本發(fā)明涉及一種多業(yè)務(wù)QoS路由選擇方法，尤其涉及一種電力廣域通信網(wǎng)多業(yè)務(wù)QoS路由選擇方法，屬于電力系統(tǒng)通信技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

隨著現(xiàn)在電力廣域通信網(wǎng)絡(luò)的日益復(fù)雜、業(yè)務(wù)需求的逐步豐富,多業(yè)務(wù)傳輸QoS保障問題有待解決和提高，在滿足業(yè)務(wù)的QoS要求的基礎(chǔ)上，有必要考慮充分利用網(wǎng)絡(luò)資源，以便使盡可能多的業(yè)務(wù)得到滿足QoS要求的服務(wù)，如何在通信網(wǎng)絡(luò)中選擇支持多種業(yè)務(wù)類型同時滿足各業(yè)類型性能要求的路由進行傳輸變得至關(guān)重要。因此,有必要設(shè)計滿足業(yè)務(wù)實時性和可靠性要求且保證業(yè)務(wù)QoS的路由選擇策略，本發(fā)明專利提供了一種應(yīng)用于電力通信網(wǎng)多業(yè)務(wù)傳輸QoS保證的路由選擇策略，其本質(zhì)就是滿足多業(yè)務(wù)傳輸QoS保證下合理分配和利用網(wǎng)絡(luò)資源，解決網(wǎng)絡(luò)負載不均衡的問題，讓多業(yè)務(wù)在廣域保護通信網(wǎng)的傳輸更加高效，從而保證各業(yè)務(wù)信息在廣域保護通信網(wǎng)中傳輸?shù)目煽啃院蛯崟r性。

電力廣域通信網(wǎng)具有非常明顯的電力行業(yè)特色，其中運行的業(yè)務(wù)重要度差別非常懸殊，個別業(yè)務(wù)要求極高的實時性和可靠性。主要的業(yè)務(wù)包括站域保護、廣域測量、調(diào)度自動化和各類監(jiān)測等業(yè)務(wù)，不同業(yè)務(wù)對應(yīng)不同的實時性和可靠性要求。本專利提出的多業(yè)務(wù)路由選擇策略主要包括以下兩個方面：建立多業(yè)務(wù)的QoS路由選擇模型和根據(jù)數(shù)學(xué)模型計算多業(yè)務(wù)傳輸?shù)淖疃搪酚伞Ｋ鼈兊膽?yīng)用解決了網(wǎng)絡(luò)負載不均衡的問題，讓多業(yè)務(wù)在廣域通信網(wǎng)的傳輸更加高效，從而保證各業(yè)務(wù)信息在廣域保護通信網(wǎng)中傳輸?shù)目煽啃院蛯崟r性。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種電力廣域通信網(wǎng)多業(yè)務(wù)QoS路由選擇方法。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種電力廣域通信網(wǎng)多業(yè)務(wù)QoS路由選擇方法，包括以下步驟：

步驟a：建立電力廣域通信網(wǎng)絡(luò)多業(yè)務(wù)QoS路由選擇模型：由以下具體步驟組成：

步驟a-1：建立電力廣域通信網(wǎng)絡(luò)拓撲模型，設(shè)定各業(yè)務(wù)的源節(jié)點S、目的節(jié)點D,業(yè)務(wù)數(shù)目為M，根據(jù)各業(yè)務(wù)特性和性能要求劃分業(yè)務(wù)的優(yōu)先級，并對各業(yè)務(wù)按照優(yōu)先級的降序排列；d_ij表示中i結(jié)點到j(luò)結(jié)點之間的時延；B_ij表示i結(jié)點到j(luò)結(jié)點之間的總帶寬；b^k表示傳輸?shù)趉個業(yè)務(wù)所需要的帶寬；當(dāng)?shù)趉個業(yè)務(wù)下i結(jié)點到j(luò)結(jié)點之間的鏈路被路由算法選擇作為路徑時,否則N為通信網(wǎng)絡(luò)拓撲中的節(jié)點集合；

步驟a-2：設(shè)定路由選擇模型中目標(biāo)函數(shù)：

其中f(x)表示所有業(yè)務(wù)傳輸時延和，w_k表示第k個業(yè)務(wù)優(yōu)先級的重要程度,且有:

w_k＝αw_k-1,w₀＝1 (2)

上式中α<1，并且滿足:

式中，τ_k表示不同業(yè)務(wù)要求的最高傳輸時延；

步驟a-3：設(shè)定路由選擇模型中的約束條件:

其中，f^k(x)表示第k個業(yè)務(wù)的傳輸時延；i_k為第k個業(yè)務(wù)的源節(jié)點；j_k為第k個業(yè)務(wù)的目的節(jié)點；A是通信網(wǎng)絡(luò)拓撲中的鏈路集合；N為通信網(wǎng)絡(luò)拓撲中的節(jié)點集合。

步驟b：設(shè)定當(dāng)前處理的業(yè)務(wù)k為0，建立路徑堆棧并置空，選擇各業(yè)務(wù)傳輸?shù)淖疃搪酚?，其步驟如下：

步驟b-1：利用深度優(yōu)先搜索算法找出源節(jié)點S到目的節(jié)點D之間滿足第k級業(yè)務(wù)延時要求的所有路徑作為備選路徑；

步驟b-2：判斷是否找到可用路徑，如果是，轉(zhuǎn)到步驟b-3，否則轉(zhuǎn)到步驟b-6；

步驟b-3：采用冒泡法對備選路徑按照路徑長度由大到小排序得到Path_i,i＝1,2,3,4,...n，并將延時最小的路徑壓棧作為第k級業(yè)務(wù)的路徑，且k+1并轉(zhuǎn)到步驟b-4；

步驟b-4：判斷k是否小于M，如果是，則轉(zhuǎn)到步驟b-5，否則轉(zhuǎn)到步驟b-8；

步驟b-5：根據(jù)前k-1級業(yè)務(wù)的最短路徑，計算第k級業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)剩余帶寬及其可用網(wǎng)絡(luò)拓撲并轉(zhuǎn)到步驟b-1：

步驟b-6：對當(dāng)前棧頂路徑出棧，并判斷棧頂路徑是否屬于第k級業(yè)務(wù)路徑，如果是，則轉(zhuǎn)到步驟b-8，否則轉(zhuǎn)到步驟b-7；

步驟b-7：k減1并將出棧的棧頂路徑作為當(dāng)前優(yōu)先級業(yè)務(wù)的路徑，轉(zhuǎn)到步驟b-5；

步驟b-8：將出棧的棧頂路徑作為當(dāng)前優(yōu)先級業(yè)務(wù)的路徑；

步驟b-9：對所得到的最優(yōu)路徑延遲進行加權(quán)處理，得到所有業(yè)務(wù)傳輸時延總和的最小值即目標(biāo)函數(shù)值；

步驟b-10：結(jié)束。

所述步驟a-1中根據(jù)各業(yè)務(wù)的實時性要求劃分業(yè)務(wù)的優(yōu)先級。

采用上述技術(shù)方案所取得的技術(shù)效果在于：本發(fā)明滿足于電力廣域通信網(wǎng)多業(yè)務(wù)帶寬和延時要求的路由選擇方法，其本質(zhì)為在滿足電力通信各業(yè)務(wù)帶寬和延時的基礎(chǔ)之上，充分利用網(wǎng)絡(luò)帶寬資源，從而保證電力通信各業(yè)務(wù)在電力廣域通信網(wǎng)中傳輸?shù)目煽啃院蛯崟r性。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進一步詳細的說明。

圖1是本發(fā)明的流程圖。

具體實施方式

實施例1：

一種電力廣域通信網(wǎng)多業(yè)務(wù)QoS路由選擇方法，包括以下步驟：

步驟a：建立電力廣域通信網(wǎng)絡(luò)多業(yè)務(wù)QoS路由選擇模型：由以下具體步驟組成：

步驟a-1：建立電力廣域通信網(wǎng)絡(luò)拓撲模型，設(shè)定各業(yè)務(wù)的源節(jié)點S、目的節(jié)點D,業(yè)務(wù)數(shù)目為M，根據(jù)各業(yè)務(wù)特性和性能要求劃分業(yè)務(wù)的優(yōu)先級，并對各業(yè)務(wù)按照優(yōu)先級的降序排列；d_ij表示中i結(jié)點到j(luò)結(jié)點之間的時延；B_ij表示i結(jié)點到j(luò)結(jié)點之間的總帶寬；b^k表示傳輸?shù)趉個業(yè)務(wù)所需要的帶寬；當(dāng)?shù)趉個業(yè)務(wù)下i結(jié)點到j(luò)結(jié)點之間的鏈路被路由算法選擇作為路徑時,否則N為通信網(wǎng)絡(luò)拓撲中的節(jié)點集合；

步驟a-2：設(shè)定路由選擇模型中目標(biāo)函數(shù)：

其中f(x)表示所有業(yè)務(wù)傳輸時延和，w_k表示第k個業(yè)務(wù)優(yōu)先級的重要程度,且有:

w_k＝αw_k-1,w₀＝1 (2)

上式中α<1，并且滿足:

式中，τ_k表示不同業(yè)務(wù)要求的最高傳輸時延；

步驟a-3：設(shè)定路由選擇模型中的約束條件:

其中，f^k(x)表示第k個業(yè)務(wù)的傳輸時延；i_k為第k個業(yè)務(wù)的源節(jié)點；j_k為第k個業(yè)務(wù)的目的節(jié)點；A是通信網(wǎng)絡(luò)拓撲中的鏈路集合；N為通信網(wǎng)絡(luò)拓撲中的節(jié)點集合。

步驟b：設(shè)定當(dāng)前處理的業(yè)務(wù)k為0，建立路徑堆棧并置空，選擇各業(yè)務(wù)傳輸?shù)淖疃搪酚桑洳襟E如下：

步驟b-1：利用深度優(yōu)先搜索算法找出源節(jié)點S到目的節(jié)點D之間滿足第k級業(yè)務(wù)延時要求的所有路徑作為備選路徑；

步驟b-2：判斷是否找到可用路徑，如果是，轉(zhuǎn)到步驟b-3，否則轉(zhuǎn)到步驟b-6；

步驟b-3：采用冒泡法對備選路徑按照路徑長度由大到小排序得到Path_i,i＝1,2,3,4,...n，并將延時最小的路徑壓棧作為第k級業(yè)務(wù)的路徑，且k+1并轉(zhuǎn)到步驟b-4；

步驟b-4：判斷k是否小于M，如果是，則轉(zhuǎn)到步驟b-5，否則轉(zhuǎn)到步驟b-8；

步驟b-5：根據(jù)前k-1級業(yè)務(wù)的最短路徑，計算第k級業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)剩余帶寬及其可用網(wǎng)絡(luò)拓撲并轉(zhuǎn)到步驟b-1：

步驟b-6：對當(dāng)前棧頂路徑出棧，并判斷棧頂路徑是否屬于第k級業(yè)務(wù)路徑，如果是，則轉(zhuǎn)到步驟b-8，否則轉(zhuǎn)到步驟b-7；

步驟b-7：k減1并將出棧的棧頂路徑作為當(dāng)前優(yōu)先級業(yè)務(wù)的路徑，轉(zhuǎn)到步驟b-5；

步驟b-8：將出棧的棧頂路徑作為當(dāng)前優(yōu)先級業(yè)務(wù)的路徑；

步驟b-9：對所得到的最優(yōu)路徑延遲進行加權(quán)處理，得到所有業(yè)務(wù)傳輸時延總和的最小值即目標(biāo)函數(shù)值；

步驟b-10：結(jié)束。

在本實施例中，業(yè)務(wù)數(shù)目為4，分別為廣域保護業(yè)務(wù)、廣域測量業(yè)務(wù)、調(diào)度自動化和各類監(jiān)測業(yè)務(wù)，根據(jù)實時性要求從高到低劃分業(yè)務(wù)優(yōu)先級為：廣域保護>廣域測量>調(diào)度自動化>各類監(jiān)測。

不同業(yè)務(wù)的實時性要求和保障業(yè)務(wù)QoS的最低帶寬需求。

τ₁為10ms，表示廣域保護業(yè)務(wù)的傳輸時延要求，τ₂為30ms，表示廣域測量業(yè)務(wù)的傳輸時延要求，τ₃和τ₄分別為100ms和150ms，分別表示調(diào)動自動化業(yè)務(wù)和各類監(jiān)測業(yè)務(wù)的傳輸時延要求。