tra算法，选择出最优 迂回通道。
[0044] 表1为节点（2, 5)间信道中断时执行本文提出的广域保护通信迂回通道重构算法 提取的全部备选路径及对应权值。
[0045] 表1 (2, 5)信道中断时全部备选路径及其权值
[0046]
[0047] 表2列出了信道（7, 5)流入转移流量后的信道总流量与相应带宽的对比。由表2 可知，信道化5)流入转移流量后的信道总流量可能大于其相应带宽，该条信道无法容纳 转移流量。因为首先考虑到转移数据对于备选信道原数据流量传输的影响，发现了无法容 纳转移数据流量的信道（7, 5)，提前剔除了备选路径中包含信道化5)的两条路径（如表1 所示），减少了执行改进DiAstra算法的步数，加快了整个选择最优路径算法的执行速度。
[0048] 表2 (7, 5)流入转移流量后信道总流量与相应带宽
[0049]
[0050] 表3为最优路径上流入转移数据前后信道利用率对比。需要转移的信道（2, 5)上 的数据流量是36. 74Mbit/s。该个流量数值大于其余信道上原有的数据流量。当转移数据 流量流入到某一信道上时，信道利用率增大是必然的，排队时延也会有一定程度的增加。从 表3可W看出所选路径各个信道上信道利用率虽然增大，但是仍在允许的范围内。在计算 信道利用率时，因为考虑到了数据转移对备选信道数据流量信道利用率的影响，使得所计 算的信道利用率与实际情况更加符合，而且本算法对最优路径的信道利用率有限制作用， 使所选最优路径各信道上流量较为均衡。
[0051] 表3最优路径上各信道加入转移数据前后的信道利用率U
[0052]
[0053] W上所述为本发明的较佳实施例而已，但本发明不应该局限于该实施例和附图所 公开的内容。所W凡是不脱离本发明所公开的精神下完成的等效或修改，都落入本发明保 护的范围。
【主权项】
1. 考虑时延与流量均衡性的广域保护通信迂回通道重构算法，其特征在于，包括以下 步骤： 步骤一：基于通信网络当前拓扑结构建立两中断节点间的预迂回路径表； 步骤二：综合影响信道时延的各种因素，选择影响发送时延&的信道带宽倒数1/B、影 响传输时延ts的信道长度d，影响排队时延t p的信道利用率u，作为重构最优迂回路径的影 响因子； 步骤三：考虑转移数据流入备选信道后，对备选信道内数据排队时延％造成的影响，根 据排队时延tp与信道利用率u成指数关系，预算包含转移数据流量的备选信道的信道利用 率； 步骤四：对预迂回路径表内所有信道的信道带宽倒数和信道长度做归一化处理，将归 一化处理的带宽倒数、信道长度和预算的信道利用率三者加权得权重指标； 步骤五：检查所有备选信道能否容纳转移数据流量Tt，剔除不能容纳转移流量的备选 信道，考虑转移数据流量Tt流入备选信道后，可能使备选信道时延过大，发生堵塞，剔除加 入转移流量后可能堵塞的备选信道，最终形成可用的预迂回路径表； 步骤六：把可用的预迂回路径表下路径总权重最小作为改进Di jkstra算法寻优目标， 将权重指标作为改进Di jkstra算法选择最优路径的条件，运用改进的Di jkstra算法选择 出最优迂回通信通道。2. 根据权利要求1所述的考虑时延与流量均衡性的广域保护通信迂回通道重构算法， 其特征在于，步骤一中，以中断信道一端为起点，另一端为终点，根据通信网络当前拓扑结 构罗列由起点到终点的所有迂回路径，形成两中断节点间的预迂回路径表。3. 根据权利要求1所述的考虑时延与流量均衡性的广域保护通信迂回通道重构算法， 其特征在于，步骤二中，发送时延tf= 1/B，1为数据帧长度，B为信道带宽；传输时延t s = d/v，d为信道长度，V为电磁波在信道上的传播速度；排队时延tp= au(a>l)，u为信道利用 率。4. 根据权利要求1所述的考虑时延与流量均衡性的广域保护通信迂回通道重构算法， 其特征在于：步骤三中，信道利用率u = Tmax/B，Tmax为加入转移数据后备选信道最大流量， B为相应备选信道的带宽。5. 根据权利要求1所述的考虑时延与流量均衡性的广域保护通信迂回通道重构算法， 其特征在于：步骤四中，归一化处理信道带宽倒数为第i条信道 带宽倒数归一化处理后的值，（1/B)max为通信网中信道带宽倒数最大值，（1/B)min为通信网 中信道带宽倒数最小值，归一化处理信道长度，< 为第i条信道长度归一化 处理后的值，(1_为通信网中信道长度最大值，dmin为通信网中信道长度最小值；选择最优路 径的权重指标(丨),=叫/尽1+?2*4+? ?*//;_，0^为通信网络中1信道的权重值，〇1为归一 化的信道带宽倒数1/劣的系数，ω 2为归一化的信道长度4的系数，ω 3为信道利用率μ 4勺 系数；W1, 〇2和ω 3为相对值，在不同的目标下，ω i，〇2和ω 3的相对大小会发生变化。6. 根据权利要求1所述的考虑时延与流量均衡性的广域保护通信迂回通道重构 算法，其特征在于：步骤五中，判断UTiPBi是否成立，是则剔除第i条信道，否则即 第i条信道可容纳转移流量，保留该信道为可用备选信道，Tit为流入第i条信道的转移 流量，Titl为第i条信道原有的最大数据流量，B i为第i条信道的带宽；然后，计算权重 Φ,.=叫/成+咚^/,1 +呌，用于判断可能堵塞的信道；因为信道利用率μ是反映转移数 据使备选信道时延增大的主要因素，所以推荐取ω1= 1，ω 2= 1，ω 3= 5 ;筛选出权重值 最大的Φ，该值对应的信道是流入转移数据后可能堵塞的信道，在预迂回路径表中剔除包 含堵塞信道的路径，最终形成可用的预迂回路径表。7. 根据权利要求1所述的考虑时延与流量均衡性的广域保护通信迂回通道重构算法， 其特征在于：步骤六中，将权重指标Φ作为改进Dijkstra算法选择最优路径的条件，此时， 重新计算Φ,.=以/尽1 +岣?1 +呌* ，因为信道长度d和信道利用率μ是反映信道整体时 延的主要因素，此时推荐取O1= 1，ω 2= 2, ω 3= 2。执行改进Dijkstra算法时，选择出 与源点s相邻且权重值最小的点i ;以i为中间点计算Φ⑴+q(i，j)，Φ⑴为节点i与源 点s间信道上的权值，q(i，j)为i到j信道上的权重值。比较Φ⑴+q(i，j)与Φ (j)，若 〇(i)+q(i，j)小于Φ〇_)，则更新Φ〇_)为Φ⑴+q(i，j)，否则不更新；将此时B集合中与 起点间权重值最小的点j加入A集合中，若有多个点与起点权值相同且均为最小，则可以任 意选择一点加入A集合中；重复以上两点，直到检测到终点e包含入A集合。
【专利摘要】一种考虑时延与流量均衡性的广域保护通信迂回通道重构算法，以电力通信网络中时延最短和流量均衡为最优目标，全面分析信道时延的构成和影响信道时延的各种因素，综合选择影响发送时延的信道带宽倒数、影响传输时延的信道长度和影响排队时延的信道利用率三个因素加权作为选择最优信道的权重指标，并将该权重指标用于改进的Dijkstra算法中选择最优迂回通信通道。以时延重权指标在可用的预迂回路径表下构建路径总权重，并以总权重最小作为改进Dijkstra算法寻优目标，执行改进Dijkstra算法，实现所选最优路径时延最短且各个链路流量较为均衡的重构选择。该方法重在电力系统通信光纤中断时基于剩余完好网络快速构建一条迂回通信通道以保证广域网通信业务正常进行。
【IPC分类】H04L12/727, H04L12/721, H04L12/751, H04L12/803
【公开号】CN104901886
【申请号】CN201510223246
【发明人】李振兴, 张腾飞, 李振华, 徐艳春, 袁兆强, 宋劢
【申请人】三峡大学
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年5月5日