空间映射的电力光纤主干通信网业务路径规划方法及系统

摘要

本发明涉及一种空间映射的电力光纤主干通信网业务路径规划方法及系统，其包括：获取电力光纤主干通信网络链路信息；获取电力光纤主干通信网络承载业务信息；构建基于中继节点度和链路资源占用度的业务路径性能映射空间；按照空间映射距离第二最近准则选择新业务路径；配置新业务路径更新已承载业务集合，直至所有新业务路径规划完毕。本发明实现了空间映射的电力光纤主干通信网业务路径规划，有效改善了电力光纤主干通信网资源使用平衡性。

说明书

技术领域

本发明涉及一种电力光纤主干通信技术领域，特别是关于一种空间映射的电力光纤主干通信网业务路径规划方法及系统。

背景技术

随着智能电网持续建设以及能源互联网兴起，电力光纤主干通信网络规模不断扩大、网架结构日益复杂，结构越来越复杂，业务种类更加繁多，传送质量要求日渐精准，电力系统由传统单一电能分配角色转变为集电能收集、电能传输、电能存储、电能分配和用户互动化为一体的新型电力交换系统节点，由此给电力光纤通信网络规划带来新的挑战。

电力光纤主干通信网络业务路径规划就是为业务提供合理路径，在满足业务通信需求前提下，实现通信网络资源配置的最优化。现有电力光纤主干通信网业务路径规划，在满足业务通信服务质量要求前提下，多采用最少中继节点方法规划业务路径，导致网络中某些节点业务承载过多，网络中资源使用不平衡。

发明内容

针对现有电力光纤主干通信网业务路径资源使用不平衡的技术局限性问题，本发明的目的是提供一种空间映射的电力光纤主干通信网业务路径规划方法及系统，其能实现空间映射的电力光纤主干通信网业务路径规划，有效改善电力光纤主干通信网资源使用平衡性。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种空间映射的电力光纤主干通信网业务路径规划方法，其包括以下步骤：S1.获取电力光纤主干通信网络链路信息；S2.获取电力光纤主干通信网络承载业务信息；S3.构建基于中继节点度和链路资源占用度的业务路径性能映射空间；S4.按照空间映射距离第二最近准则选择新业务路径；S5.配置新业务路径更新已承载业务集合，返回到步骤S2，直至所有新业务路径规划完毕。

进一步，所述步骤S1中，设电力光纤主干通信网络网络节点数N，每对节点i和节点g之间链路光纤长度信息为E_ig；获取电力光纤主干通信网络的每对节点i和节点g之间链路波长容量为C(i,g)，链路承载现有业务后的业务链路占用波长数为f(i,g)，0≤f(i,g)≤C(i,g)。

进一步，所述步骤S2中，设网络待规划的新业务数目为K，第k个新业务标示为构成新业务集合设网络已承载业务数目为M，第j个已承载业务标示为Y_j，构成已承载业务集合YSet＝{Y_j|1≤j≤M}；设业务Y_j对应起始节点和终止节点分别为q和d的业务路径为构成已承载业务路径集合按照业务路径统计获取每个第j个业务路径所含中继节点总数标示为h_j，则标识业务路径包含的h_j个中继节点为标识业务路径为设和获取电力光纤主干通信网络承载业务信息YSet和PSet。

进一步，所述步骤S3中，对已承载业务集合YSet中的每个业务Y_j，设网络中最长路径的中继节点数目为H_max，计算获取业务Y_j的中继节点度X_j；计算获取业务Y_j的链路资源占用度Z_j；采用将两个路径规划性能参数中继节点度X_j和链路资源占用度Z_j作为二维映射空间上的横轴和纵轴坐标操作，构建业务路径性能映射空间，业务Y_j路径性能映射为该空间点D_j坐标为(X_j,Z_j)，计算获得路径规划的业务性能空间映射中心点D_c坐标(X_c,Z_c)。

进一步，所述中继节点度X_j为：

X_j＝(h_j+1)/(H_max+1)；

式中，h_j为第j个业务路径所含中继节点总数标示。

进一步，所述链路资源占用度Z_j为：

式中，标识业务路径包含的h_j个中继节点为C(i,j)为每对节点i和节点j之间链路波长容量；f(i,j)为链路承载现有业务后的业务链路占用波长数，0≤f(i,j)≤C(i,j)。

进一步，所述业务性能空间映射中心点D_c坐标为：

式中，M为网络已承载业务数目。

进一步，所述步骤S4中，给定新业务集合newYSet中一个新业务设新业务以起始节点和终止节点为q和d的业务可行路径为设新业务的可行路径规划性能参数中继节点度和链路资源占用度采用最短路径法计算多条可行路径，采用可行路径新业务性能映射空间点距离业务性能空间映射中心D_c第二最近原则设计路径选择优化目标，从多条可行路径选择出业务的最优路由路径

进一步，所述步骤S5中，按照最优路由路径配置电力光纤主干网新业务路径链路和分配链路波长；链路波长配置完成后，将新业务加以已承载业务集合YSet，更新YSet；对新业务承载链路占用波长数为f(i,j)进行更新；返回到步骤S2，直至所有新业务路径规划完毕。

一种空间映射的电力光纤主干通信网业务路径规划系统，其包括链路信息获取模块、承载业务信息获取模块、映射空间构建模块、新业务路径选择模块和路径更新模块；所述链路信息获取模块用于获取电力光纤主干通信网络链路信息；所述承载业务信息获取模块用于获取电力光纤主干通信网络承载业务信息；所述映射空间构建模块用于构建基于中继节点度和链路资源占用度的业务路径性能映射空间；所述新业务路径选择模块用于按照空间映射距离第二最近准则选择新业务路径；所述路径更新模块用于配置新业务路径更新已承载业务集合，返回到所述承载业务信息获取模块，直至所有新业务路径规划完毕。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：本发明在考虑业务路由路径长度和节点波长间的资源平衡基础上，通过获取电力光纤主干通信网络拓扑和业务信息，计算含中继节点度和节点波长占用度的现有业务路径规划性能参数，构建现有业务路径规划性能参数映射空间，按照空间映射距离最短准则规划新业务路径，实现空间映射的电力光纤主干通信网业务路径规划，有效改善电力光纤主干通信网资源使用平衡性。

附图说明

图1是本发明的整体流程示意图；

图2是本发明方法的典型应用场景图；

图3是业务映射空间图，对应实施例中步骤S3；

图4是业务映射空间最优业务路径选择图，对应实施例中步骤S4。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述，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，本发明提供一种空间映射的电力光纤主干通信网业务路径规划方法，其包括以下步骤：

S1.获取电力光纤主干通信网络链路信息；

设电力光纤主干通信网络网络节点数N(取值范围为5～100)，每对节点i和节点g之间链路光纤长度信息为E_ig；获取电力光纤主干通信网络的每对节点i和节点g之间链路波长容量为C(i,g)，链路承载现有业务后的业务链路占用波长数为f(i,g)，0≤f(i,g)≤C(i,g)。

实施例：如图2所示，电力光纤主干通信网络中含N＝6个节点，成对节点间多条链路构成的路由路径构成了承载电力业务的业务路径，业务通过路径中的链路实现业务信息的传输。

在本实施例中，电力光纤主干通信网络网络节点数N＝6，每对节点i和节点g之间链路光纤长度信息E_ig(单位：千米)如表1所示，正无穷为无链路连接；电力光纤主干通信网络的每对节点i和节点g之间链路波长容量C(i,g)和链路承载现有的业务后的业务链路占用波长数f(i,g)如表2所示。

表1节点间链路光纤长度信息表

E_ig12345610500正无穷正无穷正无穷40025000600500正无穷6003正无穷6000400350正无穷4正无穷5004000350正无穷5正无穷正无穷35035005506400600正无穷正无穷5500

表2节点间链路业务信息

E_igE₁₂E₁₆E₂₃E₂₄E₂₆E₃₄E₃₅E₄₅E₅₆C(i,g)505050505050505050f(i,g)7769668911

S2.获取电力光纤主干通信网络承载业务信息；

设网络待规划的新业务数目为K，第k(1≤k≤K)个新业务标示为构成新业务集合设网络已承载业务数目为M，第j个已承载业务标示为Y_j(1≤j≤M)，构成已承载业务集合YSet＝{Y_j|1≤j≤M}；设业务Y_j对应起始节点和终止节点分别为q和d的业务路径为构成已承载业务路径集合按照业务路径统计获取每个第j个业务路径所含中继节点总数标示为h_j，则标识业务路径包含的h_j个中继节点为标识业务路径为(设和)；获取电力光纤主干通信网络承载业务信息YSet和PSet。

在如图2所示的实施例中，网络待规划的新业务数目为K＝30，第k(1≤k≤K)个新业务标示为构成新业务集合网络已承载业务数目为M＝30，第j个已承载业务标示为Y_j(1≤j≤M)，构成已承载业务集合YSet＝{Y_j|1≤j≤M}；业务Y_j对应起始节点和终止节点分别为q和d的业务路径为构成已承载业务路径集合按照业务路径统计获取每个第j个业务路径所含中继节点总数标示为h_j，则标识业务路径包含的h_j个中继节点为标识业务路径为(设和)。已承载业务的业务信息如表3所示。

表3已承载业务路径信息表

S3.构建基于中继节点度和链路资源占用度的业务路径性能映射空间；

对已承载业务集合YSet中的每个业务Y_j，设网络中最长路径的中继节点数目为H_max，按照公式X_j＝(h_j+1)/(H_max+1)计算获取业务Y_j的中继节点度X_j；按照公式计算获取业务Y_j的链路资源占用度Z_j；采用将两个路径规划性能参数中继节点度X_j和链路资源占用度Z_j作为二维映射空间上的横轴和纵轴坐标操作，构建业务路径性能映射空间，业务Y_j路径性能映射为该空间点D_j坐标为(X_j,Z_j)，按照公式和公式计算获得路径规划的业务性能空间映射中心点D_c坐标(X_c,Z_c)。

在如图2所示的实施例中，对已承载业务集合YSet中的每个业务Y_j，网络中最长路径的中继节点数目为H_max＝4，按照公式X_j＝(h_j+1)/(H_max+1)计算获取业务Y_j的中继节点度X_j，按照公式计算获取业务Y_j的链路资源占用度Z_j，结果如表4所示。如图3所示，采用将两个路径规划性能参数中继节点度X_j和链路资源占用度Z_j作为二维映射空间上的横轴和纵轴坐标操作，构建业务路径性能映射空间，业务Y_j路径性能映射为该空间点D_j坐标为(X_j,Z_j)，如表5所示。按照公式和公式计算获得路径规划的业务性能空间映射中心点D_c坐标(X_c,Z_c)＝(0.46，0.08)。

表4中继节点度与链路资源占用度表

表5业务路径映射空间坐标信息表

S4.按照空间映射距离第二最近准则选择新业务路径；

给定新业务集合newYSet中一个新业务设新业务以起始节点和终止节点为q和d的业务可行路径为设新业务的可行路径规划性能参数中继节点度和链路资源占用度采用最短路径法计算多条可行路径，采用可行路径新业务性能映射空间点距离业务性能空间映射中心D_c第二最近原则设计路径选择优化目标，从多条可行路径选择出业务的最优路由路径

在如图2所示的实施例中，给定新业务集合newYSet中一个新业务新业务以起始节点和终止节点为q＝1和d＝4的业务可行路径为设新业务的可行路径规划性能参数中继节点度和链路资源占用度采用最短路径法计算4条可行路径分别为Path1:1→2→4，Path2:1→2→3→4，Path3:1→6→5→4，和Path4:1→6→5→3→4。实例中分别计算出可行路径Path1到Path4的业务性能映射空间点F1＝(0.4,0.18)，F2＝(0.6，0.15)，F3＝(0.6，0.2)，F4＝(0.8，0.18)，采用可行路径新业务性能映射空间点距离业务性能空间映射中心D_c第二最近原则设计路径选择优化目标，从多条可行路径选择出业务的最优路由路径实例中计算出可行路径Path1到Path4距离业务性能空间映射中心D_c＝(0.46，0.08)的距离分别为D₁＝0.114，D₂＝0.155，D₃＝0.182，D₄＝0.353

因此选择Path2:1→2→3→4作为业务的路由路径如图4所示。

S5.配置新业务路径更新已承载业务集合,返回到步骤S2,直至所有新业务路径规划完毕。

按照最优路由路径配置电力光纤主干网新业务路径链路和分配链路波长；链路波长配置完成后，将新业务加以已承载业务集合YSet，更新YSet(即)；对新业务承载链路占用波长数为f(i,j)进行更新(即f(i,j)＝f(i,j)+1)；返回到步骤S2，直至所有新业务路径规划完毕。

在如图2所示的实施例中，按照1→2→3→4配置电力光纤主干网新业务路径链路和分配链路波长，；链路波长配置完成后，将新业务加以已承载业务集合YSet，更新YSet(即)；对新业务承载链路占用波长数为f(i,j)进行更新(即f(i,j)＝f(i,j)+1)，实例中使f(1,2)，f(2,3)和f(3,4)的值增加1；返回到步骤S2，直至所有新业务路径规划完毕。

本发明还提供一种空间映射的电力光纤主干通信网业务路径规划系统，其包括链路信息获取模块、承载业务信息获取模块、映射空间构建模块、新业务路径选择模块和路径更新模块；

链路信息获取模块用于获取电力光纤主干通信网络链路信息；

承载业务信息获取模块用于获取电力光纤主干通信网络承载业务信息；

映射空间构建模块用于构建基于中继节点度和链路资源占用度的业务路径性能映射空间；

新业务路径选择模块用于按照空间映射距离第二最近准则选择新业务路径；

路径更新模块用于配置新业务路径更新已承载业务集合,返回到承载业务信息获取模块，直至所有新业务路径规划完毕。

综上所述，本发明在考虑业务路由路径长度和节点波长间的资源平衡基础上，通过获取电力光纤主干通信网络拓扑和业务信息，计算含中继节点度和节点波长占用度的现有业务路径规划性能参数，构建现有业务路径规划性能参数映射空间，按照空间映射距离第二最近准则规划新业务路径，实现空间映射的电力光纤主干通信网业务路径规划，有效改善电力光纤主干通信网资源使用平衡性。

上述各实施例仅用于说明本发明，各个步骤都是可以有所变化的，在本发明技术方案的基础上，凡根据本发明原理对个别步骤进行的改进和等同变换，均不应排除在本发明的保护范围之外。