用于电力通信网的混合组网动态路由选择方法

1.一种用于电力通信网的混合组网动态路由选择方法，包括如下步骤：
S1.对电力通信网的电力业务需求进行分析，从而得到电力业务在传输时的网络性能指标要求；
S2.实时统计当前的5G公网网络性能指标和电力专网网络性能指标；
S3.当目标电力业务需要传输时，根据步骤S1得到的电力业务的网络性能指标要求和步骤S2得到的5G公网网络性能指标及电力专网网络性能指标，选取最优传输网络；具体为采用如下步骤选取最优传输网络：
A.以吞吐量T作为横坐标，以传输时延D作为纵坐标，建立D‑T坐标系；
B.以直线T＝Tw、D＝Dw为界，将步骤S1建立的D‑T坐标系的第一象限划分为四个区域，分别为：区域Ⅰ： 区域Ⅱ： 区域Ⅲ： 区域Ⅳ： 其
中Tw为目标业务数据需要的最低吞吐量；Dw为目标业务数据能够容忍的最高传输时延；
C.采用如下规则选择最优传输网络：
若点K1(T1,D1)和点K2(T2,D2)在同一个区域：
条件1：若点K1(T1,D1)和点K2(T2,D2)均在区域Ⅰ，且|WK1|＞|WK2|，则选择5G公网作为最优传输网络；
条件2：若点K1(T1,D1)和点K2(T2,D2)均在区域Ⅱ，且D1＜D2，则选择5G公网作为最优传输网络；
条件3：若点K1(T1,D1)和点K2(T2,D2)均在区域Ⅲ，且T1＞T2，则选择5G公网作为最优传输网络；
条件4：若点K1(T1,D1)和点K2(T2,D2)均在区域Ⅳ，且|WK1|＜|WK2|，则选择5G公网作为最优传输网络；
若条件1～条件4均不满足，则选取电力专网作为最优传输网络；
若点K1(T1,D1)和点K2(T2,D2)不在同一个区域：
条件a：若点K1(T1,D1)在区域Ⅰ，或者点K2(T2,D2)在区域Ⅳ，则选择5G公网作为最优传输网络；
条件b：若点K1(T1,D1)在区域Ⅳ，或者点K2(T2,D2)在区域Ⅰ，则选择电力专网作为最优传输网络；
条件c：若|WK1|＜|WK2|，则选择5G公网作为最优传输网络；
若条件a～条件c均不满足，则选择电力专网作为最优传输网络；
其中，K1为5G公网网络性能指标；T1为5G公网吞吐量；D1为5G公网传输时延；K2为电力专网网络性能指标；T2为电力专网吞吐量；D2为电力专网传输时延；|WK1|为点W和点K1之间的欧氏距离；|WK2|为点W和点K2之间的欧氏距离，点W的坐标为W(Tw,Dw)；
S4.根据步骤S3选取的最优传输网络，对目标电力业务进行传输，从而完成用于电力通信网的混合组网动态路由选择。
2.根据权利要求1所述的用于电力通信网的混合组网动态路由选择方法，其特征在于步骤S1所述的网络性能指标要求，具体为网络性能指标要求W包括业务数据需要的最低吞吐量Tw和业务数据能够容忍的最高传输时延Dw。
3.根据权利要求2所述的用于电力通信网的混合组网动态路由选择方法，其特征在于步骤S2所述的实时统计当前的5G公网网络性能指标和电力专网网络性能指标，具体为实时统计当前的5G公网网络性能指标K1和电力专网网络性能指标K2，其中5G公网网络性能指标K1包括5G公网吞吐量T1和5G公网传输时延D1，电力专网网络性能指标K2包括电力专网吞吐量T2和电力专网传输时延D2。
4.根据权利要求3所述的用于电力通信网的混合组网动态路由选择方法，其特征在于步骤S3所述的当目标电力业务需要传输时，具体为当目标电力业务需要传输时，将步骤S1获取的目标电力业务在传输时的网络性能指标要求写入IP报文头的可选字段。
5.根据权利要求4所述的用于电力通信网的混合组网动态路由选择方法，其特征在于步骤S4所述的根据步骤S3选取的最优传输网络，对目标电力业务进行传输，具体为若选择电力专网作为最优传输网络，则将目标电力业务数据直接进行发送；若选择5G公网作为最优传输网络，则将目标电力业务数据进行加密后再从5G公网进行发送。

用于电力通信网的混合组网动态路由选择方法\n技术领域\n[0001] 本发明属于电气自动化领域，具体涉及一种用于电力通信网的混合组网动态路由选择方法。\n背景技术\n[0002] 随着经济技术的发展和人们生活水平的提高，电能已经成为了人们生产和生活中必不可少的二次能源，给人们的生产和生活带来了无尽的便利。因此，电力系统的稳定可靠运行，就成为了电力系统最重要的任务之一。\n[0003] 电力通信网是承载电力系统信息交互的重要基础设施，遍布电力内部系统生产和管理各个环节，旨在保障电网安全、稳定、经济和高效的运行。近年来，随着电网智能化程度的加深，电力通信网承载着更繁重、全面的支撑和保护任务。\n[0004] 第五代移动通信技术(简称5G)是最新一代蜂窝移动通信技术。5G最大的改变就是从人与人之间的通信走向人与物、物与物之间的通信，实现万物互联。5G的性能目标是高数据速率、减少延迟、节省能源、降低成本、提高系统容量和大规模设备连接。5G网络的商业应用使智能电网对移动无线网络安全性、可靠性、低延时的迫切需求得到了满足。\n[0005] 然而，虽然5G技术的引入可以减轻电力通信网的传输压力，但5G网络的高密度异构网络特点可能会影响5G所标称的端到端延迟特性，因此不能简单的将电力数据从5G公网传输。而且，目前电力系统中存在的5G和电力专网共存和混合组网的情况，也使得电力系统数据在传输时，存在路由选择的问题。\n发明内容\n[0006] 本发明的目的在于提供一种可靠性高、实用性好且适用范围广的用于电力通信网的混合组网动态路由选择方法。\n[0007] 本发明提供的这种用于电力通信网的混合组网动态路由选择方法，包括如下步骤：\n[0008] S1.对电力通信网的电力业务需求进行分析，从而得到电力业务在传输时的网络性能指标要求；\n[0009] S2.实时统计当前的5G公网网络性能指标和电力专网网络性能指标；\n[0010] S3.当目标电力业务需要传输时，根据步骤S1得到的电力业务的网络性能指标要求和步骤S2得到的5G公网网络性能指标及电力专网网络性能指标，选取最优传输网络；\n[0011] S4.根据步骤S3选取的最优传输网络，对目标电力业务进行传输，从而完成用于电力通信网的混合组网动态路由选择。\n[0012] 步骤S1所述的网络性能指标要求，具体为网络性能指标要求W包括业务数据需要的最低吞吐量Tw和业务数据能够容忍的最高传输时延Dw。\n[0013] 步骤S2所述的实时统计当前的5G公网网络性能指标和电力专网网络性能指标，具体为实时统计当前的5G公网网络性能指标K1和电力专网网络性能指标K2，其中5G公网网络性能指标K1包括5G公网吞吐量T1和5G公网传输时延D1，电力专网网络性能指标K2包括电力专网吞吐量T2和电力专网传输时延D2。\n[0014] 步骤S3所述的当目标电力业务需要传输时，具体为当目标电力业务需要传输时，将步骤S1获取的目标电力业务在传输时的网络性能指标要求写入IP报文头的可选字段。\n[0015] 步骤S3所述的选取最优传输网络，具体为采用如下步骤选取最优传输网络：\n[0016] A.以吞吐量T作为横坐标，以传输时延D作为纵坐标，建立D‑T坐标系；\n[0017] B.以直线T＝Tw、D＝Dw为界，将步骤S1建立的D‑T坐标系的第一象限划分为四个区域，分别为：区域Ⅰ： 区域Ⅱ： 区域Ⅲ： 区域Ⅳ：\n其中Tw为目标业务数据需要的最低吞吐量；Dw为目标业务数据能够容忍的最高传输时延；\n[0018] C.采用如下规则选择最优传输网络：\n[0019] 若点K1(T1,D1)和点K2(T2,D2)在同一个区域：\n[0020] 条件1：若点K1(T1,D1)和点K2(T2,D2)均在区域Ⅰ，且|WK1|＞|WK2|，则选择5G公网作为最优传输网络；\n[0021] 条件2：若点K1(T1,D1)和点K2(T2,D2)均在区域Ⅱ，且D1＜D2，则选择5G公网作为最优传输网络；\n[0022] 条件3：若点K1(T1,D1)和点K2(T2,D2)均在区域Ⅲ，且T1＞T2，则选择5G公网作为最优传输网络；\n[0023] 条件4：若点K1(T1,D1)和点K2(T2,D2)均在区域Ⅳ，且|WK1|＜|WK2|，则选择5G公网作为最优传输网络；\n[0024] 若条件1～条件4均不满足，则选取电力专网作为最优传输网络；\n[0025] 若点K1(T1,D1)和点K2(T2,D2)不在同一个区域：\n[0026] 条件a：若点K1(T1,D1)在区域Ⅰ，或者点K2(T2,D2)在区域Ⅳ，则选择5G公网作为最优传输网络；\n[0027] 条件b：若点K1(T1,D1)在区域Ⅳ，或者点K2(T2,D2)在区域Ⅰ，则选择电力专网作为最优传输网络；\n[0028] 条件c：若|WK1|＜|WK2|，则选择5G公网作为最优传输网络；\n[0029] 若条件a～条件c均不满足，则选择电力专网作为最优传输网络；\n[0030] 其中，K1为5G公网网络性能指标；T1为5G公网吞吐量；D1为5G公网传输时延；K2为电力专网网络性能指标；T2为电力专网吞吐量；D2为电力专网传输时延；|WK1|为点W和点K1之间的欧氏距离；|WK2|为点W和点K2之间的欧氏距离，点W的坐标为W(Tw,Dw)。\n[0031] 步骤S4所述的根据步骤S3选取的最优传输网络，对目标电力业务进行传输，具体为若选择电力专网作为最优传输网络，则将目标电力业务数据直接进行发送；若选择5G公网作为最优传输网络，则将目标电力业务数据进行加密后再从5G公网进行发送。\n[0032] 本发明提供的这种用于电力通信网的混合组网动态路由选择方法，通过分析不同电力业务数据需要的网络性能指标，以及周期性统计5G公网与电力专网的当前网络性能，通过比较电力数据的网络性能需求与当前混合组网的网络性能，从而更加科学的对不同电力业务数据进行路由；同时，本发明还提供了详细的路由选择算法，可以有效完成5G公网和电力专网之间的负载均衡，使5G公网可以与电力专网更加科学的融合；而且本发明方法可靠性更高、实用性更好且适用范围更广。\n附图说明\n[0033] 图1为本发明方法的方法流程示意图。\n[0034] 图2为本发明方法建立的D‑T坐标系的示意图。\n具体实施方式\n[0035] 如图1所示为本发明方法的方法流程示意图：本发明提供的这种用于电力通信网的混合组网动态路由选择方法，包括如下步骤：\n[0036] S1.对电力通信网的电力业务需求进行分析，从而得到电力业务在传输时的网络性能指标要求；具体为网络性能指标要求W包括业务数据需要的最低吞吐量Tw和业务数据能够容忍的最高传输时延Dw；\n[0037] S2.实时统计当前的5G公网网络性能指标和电力专网网络性能指标；具体为实时统计当前的5G公网网络性能指标K1和电力专网网络性能指标K2，其中5G公网网络性能指标K1包括5G公网吞吐量T1和5G公网传输时延D1，电力专网网络性能指标K2包括电力专网吞吐量T2和电力专网传输时延D2；\n[0038] S3.当目标电力业务需要传输时，将步骤S1获取的目标电力业务在传输时的网络性能指标要求写入IP报文头的可选字段，然后根据步骤S1得到的电力业务的网络性能指标要求和步骤S2得到的5G公网网络性能指标及电力专网网络性能指标，选取最优传输网络；\n具体为采用如下步骤选取最优传输网络：\n[0039] A.以吞吐量T作为横坐标，以传输时延D作为纵坐标，建立D‑T坐标系；\n[0040] B.以直线T＝Tw、D＝Dw为界，将步骤S1建立的D‑T坐标系的第一象限划分为四个区域，分别为：区域Ⅰ： 区域Ⅱ： 区域Ⅲ： 区域Ⅳ：\n其中Tw为目标业务数据需要的最低吞吐量；Dw为目标业务数据能够容忍的最高传输时延；具体如图2所示；\n[0041] C.采用如下规则选择最优传输网络：\n[0042] 若点K1(T1,D1)和点K2(T2,D2)在同一个区域：\n[0043] 条件1：若点K1(T1,D1)和点K2(T2,D2)均在区域Ⅰ，且|WK1|＞|WK2|，则选择5G公网作为最优传输网络；\n[0044] 条件2：若点K1(T1,D1)和点K2(T2,D2)均在区域Ⅱ，且D1＜D2，则选择5G公网作为最优传输网络；\n[0045] 条件3：若点K1(T1,D1)和点K2(T2,D2)均在区域Ⅲ，且T1＞T2，则选择5G公网作为最优传输网络；\n[0046] 条件4：若点K1(T1,D1)和点K2(T2,D2)均在区域Ⅳ，且|WK1|＜|WK2|，则选择5G公网作为最优传输网络；\n[0047] 若条件1～条件4均不满足，则选取电力专网作为最优传输网络；\n[0048] 若点K1(T1,D1)和点K2(T2,D2)不在同一个区域：\n[0049] 条件a：若点K1(T1,D1)在区域Ⅰ，或者点K2(T2,D2)在区域Ⅳ，则选择5G公网作为最优传输网络；\n[0050] 条件b：若点K1(T1,D1)在区域Ⅳ，或者点K2(T2,D2)在区域Ⅰ，则选择电力专网作为最优传输网络；\n[0051] 条件c：若|WK1|＜|WK2|，则选择5G公网作为最优传输网络；\n[0052] 若条件a～条件c均不满足，则选择电力专网作为最优传输网络；\n[0053] 其中，K1为5G公网网络性能指标；T1为5G公网吞吐量；D1为5G公网传输时延；K2为电力专网网络性能指标；T2为电力专网吞吐量；D2为电力专网传输时延；|WK1|为点W和点K1之间的欧氏距离；|WK2|为点W和点K2之间的欧氏距离；点W的坐标为W(Tw,Dw)；\n[0054] 上述选择最优传输网络的过程，可以用如下伪代码说明：\n[0055] 输入：四个区域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ，W、K1和K2的坐标；\n[0056] 1：if(K1和K2在相同区域)\n[0057] 2：if(K1和K2在区域Ⅰ且|WK1|＞|WK2|)//5G公网的指标更优\n[0058] 3:return 1；\n[0059] 4:if(K1和K2在区域Ⅱ且D1＜D2)//带宽都满足且5G公网的延迟更低[0060] 5：return 1；\n[0061] 6:if(K1和K2在区域Ⅲ且T1＞T2)//延迟都满足且5G公网吞吐率更高[0062] 7：return 1；\n[0063] 8:if(K1和K2在区域Ⅳ且|WK1|＜|WK2|)//5G公网更符合预期\n[0064] 9:return 1；\n[0065] 10：return 0；\n[0066] 11:else//K1和K2在不同区域\n[0067] 12:if(K1在区域Ⅰ或K2在区域Ⅳ)//5G公网达到标准或电力专网未满足任何指标[0068] 13：return 1；\n[0069] 13:if(K2在区域Ⅰ或K1在区域Ⅳ)//电力专网达到标准或5G公网未满足任何指标[0070] 14：return 0；\n[0071] 15:if(|WK1|＜|WK2|)//二者分别满足不同指标时选择更符合预期的[0072] 16：return 1；\n[0073] 17：return 0；\n[0074] 输出：选择5G公网还是电力专网，return 1选择5G公网，return 0选择电力专网；\n[0075] S4.根据步骤S3选取的最优传输网络，对目标电力业务进行传输，从而完成用于电力通信网的混合组网动态路由选择；具体为若选择电力专网作为最优传输网络，则将目标电力业务数据直接进行发送；若选择5G公网作为最优传输网络，则将目标电力业务数据进行加密后再从5G公网进行发送。\n[0076] 发送完毕后，接收端网关对从电力专网收到的业务数据直接进行转发；对从5G公网收到的业务数据，则现需要进行解码与安全校验后再转发，以确保电力专网的安全运行。