電力通信網中關鍵業務路由配置方法研究

摘要： 電力通信網中關鍵業務路由配置方法直接對業務傳輸時延占用率進行計算，未對電力通信網業務需求進行分析，造成方法配置效果差。因此，文章對電力通信網業務需求進行分析，使路由配置更加合理、高效，計算了業務傳輸時延占用率，并設計電力通信網絡路由配置流程實現電力通信網中關鍵業務路由配置。實驗結果表明，該方法降低了不同業務量下業務的危險系數，業務路由配置效果更好。

關鍵詞：電力通信網；關鍵業務路由；配置方法；網絡優化

中圖分類號：G642" 文獻標志碼：A

作者簡介：李凱（1973— ），男，副高級工程師，本科；研究方向：電力系統光纖通信。

0" 引言

電力通信網作為支撐電力系統穩定運行的關鍵基礎設施，其業務路由配置方法的優化對于保障電網安全、提高運行效率具有重要意義［1］。然而，隨著電力通信網規模的日益擴大和業務的多樣化，關鍵業務路由配置面臨著諸多挑戰和困境。一方面，電力通信網的結構復雜，節點眾多，業務種類繁多，這導致了路由配置問題的復雜性［2］。如何在滿足業務性能需求的同時，實現網絡資源的優化利用，是電力通信網絡由配置研究的重要方向［3］。另一方面，電力通信網對可靠性和安全性有著極高的要求，一旦發生故障，可能引發連鎖反應，對電網的正常運行造成嚴重影響。因此，如何在路由配置中考慮故障恢復和容災能力，也是當前研究的難點之一。

1" 電力通信網中關鍵業務路由配置方法設計

1.1" 電力通信網業務需求分析

電力通信網中的業務種類繁多，主要可以分為生產控制類業務和管理類業務2大類。不同業務在公司運營中占據的重要程度各異，因此，面臨的潛在風險也有所不同。根據中國國家電網公司等權威機構發布的年度通信網絡規劃報告［4］，業務類型可細致劃分為5類：第一類是相對保護業務，這類業務對電力網絡的穩定運行至關重要；第二類是穩定系統業務，它關系到整個電力系統的安全性和穩定性。此外，報告中還提到了其他業務類型，各類業務的詳細屬性如表1所示。

在電力通信網中，關鍵業務路由配置方法的設計首先須要深入分析業務需求。根據表1提供的數據，"

可以看到業務的業務價值，即重要度H分別為0.99、0.94、0.62、0.29和0.13。這些業務值反映了業務在不同場景或條件下的重要性和優先級。由此可知，業務類型1和2的重要程度在0.90以上，說明這2項業務最重要，即為關鍵業務，而業務類型4和5的重要程度低于0.30，說明這2項業務重要程度較低，優先級低于業務類型1和2。通過對這些業務值的細致分析，可以更好地了解業務的特性，從而為其設計更加合理、高效的路由配置方案［5］。基于此，將上述關鍵業務設置為d，便于后續計算。

1.2" 業務傳輸時延占用率計算

在電力通信網中，業務傳輸時延占用率的計算是關鍵業務路由配置方法設計的重要一環［6］。網絡服務傳輸中的延遲主要包括傳輸線路中的延遲和傳輸節點處的處理延遲。

選擇DB作為初始鏈路距離矩陣，以便更優化地配置關鍵業務的路由。在電力通信網中，不同業務的傳輸時延要求各不相同，各種服務的傳輸延遲上限是有所區別的。對于每個服務而言，其在傳輸過程中的""""" 延遲上限（TM中的延遲上限）是一個重要的指標，業務d的傳輸時延Td可表示為：

Td=∑（To+Dijnc）-To（1）

在上述公式中，D是鏈路之間的距離矩陣，用于描述網絡中各節點間鏈路的物理距離，Dij代表鏈路i到j的長度，是計算時延的基本參數之一，反映信號在光纖中傳輸的物理距離。n是光纖芯的折射率，其典型值為1.48，這一參數影響了光在光纖中的傳播速度。c表示真空中的光速，是一個常數，用于將光纖中的傳輸時間轉化為距離。To表示中繼節點轉發時延。

鏈路占用率O（lij）是一個重要的指標，反映光纖鏈路資源的使用情況。鏈路占用率與鏈路承載的當前業務的總帶寬N（lij）以及鏈路的最大帶寬C（lij）密切相關。鏈路lij的鏈路占用率O（lij）可表示為：

O（lij）=TdN（lij）TlC（lij）·100%（2）

在上述公式中，N（lij）表示當前在鏈路lij上承載的所有業務的總帶寬，反映當前鏈路上的業務負載情況。Tl表示鏈路最大時延。C（lij）則是鏈路lij可以支持的最大傳輸帶寬，決定鏈路在理想情況下的最大容量。

節點占用率O（pi）反映了與當前業務的總帶寬N（pi）和節點可支持的最大帶寬C（pi）相關的單位資源的使用狀態。對于與節點pi相連的鏈路lij，其鏈路占用率O（lij）也是一個重要的參數。業務節點pi傳輸時延的鏈路占用率O（pi）可表示為：

O（pi）=TdN（pi）TpC（pi）·100%（3）

在上述公式中，N（pi）表示pi節點中當前負載業務的總帶寬。C（pi）表示可以傳輸到pi節點的最大帶寬。Tp表示節點傳輸最大時延。

整合公式（2）和公式（3），得到業務傳輸時延占用率，公式為：

Q=w1O（lij）+w2O（pi）（4）

在上述公式中，w1代表鏈路占用率權重系數，w2代表節點占用率權重系數。

1.3" 電力通信網絡路由配置實現

首先，根據業務需求和時延占用率計算結果，制定路由配置策略，實現電力通信網中關鍵業務路由配置，公式為：

R=min（A（pi），A（pj）+w（pi，pj）），Qlt;ε，Hgt;ε′（5）

在上述公式中，A（pi）代表源節點到節點的距離，w（pi，pj）代表源節點到節點的邊的權重，ε代表時延占用率閾值，ε′表示業務重要度閾值。

為了提高關鍵業務路由配置，本文引入負載均衡約束條件，優化路由配置，公式為：

Z=|zmax-zmin|z′lt;α（6）

在上述公式中，zmax、zmin代表關鍵業務路由最大負載和最小負載，z′代表負載均值，α代表負載閾值。

至此完成電力通信網中關鍵業務路由配置方法設計。

2" 實驗論證

為了驗證本文設計電力通信網中關鍵業務路由配置方法的實際應用效果，本文以實際的電力光纖通信網為例進行業務安全性最佳的路由配置實驗，并與傳統方法1和傳統方法2進行了比較和分析。

2.1" 實驗準備

本次實驗選取某市電力公司的電力光纖通信網絡作為核心研究對象。該網絡結構涵蓋了多達248個工作站點以及474條不同類型的光纜。這些光纜的類型豐富多樣，其中最為顯著的是OPGW光纜、ADSS光纜以及混合光纜等。它們各自在通信網絡中發揮著不可或缺的作用。

為了確保通信的高效與穩定，該網絡采用先進的SDH技術作為傳輸設備的核心，為提升整個網絡系統的可靠性和性能奠定了堅實的基礎。該網絡主要提供184個中繼保護服務以及其他一些服務。本實驗將重點關注保護工作檢查的實施辦法。保護服務是指2個設備之間的數據通信服務，通常1個保護服務需要2條傳輸線路作為保障。為了達到算法驗證的目的，本文選取前60個站點及相關光纜作為驗證樣本。

在實際運行中，涉及1～60節點的保護業務共有20000條。保護業務路徑分配如表2所示。

表2展示了ODR、RF和初始部署在不同情況下的分配結果。光纜的安全性系數分別位于［0.9，0.99］和［0.8，0.9］的區間內。此外，根據相關標準，1條光纜中執行的線路保護服務數量不能超過6000～10000個，因此選擇k=8作為每條光纜的服務量上限。其中，k=∞表示沒有規定光纜的容量限制。

2.2" 對比實驗

本文分別使用3種監測方法進行同步監測。其他2種監測方法為傳統方法1和2。比較3種監測方法對應用的實際影響，并驗證其結果。實驗結果如表3所示。

從表3可以看出，本文方法危險系數最大值為0.21，遠低于傳統方法1和傳統方法2的危險系數。實驗結果表明本文方法業務路由配置效果更好，降低了不同業務量下業務的危險系數。

3" 結語

本文在全面分析電力通信網業務特性和網絡結構的基礎上，提出了一套適用于關鍵業務的路由配置方法，實現了對路由資源的高效利用和業務的可靠傳輸，增強了網絡的抗故障能力。

參考文獻

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［3］潘志安，馮燕茹，王金峰.基于ENSP的浮動靜態路由設計與應用［J］.科學技術創新，2021（20）：91-93.

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［5］呂鵬，趙潤卓，王春燕，等.基于中標麒麟操作系統的SRIO路由設計與實現［J］.無線電工程，2021（6）：492-497.

［6］林偉偉，陸俊，徐志強.基于安全度的電力通信網雙路由配置方法［J］.電力信息與通信技術，2021（5）：23-30.

（編輯" 王雪芬）

Research on key business routing configuration methods in electric power communication network

LI" Kai

（State Grid Jiangsu Electric Power Co.， Ltd.， Lianyungang Power Supply Branch， Lianyungang 222000， China）

Abstract：" The key business routing configuration method in the power communication network directly calculates the occupancy rate of business transmission delay without analyzing the business requirements of the power communication network， resulting in poor configuration effectiveness of the method. Research on the configuration method of critical business routing in power communication networks. Analyze the business requirements of the power communication network to make routing configuration more reasonable and efficient， calculate the occupancy rate of business transmission delay， and design the routing configuration process of the power communication network to achieve key business routing configuration in the power communication network. The experimental results show that this research method reduces the risk coefficient of business under different business volumes， and the effectiveness of business routing configuration is better.

Key words： electric power communication network; critical business routing; configuration method; network optimization