一種基于新型拓?fù)涞膒圈保護(hù)方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種基于新型拓?fù)涞腜圈保護(hù)方法，其特征在于包括以下步驟：步驟一：OTN網(wǎng)絡(luò)P圈搜索；步驟二：確定必經(jīng)節(jié)點(diǎn)與故障節(jié)點(diǎn)的位置；步驟三：OTN網(wǎng)絡(luò)P圈配置。該方法規(guī)劃的p?cycle環(huán)覆蓋了所有OTN節(jié)點(diǎn)（27個(gè)節(jié)點(diǎn)），接近理論上的哈密頓環(huán)。其中環(huán)上鏈路27條、跨接鏈路14條。這樣多跨接鏈路的加入提高了p圈先驗(yàn)保護(hù)效率，節(jié)省了系統(tǒng)資源，該p圈先驗(yàn)保護(hù)效率為1.96。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種基于新型拓?fù)涞腜圈保護(hù)方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種新的P圈保護(hù)方法，特別是一種基于新型拓?fù)涞腜圈保護(hù)方法，屬于電力通信領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]“十二五”期間，以特高壓為主干網(wǎng)架的大電網(wǎng)格局正在逐步形成，電網(wǎng)運(yùn)行的整體性要求進(jìn)一步增強(qiáng)，電力通信網(wǎng)將承擔(dān)更加繁重、更加重要的支撐和服務(wù)任務(wù)。以特高壓電網(wǎng)運(yùn)行控制業(yè)務(wù)為代表的生產(chǎn)控制類(lèi)業(yè)務(wù)，將對(duì)電力通信網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、安全可靠性等提出更高的要求。電網(wǎng)調(diào)度智能化、公司管理信息化等方面的新發(fā)展，將使通信網(wǎng)帶寬需求急劇增加。隨著智能電網(wǎng)和電網(wǎng)信息化建設(shè)的深入推廣，語(yǔ)音、數(shù)據(jù)、視頻和多媒體業(yè)務(wù)倍數(shù)增加，對(duì)電力骨干光傳輸網(wǎng)的傳輸帶寬提出更高的要求。為了提高電網(wǎng)整體效率和實(shí)現(xiàn)資源優(yōu)化配置，電網(wǎng)不斷建設(shè)發(fā)展，光纜應(yīng)用的規(guī)模也越來(lái)越大，目前光纖網(wǎng)絡(luò)在大部分地區(qū)己經(jīng)初步形成了 Mesh網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。然而，現(xiàn)有電力通信網(wǎng)采用的保護(hù)技術(shù)大多是基于環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)的，多為1+1、1:1線性保護(hù)和自愈環(huán)的環(huán)形保護(hù)技術(shù)。針對(duì)電力通信網(wǎng)趨向Mesh結(jié)構(gòu)的現(xiàn)狀，為提高電力通信網(wǎng)生存性，需要研究新型保護(hù)機(jī)制作為環(huán)網(wǎng)到Mesh網(wǎng)的過(guò)渡方法。因此，同時(shí)具備環(huán)網(wǎng)快速恢復(fù)和Mesh網(wǎng)高資源利用率優(yōu)勢(shì)的P圈保護(hù)技術(shù)成為學(xué)者們研究的熱點(diǎn)，基于P圈的電力通信生存性問(wèn)題變得日趨重要。
[0003]預(yù)配置環(huán)(P圈)是W.D.Grover教授于1998年提出的概念，按照一定準(zhǔn)則挑選出一些環(huán)形連接，用以對(duì)Mesh網(wǎng)中的環(huán)上鏈路和跨接鏈路進(jìn)行保護(hù)，從而擴(kuò)大被保護(hù)的工作容量范圍，提高資源利用效率。一旦發(fā)生故障，可立即將工作路徑上的業(yè)務(wù)倒換到預(yù)先配置好的環(huán)上重新進(jìn)行傳輸。P圈保護(hù)技術(shù)采用基于全網(wǎng)設(shè)計(jì)卻采用本地執(zhí)行的保護(hù)策略，結(jié)合了全網(wǎng)配置和本地執(zhí)行的優(yōu)勢(shì)，通常具有很高的帶寬效率和極短的恢復(fù)時(shí)間，并且在WDM、MPLS以及IP等網(wǎng)絡(luò)任何一種網(wǎng)絡(luò)中均可實(shí)施。P圈保護(hù)在網(wǎng)絡(luò)的控制帶寬開(kāi)銷(xiāo)方面與傳統(tǒng)的生存性策略相比是最低的，而且其保護(hù)成功率也較高，保護(hù)恢復(fù)時(shí)間可以和1:1相媲及，工作業(yè)務(wù)阻塞率較1+1，I: I方式也要小很多，網(wǎng)絡(luò)資源的冗余度也隨著業(yè)務(wù)強(qiáng)度的增大而快速下降，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)強(qiáng)度較大時(shí)，其冗余度比1+1，1:1要小，可見(jiàn)P圈保護(hù)對(duì)于未來(lái)迅速發(fā)展的突發(fā)業(yè)務(wù)量大的光網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō)是一種良好的保護(hù)方式，它可以提供良好的保護(hù)性能、網(wǎng)絡(luò)性能和業(yè)務(wù)疏導(dǎo)性能，在分析光網(wǎng)絡(luò)生存性演進(jìn)技術(shù)時(shí)，研究新型拓?fù)涞谋Ｗo(hù)機(jī)制是很有意義且必要的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提出一種基于新型拓?fù)涞腜圈保護(hù)方法，主要涉及到電力通信網(wǎng)絡(luò)中廣泛存在的環(huán)帶弦拓?fù)涞谋Ｗo(hù)方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)P圈的保護(hù)資源利用低，系統(tǒng)資源浪費(fèi)的問(wèn)題。
[0005]本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
一種基于新型拓?fù)涞腜圈保護(hù)方法，其特征在于包括以下步驟: 步驟一:OTN網(wǎng)絡(luò)P圈搜索，首先生成候選圈，候選圈的生成包括搜索網(wǎng)絡(luò)基本圈和對(duì)基本圈進(jìn)行擴(kuò)張兩個(gè)階段，采用深度優(yōu)先算法(DFS)生成樹(shù)再擴(kuò)展生成圈，結(jié)合Grow算法對(duì)基本圈進(jìn)行擴(kuò)展，根據(jù)鏈路順序?qū)救Φ拿織l鏈路實(shí)施最短路徑算法尋找兩端節(jié)新路徑，若存在的這樣的路徑，用新路徑替代原鏈路，組成新圈，若不存在這樣的路徑，則繼續(xù)用原來(lái)的圈；
步驟二:確定必經(jīng)節(jié)點(diǎn)與故障節(jié)點(diǎn)的位置，若已有路由中必經(jīng)節(jié)點(diǎn)序列全部位于故障節(jié)點(diǎn)之前，則需調(diào)整故障節(jié)點(diǎn)的上一跳節(jié)點(diǎn)至目的節(jié)點(diǎn)的路由；
步驟三:OTN網(wǎng)絡(luò)P圈配置，由步驟一得到P圈后，需對(duì)P圈進(jìn)行配置才能用于保護(hù)，采用啟發(fā)式CBM算法計(jì)算出P圈的備選集合，優(yōu)化保護(hù)資源的配置，網(wǎng)絡(luò)離線配置好P圈后，再為每個(gè)P圈的圈上鏈路的各向光纖預(yù)留相應(yīng)的保護(hù)波長(zhǎng)。
[0006]優(yōu)選的，所述的步驟二，確定必經(jīng)節(jié)點(diǎn)與故障節(jié)點(diǎn)的位置，若已有路由中故障節(jié)點(diǎn)之后存在必經(jīng)節(jié)點(diǎn)，則需要調(diào)整故障節(jié)點(diǎn)的上一跳節(jié)點(diǎn)至故障節(jié)點(diǎn)之后的首個(gè)必經(jīng)節(jié)點(diǎn)之間的分段路由。
[0007]優(yōu)選的，所述的步驟三，P圈的配置方法包括以下步驟:
(1)利用SLA算法計(jì)算基本圈集合，利用網(wǎng)孔圈算法計(jì)算備選P圈集合，根據(jù)修正的業(yè)務(wù)相關(guān)容量效率對(duì)基本圈排序，根據(jù)P圈長(zhǎng)度對(duì)網(wǎng)孔圈進(jìn)行排序；
(2)根據(jù)動(dòng)態(tài)業(yè)務(wù)矩陣的分布特性，利用Dijkstra算法對(duì)動(dòng)態(tài)業(yè)務(wù)請(qǐng)求進(jìn)行預(yù)路由來(lái)獲取每條單向鏈路的工作容量分布；
(3)首先將對(duì)稱(chēng)部分在BP集合內(nèi)進(jìn)行配置，暫時(shí)保留無(wú)法配置保護(hù)容量的工作容量；
(4)將沒(méi)有分到保護(hù)資源的對(duì)稱(chēng)工作容量轉(zhuǎn)化為單向配置部分，采用MP繼續(xù)保護(hù)，直到所有工作容量都分配保護(hù)資源，或者網(wǎng)絡(luò)中沒(méi)有可用的P圈進(jìn)行配置。
[0008]優(yōu)選的，所述的步驟三，每個(gè)P圈的圈上鏈路的各向光纖預(yù)留相應(yīng)的保護(hù)波長(zhǎng)，內(nèi)環(huán)預(yù)留作為保護(hù)波長(zhǎng)，內(nèi)環(huán)的作為工作波長(zhǎng)，外環(huán)預(yù)留作為保護(hù)波長(zhǎng)，外環(huán)的作為工作波長(zhǎng)，跨接鏈路的，都作為工作波長(zhǎng)。
[0009 ]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)為:該方法規(guī)劃的p-cy c I e環(huán)覆蓋了所有OTN節(jié)點(diǎn)(27個(gè)節(jié)點(diǎn))，接近理論上的哈密頓環(huán)。其中環(huán)上鏈路27條、跨接鏈路14條。這樣多跨接鏈路的加入提高了 P圈先驗(yàn)保護(hù)效率，節(jié)省了系統(tǒng)資源，該P(yáng)圈先驗(yàn)保護(hù)效率為1.96。由27跳組成的單個(gè)P圈對(duì)43條鏈路提供了保護(hù)，并且由于它可以對(duì)其中的跨接鏈路提供兩倍容量的保護(hù)，所以27個(gè)單位的P圈保護(hù)容量實(shí)際上保護(hù)了27X 1 + 14X2 = 55個(gè)容量的工作資源。根據(jù)P圈保護(hù)資源冗余度=保護(hù)容量+工作容量的定義，網(wǎng)絡(luò)冗余度為41 %。通常情況下，SDH網(wǎng)需要配置50%的冗余容量，系統(tǒng)資源利用率最大才到50%。由此可見(jiàn)，P圈的保護(hù)資源利用尚。
【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1為本發(fā)明OTN網(wǎng)絡(luò)p-cycle保護(hù)環(huán)規(guī)劃示意圖。
[0011]圖2為本發(fā)明必經(jīng)節(jié)點(diǎn)在故障節(jié)點(diǎn)之前的示意圖。
[0012]圖3為本發(fā)明必經(jīng)節(jié)點(diǎn)在故障節(jié)點(diǎn)之后的示意圖。
[0013]圖4為本發(fā)明OTN網(wǎng)絡(luò)P圈保護(hù)配置分解示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0015]實(shí)施例1
如圖1所示，圖中虛線表示新建光纜、實(shí)線表示已建光纜，其中包括了 19個(gè)地區(qū)局站點(diǎn)(圖標(biāo)節(jié)點(diǎn))及10個(gè)變電站站點(diǎn)(圓形節(jié)點(diǎn))，0ΤΝ設(shè)備為配置。SC網(wǎng)絡(luò)配置的P圈是“A—B—C
1......-^Y^Z^A)，共27個(gè)節(jié)點(diǎn)，基本涵蓋了所有OTN節(jié)點(diǎn)，接近理論上的Hamilton (哈密頓)環(huán)，采用本近似Hamilton環(huán)即可實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)全部鏈路的單故障保護(hù)。
[0016]如圖2所示，確定必經(jīng)節(jié)點(diǎn)與故障節(jié)點(diǎn)的位置，若已有路由中必經(jīng)節(jié)點(diǎn)序列全部位于故障節(jié)點(diǎn)之前，則僅需調(diào)整故障節(jié)點(diǎn)的上一跳節(jié)點(diǎn)至目的節(jié)點(diǎn)的路由，然后根據(jù)節(jié)點(diǎn)故障發(fā)生前的保護(hù)機(jī)制中的整合路由策略將調(diào)整后的這段路由與該段路由之前的分段路由進(jìn)行整合。
[0017]如圖4所示，左半部分為搜得的P圈拓?fù)浜?jiǎn)化，右半部分為在P圈上預(yù)留相應(yīng)的保護(hù)波長(zhǎng)，內(nèi)環(huán)預(yù)留作為保護(hù)波長(zhǎng)，內(nèi)環(huán)的作為工作波長(zhǎng)，外環(huán)預(yù)留作為保護(hù)波長(zhǎng)，外環(huán)的作為工作波長(zhǎng)，跨接鏈路的，都作為工作波長(zhǎng)，構(gòu)成一個(gè)保護(hù)拓?fù)鋱D，除去網(wǎng)絡(luò)預(yù)留的保護(hù)波長(zhǎng)，剩余的波長(zhǎng)構(gòu)成一個(gè)工作拓?fù)鋱D。
[0018]針對(duì)單鏈路故障，由圖4可知保護(hù)拓?fù)鋵?shí)現(xiàn)了工作拓?fù)渖先我粏捂溌饭收?，到達(dá)網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)時(shí)，只需在由網(wǎng)絡(luò)的工作拓?fù)渖线\(yùn)行路由算法尋找工作路徑即可。
[0019]實(shí)施例2
如圖3所示，確定必經(jīng)節(jié)點(diǎn)與故障節(jié)點(diǎn)的位置，若已有路由中故障節(jié)點(diǎn)之后存在必經(jīng)節(jié)點(diǎn)，則需要調(diào)整故障節(jié)點(diǎn)的上一跳節(jié)點(diǎn)至故障節(jié)點(diǎn)之后的首個(gè)必經(jīng)節(jié)點(diǎn)之間的分段路由，然后根據(jù)節(jié)點(diǎn)故障發(fā)生前的保護(hù)機(jī)制中的整合路由策略將調(diào)整后的這段路由與已有路由中其他的分段路由進(jìn)行整合。其他部分同實(shí)施例1。
[0020]以上實(shí)施僅為本發(fā)明的具體實(shí)施舉例，但本發(fā)明的設(shè)計(jì)構(gòu)思并不局限于此，凡利用此構(gòu)思對(duì)本發(fā)明進(jìn)行非實(shí)質(zhì)性的改動(dòng)，均應(yīng)在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于新型拓?fù)涞腜圈保護(hù)方法，其特征在于包括以下步驟: 步驟一:OTN網(wǎng)絡(luò)P圈搜索，首先生成候選圈，候選圈的生成包括搜索網(wǎng)絡(luò)基本圈和對(duì)基本圈進(jìn)行擴(kuò)張兩個(gè)階段，采用深度優(yōu)先算法(DFS)生成樹(shù)再擴(kuò)展生成圈，結(jié)合Grow算法對(duì)基本圈進(jìn)行擴(kuò)展，根據(jù)鏈路順序?qū)救Φ拿織l鏈路實(shí)施最短路徑算法尋找兩端節(jié)新路徑，若存在的這樣的路徑，用新路徑替代原鏈路，組成新圈，若不存在這樣的路徑，則繼續(xù)用原來(lái)的圈； 步驟二:確定必經(jīng)節(jié)點(diǎn)與故障節(jié)點(diǎn)的位置，若已有路由中必經(jīng)節(jié)點(diǎn)序列全部位于故障節(jié)點(diǎn)之前，則需調(diào)整故障節(jié)點(diǎn)的上一跳節(jié)點(diǎn)至目的節(jié)點(diǎn)的路由； 步驟三:0TN網(wǎng)絡(luò)P圈配置，由步驟一得到P圈后，需對(duì)P圈進(jìn)行配置才能用于保護(hù)，采用啟發(fā)式CBM算法計(jì)算出P圈的備選集合，優(yōu)化保護(hù)資源的配置，網(wǎng)絡(luò)離線配置好P圈后，再為每個(gè)P圈的圈上鏈路的各向光纖預(yù)留相應(yīng)的保護(hù)波長(zhǎng)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于新型拓?fù)涞腜圈保護(hù)方法，其特征在于所述的步驟二，確定必經(jīng)節(jié)點(diǎn)與故障節(jié)點(diǎn)的位置，若已有路由中故障節(jié)點(diǎn)之后存在必經(jīng)節(jié)點(diǎn)，則需要調(diào)整故障節(jié)點(diǎn)的上一跳節(jié)點(diǎn)至故障節(jié)點(diǎn)之后的首個(gè)必經(jīng)節(jié)點(diǎn)之間的分段路由。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于新型拓?fù)涞腜圈保護(hù)方法，其特征在于所述的步驟三，P圈的配置方法包括以下步驟: (1)利用SLA算法計(jì)算基本圈集合，利用網(wǎng)孔圈算法計(jì)算備選P圈集合，根據(jù)修正的業(yè)務(wù)相關(guān)容量效率對(duì)基本圈排序，根據(jù)P圈長(zhǎng)度對(duì)網(wǎng)孔圈進(jìn)行排序； (2)根據(jù)動(dòng)態(tài)業(yè)務(wù)矩陣的分布特性，利用Dijkstra算法對(duì)動(dòng)態(tài)業(yè)務(wù)請(qǐng)求進(jìn)行預(yù)路由來(lái)獲取每條單向鏈路的工作容量分布； (3)首先將對(duì)稱(chēng)部分在BP集合內(nèi)進(jìn)行配置，暫時(shí)保留無(wú)法配置保護(hù)容量的工作容量； (4)將沒(méi)有分到保護(hù)資源的對(duì)稱(chēng)工作容量轉(zhuǎn)化為單向配置部分，采用MP繼續(xù)保護(hù)，直到所有工作容量都分配保護(hù)資源，或者網(wǎng)絡(luò)中沒(méi)有可用的P圈進(jìn)行配置。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于新型拓?fù)涞腜圈保護(hù)方法，其特征在于所述的步驟三，每個(gè)P圈的圈上鏈路的各向光纖預(yù)留相應(yīng)的保護(hù)波長(zhǎng)，內(nèi)環(huán)預(yù)留作為保護(hù)波長(zhǎng)，內(nèi)環(huán)的作為工作波長(zhǎng)，外環(huán)預(yù)留作為保護(hù)波長(zhǎng)，外環(huán)的作為工作波長(zhǎng)，跨接鏈路的，都作為工作波長(zhǎng)。
【文檔編號(hào)】H04Q11/00GK106027389SQ201610299874
【公開(kāi)日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年5月9日
【發(fā)明人】林忠秋, 趙宏昊, 孟凡博, 趙毅, 周雨田, 張勇, 于亮亮, 霍英哲, 由紅霞, 張鳳杰, 張帆
【申請(qǐng)人】國(guó)網(wǎng)遼寧省電力有限公司丹東供電公司, 國(guó)網(wǎng)遼寧省電力有限公司, 國(guó)家電網(wǎng)公司