考虑排队时延的系统保护通信网络路由选择算法

doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2018209

电信科学 ›› 2018, Vol. 34 ›› Issue (10): 47-52.doi: 10.11959/j.issn.1000-0801.2018209

考虑排队时延的系统保护通信网络路由选择算法

刘川^1,²,黄在朝^1,²,陶静^1,²,贾惠彬³

¹ 全球能源互联网研究院有限公司，江苏南京 210003
² 国家电网公司电力通信网络技术实验室，江苏南京 210003
³ 华北电力大学，河北保定 071003

修回日期:2018-07-02 出版日期:2018-10-01 发布日期:2018-11-08
作者简介:高博|高博|高博|高博
基金资助:
国家电网公司总部科技项目“系统保护通信网络技术体制及关键技术研究”(SGXT0000ASJS1700054)

Routing selection algorithm with considering the queuing delay for system protection communication network

Chuan LIU^1,²,Zaichao HUANG^1,²,Jing TAO^1,²,Huibin JIA³

¹ Global Energy Interconnection Research Institute Co.,Ltd.,Nanjing 210003,China
² State Grid Laboratory of Electric Power Communication Network Technology,Nanjing 210003,China
³ North China Electric Power University,Baoding 071003,China

Revised:2018-07-02 Online:2018-10-01 Published:2018-11-08
Supported by:
State Grid Corp Science and Technology Project “Research of Technological Regime and Key Technology on Communication Network of System Protection”(SGXT0000ASJS1700054)

摘要/Abstract

摘要：

目前满足系统保护通信网络的路由算法是在综合时延和可靠性的要求下，计算一条快速且可靠传输的路径，而没有考虑到当电网发生故障或网络中通信量过大时，通信网络中许多节点的排队时延会极大地增加，忽略排队时延对路径传输总时延的影响会导致路径的错误选择，从而影响系统保护的实时性。针对此问题，提出了一种考虑排队时延的路由选择算法，用于计算信息传输总时延最小的最优路径，以提高系统保护通信的实时性。实验结果表明，通过本文提出的路由选择算法计算得到的路径在满足系统保护可靠性要求的基础上信息传输总时延最小。

关键词: 系统保护, 实时性, 排队时延, 路由选择, 可靠性

Abstract:

Currently,a fast and reliable transmission path was calculated by routing algorithm that satisfies the system protection communication network under the requirements of delay and reliability,without considering that when the grid fails or the traffic in the network is excessive,the queuing delay of many nodes in the communication network will greatly increase.Aiming at this problem,a routing algorithm was proposed to solve the minimum queuing delay and improve the real-time performance of wide area protection.Experimental results show that the total information delay of the path calculated by the routing algorithm proposed is the smallest under the requirements of system protection reliability.

Key words: system protection, real-time, queuing delay, routing selection, reliability

中图分类号:

TN914.34

刘川,黄在朝,陶静,贾惠彬. 考虑排队时延的系统保护通信网络路由选择算法[J]. 电信科学, 2018, 34(10): 47-52.

Chuan LIU,Zaichao HUANG,Jing TAO,Huibin JIA. Routing selection algorithm with considering the queuing delay for system protection communication network[J]. Telecommunications Science, 2018, 34(10): 47-52.

图/表 5

图1

图2

表1

图3

图4

参考文献 15

[1]	郭经红, 刘川, 郁小松 ,等. 软件定义电力通信网技术[M]. 北京: 科学出版社, 2017.
	GUO J H , LIU C , YU X S ,et al. Technology of software defined power communication network[M]. Beijing: Science PressPress, 2017.
[2]	刘川, 李炳林, 娄征 ,等. 支撑电力业务规划的 SDN 控制器时延性能分析[J]. 电力系统自动化, 2017,41(17): 142-147.
	LIU C , LI B L , LOU Z ,et al. Analysis on time delay performance of SDN controller supporting power service planning[J]. Automation of Electric Power System, 2017,41(17): 142-147.
[3]	张蕾, 占震滨, 魏路平 ,等. 广域测量系统分段时延测量及分析[J]. 电力系统自动化, 2016,40(6): 101-106.
	ZHANG L , ZHAN Z B , WEI L P ,et al. Test and analysis of piecewise delay in wide area measurement system[J]. Automation of Electric Power System, 2016,40(6): 101-106.
[4]	HAN D , CHUNG J M . Self-similar traffic end-to-end delay minimization multipath routing algorithm[J]. IEEE Communications Letters, 2014,18(12): 2121-2124.
[5]	何林波, 蒋定德, 仲维佳 ,等. 一种基于能效与频效的路由优化算法[J]. 电子学报, 2016,44(10): 2314-2322.
	HE L B , JIANG D D , ZHONG W J ,et al. A routing optimization algorithm based on energy efficiency and frequency effect[J]. Journal of Electronics, 2016,44(10): 2314-2322.
[6]	高先明, 王宝生, 邓文平 . SDRS:集中与分布控制相结合的弹性多路径路由机制[J]. 计算机学报, 2017(40).
	GAO X M , WANG B S , DENG W P . SDRS:elastic multi-path routing mechanism with integration of centralization control and distribution control[J]. Chinese Journal of Computers, 2017(40).
[7]	熊小伏, 吴玲燕, 陈星田 . 满足广域保护通信可靠性和时延要求的路由选择方法[J]. 电力系统自动化, 2011,35(3): 44-48.
	XIONG X F , WU L Y , CHEN X T . Routing selection for wide-area protection based on communication reliability and time-delay requirement[J]. Automation of Electric Power System, 2011,35(3): 44-48.
[8]	贾惠彬, 薛凯夫, 马静 ,等. 广域保护通信多路径路由选择的改进蚁群算法[J]. 电力系统自动化, 2016,40(22): 22-26.
	JIA H B , XUE K F , MA J ,et al. Improved ant colony algorithm for multi-path routing selection in wide-area protection communication system[J]. Automation of Electric Power System, 2016,40(22): 22-26.
[9]	熊小萍, 谭建成, 林湘宁 . 基于 MPLS 的广域保护通信系统路由算法[J]. 电工技术学报, 2013,28(6): 257-263.
	XIONG X P , TAN J C , LIN X N . Routing algorithm for wide area protection communication system based on MPLS[J]. Transactions of China Electrotechnical Society, 2013,28(6): 257-263.
[10]	YANG P , WANG Q , LI W ,et al. A fault tolerance NoC topology and adaptive routing algorithm[C]// International Conference on Embedded Software and Systems,August 18,2016,Santa Barbara,USA. Piscataway:IEEE Computer Society, 2016: 42-47.
[11]	姚力莎, 肖美珍, 朱东弼 . 基于排队论的路由器缓存系统建模与分析[J]. 信息通信, 2016(5): 231-233.
	YAO L S , XIAO M Z , ZHU D B . Modeling and analysis of router cache system based on queuing theory[J]. Information ＆Communications, 2016(5): 231-233.
[12]	刘育权, 华煌圣, 李力 ,等. 多层次的广域保护控制体系架构研究与实践[J]. 电力系统保护与控制, 2015,43(5): 112-122.
	LIU Y Q , HUA H S , LI L ,et al. Research and application of multi-level wide-area protection system[J]. Power System Protection and Control, 2015,43(5): 112-122.
[13]	黄序富, 刘川, 林亦雷 ,等. 在线 SDN 控制器性能监控器设计与研究[J]. 电信科学, 2015,31(5): 143-149.
	HUANG X F , LIU C , LIN Y L ,et al. Design and study on online software defined networking controller performance monitor[J]. Telecommunications Science, 2015,31(5): 143-149.
[14]	马塞, 黄辉, 夏仕俊 ,等. 网络虚拟化互通技术[J]. 电信科学, 2015,31(6): 126-132.
	MA S , HUANG H , XIA S J ,et al. Network virtualization interconnection technology[J]. Telecommunications Science, 2015,31(6): 126-132.
[15]	刘川, 娄征, 黄辉 ,等. SDN 环境下网络流量监测与控制系统设计[J]. 电信科学, 2015,31(Z1): 163-167.
	LIU C , LOU Z , HUANG H ,et al. Design of network traffic monitoring and control system in SDN[J]. Telecommunications Science, 2015,31(Z1): 163-167.

S→D	基于跳数的最短路径路由算法	基于排队时延的路由算法
1→9	1→3→6→9	1→2→5→8→9
1→11	1→4→7→11	1→3→6→9→10→11
2→9	2→3→6→9	2→5→8→9
2→11	2→3→4→7→11	2→5→6→9→10→11
3→8	3→6→9→8	3→2→5→8
3→11	3→4→7→11	3→6→9→10→11
4→8	4→6→5→8	4→10→9→8
5→7	5→6→4→7	5→6→9→7

考虑排队时延的系统保护通信网络路由选择算法

Routing selection algorithm with considering the queuing delay for system protection communication network

在线阅读

PDF下载

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

图/表 5

参考文献 15

相关文章 15

Metrics

推荐阅读 0

[1]	王兆辉, 沈剑良, 张霞, 陈艇. FALB：一种FC协议链路聚合算法[J]. 电信科学, 2021, 37(9): 105-111.
[2]	许方敏,伍丽娇,杨帆,赵成林. 时间敏感网络（TSN）及无线TSN技术[J]. 电信科学, 2020, 36(8): 81-91.
[3]	雷宇骁,李更丰,黄玉雄,别朝红. 基于支持向量机的发/输电系统快速蒙特卡洛可靠性评估方法[J]. 电信科学, 2019, 35(6): 15-24.
[4]	邵帅,尚志军,王忠锋,辛国良,李悦悦,孔祥余,彭绪静. 基于QoS的电力光纤到户网络规划方法[J]. 电信科学, 2019, 35(6): 78-88.
[5]	高会生,沈青. 通道不对称时延对继电保护可靠性影响的量化分析[J]. 电信科学, 2019, 35(1): 90-96.
[6]	李阳春,樊勇兵,陈楠,陈天. 面向分层解耦的虚拟节点可靠性设计[J]. 电信科学, 2018, 34(9): 160-168.
[7]	王兴鹏,许晓荣,胡安迪,冯维. Nakagami-m衰落信道下存在窃听攻击的认知中继网络安全性与可靠性折中方案[J]. 电信科学, 2018, 34(12): 24-32.
[8]	吴宇,王小燕,杨昀,王华,窦燕,方晶晶. 多网协同的集团客户语音专线可靠性优化新方案[J]. 电信科学, 2018, 34(12): 155-162.
[9]	杨旭,肖子玉,邵永平,宋小明. NFV可靠性探讨[J]. 电信科学, 2017, 33(7): 136-143.
[10]	臧志斌,郑培昊,魏本海,翟再培,马胜国. 配电网可靠性评估与优化系统重构算法[J]. 电信科学, 2017, 33(12): 99-106.
[11]	马丽芳,陈伟峰,兰世战,陆松,张玉兰,莫晓斌,何昌智. 基于蚁群优化的移动P2P网络路由选择算法[J]. 电信科学, 2016, 32(7): 121-125.
[12]	余翔,彭帜,王诗言,刘利. 基于最小跳数和节点能量的AODV-HE路由选择算法[J]. 电信科学, 2016, 32(6): 103-109.
[13]	陈磊,林如忠,黄在朝,邓辉,王向群,陶静. 智能变电站过程层业务数据传输时延分析及优化控制[J]. 电信科学, 2015, 31(Z1): 217-221.
[14]	杨小明,楼俊钢,沈张果,胡文军. 相关向量机软件可靠性建模中失效数据选择[J]. 电信科学, 2015, 31(9): 90-96.
[15]	李青,周文红. 一种分布式并行处理的云CTI系统架构研究与设计[J]. 电信科学, 2015, 31(7): 119-124.