配方法。本发明在充分考虑电力业务重要度的基础上，获取电力OTN网络拓扑及传输业务信息，基于网络单点攻击计算节点风险度，根据平均节点风险度最小原则规划新增业务路径，按照所得路径进行路由分配，有效提高电力OTN骨干网络规划性能的业务传输可靠性和网络资源均衡性。

Description

一种基于节点风险度的电力OTN骨干网路由分配方法
技术领域
本发明属于电力光传送网络(Optical Transport Network，OTN) 技术领域，尤其涉及一种基于节点风险度的电力OTN骨干网路由分配方法。
背景技术
近年来随着电网的快速发展，电力系统规模不断壮大，对电力通信网提出了更高的要求。而电力OTN技术因具有多维可重构光分插复用器支持、业务调度灵活、便于维护、可靠性高、保护完善等优势，成为一种更适用于电力通信传输网未来发展的传输技术。OTN技术作为一种继承了同步数字体系(synchronous digital hierarchy,SDH) 和波分复用(wavelength division multiplexing,WDM)技术优势的光电结合组网技术，集传输容量大、可承载小颗粒业务的优点于一身，是目前电力通信网中面向新型传送业务驱动的最佳光网络传送技术之一。OTN技术在电力通信网中的应用标准日臻完善，网络承载业务数量不断增多，但由于其业务是分批部署的，导致业务路由分布越发不均衡，在有限的几条光缆上承载了大部分业务，而其他大多数光缆只承载寥寥几个业务。这就使网络的一部分资源风险极高，而另一部分资源闲置严重。因此如何在电力骨干OTN网络中为业务构建合适的路由波长分配策略成为电力骨干OTN网络规划设计过程中重要环节。
现有电力OTN骨干网络常对业务采用最短路径或最小资源占用法进行路由分配，能够满足现有电力业务的通信服务质量要求 (Quality of Service,QoS)；但未同时考虑电力业务传输的特殊之处，未考虑到电力业务在受到网络攻击时造成的危害。针对现有电力 OTN骨干网络在路由分配方法方面未考虑电力业务受到网络攻击造成危害的技术局限性，本发明在充分考虑电力业务重要度的基础上，获取电力OTN网络拓扑及传输业务信息，基于网络单点攻击计算节点风险度，根据平均节点风险度最小原则规划新增业务路径，按照所得路径进行路由分配，有效提高电力骨干OTN网络规划性能的业务传输可靠性和网络资源均衡性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于节点风险度的电力OTN骨干网路由分配方法，该方法具体包括以下步骤：
S1.获取电力OTN网络拓扑及传输业务信息；
S2.基于网络单点攻击计算节点风险度；
S3.根据平均节点风险度最小原则规划新增业务路径；
S4.按照所得路径进行路由分配。
与一般技术相比，本发明在充分考虑电力业务重要度的基础上，获取电力OTN网络拓扑及传输业务信息，基于网络单点攻击计算节点风险度，根据平均节点风险度最小原则规划新增业务路径，按照所得路径进行路由分配，有效提高电力OTN骨干网络规划性能的业务传输可靠性和网络资源均衡性。
附图说明
图1为本发明方法整体流程图。
图2为本发明方法典型应用场景图。
具体实施方式
下面结合附图，对优选实施例作详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。如图 1所示为本发明的方法流程图，以下结合具体实施例对本发明的方法进行进一步说明。
具体实施例应用场景为一个典型应用场景如图2所示，所述电力 OTN骨干网络中包含9个节点，节点之间为双向链路，共有11条链路。其中所述网络中节点需要具备波长转换功能，节点能够收集及统计其所连接链路中可用波长的信息，能够将接收到的信息频率进行波长转换，转换成下一跳链路中可用的波长频率，并将信息传送给下一节点。
本发明提供的一种基于节点风险度的电力OTN骨干网路由分配方法，包括以下步骤：
S1.获取电力OTN网络拓扑及传输业务信息
设电力OTN网络的节点总数目为N(6≤N≤40)，第i个节点表示为vi(1≤i≤N)，节点vi承载的业务数目为fi(fi≥0)；设网络的链路总数目为M，节点vi和节点vj之间的链路为eij(1≤i,j≤N)；节点vm和节点vn之间的一条传输业务表示为smn(1≤m,n≤N)，定义业务smn的业务重要度为Imn(0<Imn＜1)。
实例中，电力OTN网络的节点总数目为N＝9，第i个节点表示为 vi(1≤i≤N)，节点vi承载的业务数目为fi(fi≥0)；设网络的链路总数目为M＝11，节点vi和节点vj之间的链路为eij(1≤i,j≤N)；节点vm和节点vn之间的一条传输业务表示为smn(1≤m,n≤N)，定义业务smn的业务重要度为Imn(0<Imn＜1)，电力OTN网络已承载业务smn，业务类型，业务重要度Imn以及各节点承载业务数分别如表1，表2，表3所示。
表1 OTN网络已有传输业务
表2各类业务重要度
传输业务类型 业务重要度
500kV线路继电保护 0.95
安全稳定控制系统 0.90
调度自动化 0.84
广域相量测量系统 0.74
保护管理信息系统 0.60
视频会议系统 0.34
行政电话 0.24
表3节点承载业务数目
S2.基于网络单点攻击计算节点风险度
设节点vi(1≤i≤N)因相异节点vj(1≤j≤N,j≠i)受到网络单点攻击的情况下受影响次数为gij(gij≥0)；对网络中的每个节点vi，实施网络单点攻击，更新通过该节点的每个业务smn(1≤m,n≤N)上的节点 vj(1≤j≤N,j≠i)的受影响次数：gij＝gij+1；对每个节点vi，按照节点风险度ri为过节点vi的业务重要度均值和节点vi受影响次数之和的乘积设计公式计算节点风险度ri。
在实例中，设节点vi(1≤i≤N)因相异节点vj(1≤j≤N,j≠i)受到网络单点攻击的情况下受影响次数为gij(gij≥0)，节点受影响次数gij如表 4所示；对网络中的每个节点vi，实施网络单点攻击，更新通过该节点的每个业务smn(1≤m,n≤N)上的节点vj(1≤j≤N,j≠i)的受影响次数： gij＝gij+1；对每个节点vi，按照节点风险度ri为过节点vi的业务重要度均值和节点vi受影响次数之和的乘积设计公式计算节点风险度ri，节点风险度ri如表5所示。
表4节点受影响次数表
表5节点风险度表
节点 v<sub>1</sub> v<sub>2</sub> v<sub>3</sub> v<sub>4</sub> v<sub>5</sub> v<sub>6</sub> v<sub>7</sub> v<sub>8</sub> v<sub>9</sub>
r<sub>i</sub> 12.86 15.62 16.70 17.50 20.75 20.55 20.01 16.28 12.43
S3.根据平均节点风险度最小准则规划新增业务路径
给定业务smn，设业务smn可行的一条路由路径Jmn包含k条链路，链路Jmn的k-1个中继节点分别标识为q1,q2,...,qh,...qk-1，其中1≤qh≤N，则路由路径Jmn可标识为vm→q1→q2→...→qh...→qk-1→vn；以平均节点风险度最小为优化目标，采用下一跳链路的路径添加法，选择出业务smn的最优路由路径optJmn。
在实例中，给定业务smn，设业务smn可行的一条路由路径Jmn包含 k条链路，链路Jmn的k-1个中继节点分别标识为q1,q2,...,qh,...qk-1，其中 1≤qh≤N，则路由路径Jmn可标识为vm→q1→q2→...→qh...→qk-1→vn；以平均节点风险度最小为优化目标，采用下一跳链路的路径添加法，选择出业务smn的最优路由路径optJmn，业务s25的可行路径及平均节点风险度如表6所示，最优路由路径optJmn为 v2→v1→v3→v5。
表6可行路径及对应平均节点风险度
S4.按照所得路径进行路由分配
对于定业务smn，按照选择业务路由路径optJmn，对路径包含的各条链路为该业务进行波长资源分配。
在实例中，对于定业务s25，按照选择业务路由路径 optJmn:v2→v1→v3→v5，对路径包含的各条链路为该业务进行波长资源分配。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种基于节点风险度的电力OTN骨干网路由分配方法，该方法包括以下步骤：
S1.获取电力OTN网络拓扑及传输业务信息；
S2.基于网络单点攻击计算节点风险度；
S3.根据平均节点风险度最小原则规划新增业务路径；
S4.按照所得路径进行路由分配。
2.根据权利要求1所述的基于节点风险度的电力OTN骨干网路由分配方法，其特征在于，所述步骤S1中，电力OTN网络的节点总数目为N(6≤N≤40)，第i个节点表示为vi(1≤i≤N)，节点vi承载的业务数目为fi(fi≥0)；网络的链路总数目为M，节点vi和节点vj之间的链路为eij(1≤i,j≤N)；节点vm和节点vn之间的一条传输业务表示为smn(1≤m,n≤N)，业务smn的业务重要度为Imn(0<Imn＜1)。
3.根据权利要求1所述的基于节点风险度的电力OTN骨干网路由分配方法，其特征在于，所述步骤S2中，设节点vi(1≤i≤N)因相异节点vj(1≤j≤N,j≠i)受到网络单点攻击的情况下受影响次数为gij(gij≥0)；对网络中的每个节点vi，实施网络单点攻击，更新通过该节点的每个业务smn(1≤m,n≤N)上的节点vj(1≤j≤N,j≠i)的受影响次数：gij＝gij+1；对每个节点vi，按照节点风险度ri为过节点vi的业务重要度均值和节点vi受影响次数之和的乘积设计公式计算节点风险度ri。
4.根据权利要求1所述的基于节点风险度的电力OTN骨干网路由分配方法，其特征在于，所述步骤S3中，给定业务smn，设业务smn可行的一条路由路径Jmn包含k条链路，链路Jmn的k-1个中继节点分别标识为q1,q2,...,qh,...qk-1，其中1≤qh≤N，则路由路径Jmn可标识为vm→q1→q2→...→qh...→qk-1→vn；以平均节点风险度最小为优化目标，采用下一跳链路的路径添加法，选择出业务smn的最优路由路径optJmn。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150288182A1 (en) * 2014-01-24 2015-10-08 International Business Machines Corporation Generating electric substation load transfer control parameters
CN105376156A (zh) * 2015-11-11 2016-03-02 国家电网公司 一种基于多属性决策的电力骨干传输网路由规划方法
CN108809828A (zh) * 2018-05-23 2018-11-13 国网江苏省电力有限公司苏州供电分公司 一种负载流量与业务风险联合均衡的电力通信网路由方法

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