一种电力弹性光网络的自主路由规划方法、装置及系统制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种电力弹性光网络的自主路由规划方法、装置及系统，当检测到业务请求到达时，获取物理网络层的所有可用路由数据和所有可用频隙数据，生成所述业务请求对应的所有路由规划方案，计算每个路由规划方案的偏好值，基于偏好值最大对应的第一路由规划方案对业务请求进行模拟传输，计算业务请求的第一路由与频隙选择指示变量和第一学习回报值；基于第一路由与频隙选择指示变量，计算并基于第一学习回报样本均值，更新第一路由规划方案的偏好值；基于第一学习回报值，确定成功传输指示变量为1时，将第一路由规划方案作为业务请求对应的最优路由规划方案，并下发给物理网络层；与现有技术相比，本发明专利技术能实现网络路由和频谱的自主规划。频谱的自主规划。频谱的自主规划。

【技术实现步骤摘要】
一种电力弹性光网络的自主路由规划方法、装置及系统


[0001]本专利技术涉及通信的
，特别是涉及一种电力弹性光网络的自主路由规划方法、装置及系统。

技术介绍

[0002]传统电力通信光网络采用波分复用技术进行通信，然而，波分复用光网络波长单元固定、光转发器传输速率及带宽大小固定、不同传输距离的业务调制方式固定，其粗粒度的频谱划分方式限制了通信网络路由规划的灵活性，无法适配差异化电力业务的传输需求。
[0003]电力弹性光网络可以根据电力业务差异化需求，通过频谱的动态分配来实现更小粒度的通信带宽调度，提升网络的资源利用率；然而，电力弹性光网络的核心问题是路由和频谱规划问题，即根据业务请求的带宽大小，为其在源节点、目的节点之间建立一条光路，并分配连续的频谱资源；目前关于电力弹性光网络的路由和频谱规划问题，主要采用静态算法和动态算法进行解决，其中静态算法包括精确算法、静态启发式算法和智能优化算法，动态算法包括动态启发式算法和学习型算法。
[0004]传统静态的电力弹性光网络路由与频谱规划方法需要全面获取源节点、目的节点和带宽需求信息，得出离线状态下业务请求的光路由及频谱规划方案，这种方法缺乏网络路由和频谱的自主规划能力，无法适应网络资源的时变性和电力业务的动态到达性；且基于传统学习型算法的电力弹性光网络路由与频谱规划方法未考虑通信网络状态的时变性和业务请求的随机性，路由与频谱规划自主性差，导致收敛速度慢，需要的大量的业务请求做试验，业务保障性差。

技术实现思路

[0005]本专利技术要解决的技术问题是：提供一种电力弹性光网络的自主路由规划方法、装置及系统，能实现网络路由和频谱的自主规划，有效适应大规模并发接入的电力业务。
[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种电力弹性光网络的自主路由规划方法，包括：
[0007]当检测到业务请求到达时，获取物理网络层的所有可用路由数据和所有可用频隙数据，基于所述所有可用路由数据和所述所有可用频隙数据，生成所述业务请求对应的所有路由规划方案，并计算所述业务请求对每个路由规划方案的偏好值；
[0008]选取偏好值最大对应的第一路由规划方案，根据所述第一路由规划方案对所述业务请求进行模拟传输，计算所述业务请求的第一路由与频隙选择指示变量和第一学习回报值，并记录当前第一模拟传输次数；
[0009]基于所述第一路由与频隙选择指示变量，计算第一学习回报样本均值，并基于所述第一学习回报样本均值，更新所述第一路由规划方案的偏好值；
[0010]基于所述第一学习回报值，确定成功传输指示变量为1时，停止对所述业务请求进
行模拟传输，将所述第一路由规划方案作为所述业务请求对应的最优路由规划方案，并将所述最优路由规划方案发送给所述物理网络层，以使所述物理网络层根据所述最优路由规划方案对所述业务请求进行传输。
[0011]本专利技术提供的一种电力弹性光网络的自主路由规划方法，还包括：
[0012]基于所述第一学习回报值，确定所述成功传输指示变量不为1时，且所述当前第一模拟传输次数不等于预设模拟传输阈值时，重新选取偏好值最大对应的第二路由规划方案，并对所述第二路由规划方案进行模拟传输，直至确定所述成功传输指示变量为1，或所述当前第一模拟传输次数等于预设模拟传输阈值时，将所述第二路由规划方案作为所述业务请求对应的最优路由规划方案。
[0013]在一种可能的实现方式中，基于所述所有可用路由数据和所述所有可用频隙数据，生成所述业务请求对应的所有路由规划方案，具体包括：
[0014]计算所述业务请求的业务请求频隙数，根据所述业务请求频隙数，确定所述业务请求的所有候选路由，并计算所述业务请求在每条候选路由上的路由频隙数量；
[0015]根据所述所有候选路由和所述路由频隙数量，生成所述业务请求对应的所有路由规划方案。
[0016]在一种可能的实现方式中，基于预设的偏好值计算公式，计算所述业务请求对每个路由规划方案的偏好值，其中，所述预设的偏好值计算公式，如下所示：
[0017][0018]式中，为第t个业务请求的偏好值，为第t个业务请求对应的学习回报样本均值，β为探索与利用之间的折中系数，为截至当前时隙第t个业务请求中第k条路由及第f个频隙的选择次数。
[0019]在一种可能的实现方式中，根据所述第一路由规划方案对所述业务请求进行模拟传输，计算所述业务请求的第一路由与频隙选择指示变量和第一学习回报值，具体包括：
[0020]获取所述第一路由规划方案对应的第一偏好值，将所述第一偏好值代入到预设的第一路由与频隙选择指示变量计算公式中，计算得到所述第一路由规划方案的第一路由与频隙选择指示变量，其中，所述预设的第一路由与频隙选择指示变量计算公式，如下所示：
[0021][0022]式中，x
t
[k,f]为第t个业务请求对应的第一路由与频隙选择指示变量；
[0023]根据所述第一路由规划方案对所述业务请求进行模拟传输时，获取所述业务请求的数据传输速率、传输功耗和成功传输指示变量，将所述数据传输速率、所述传输功耗和所述成功传输指示变量代入到预设的学习回报值计算公式中，计算得到所述第一路由规划方案的第一学习回报值，其中，所述预设的学习回报值计算公式如下所示：
[0024][0025]式中，θ
t
[k，f]为第t个业务请求对应的第一学习回报值，b
t
为数据传输速率，P
t
[k,
f]为第t个业务请求对应的传输功耗，φ
t
[k,f]为第t个业务请求对应的成功传输指示变量，φ
t
[k,f]＝{0,1}。
[0026]在一种可能的实现方式中，基于所述第一路由与频隙选择指示变量，计算第一学习回报样本均值，并基于所述第一学习回报样本均值，更新所述第一路由规划方案的偏好值，具体包括：
[0027]获取截止当前时隙第k条路由及第f个频隙的选择次数，将所述选择次数输入到预设的选择次数更新公式中，得到所述第一路由规划方案对应的截至当前时隙第k条路由及第f个频隙的第一选择次数，并将所述选择次数更新为所述第一选择次数；
[0028][0029]式中，为第t个业务请求对应的截至当前时隙第k条路由及第f个频隙的第一选择次数，为第t
‑
1个业务请求对应的截至当前时隙第k条路由及第f个频隙的选择次数，x
t
[k,f]为第t个业务请求对应的第一路由与频隙选择指示变量；
[0030]获取所述第一路由规划方案的所述第一路由与频隙选择指示变量和所述第一学习回报值，以及更新后的所述选择次数，将所述第一路由与频隙选择指示变量、所述第一学习回报值和所述选择次数代入到预设的学习回报样本均值计算公式中，得到第一学习回报样本均值，将所述学习回报样本均值更新为所述第一学习回报样本均值，其中，所述预设的学习回报样本均值计算公式，如下所示：
[0031][0032本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电力弹性光网络的自主路由规划方法，其特征在于，包括：当检测到业务请求到达时，获取物理网络层的所有可用路由数据和所有可用频隙数据，基于所述所有可用路由数据和所述所有可用频隙数据，生成所述业务请求对应的所有路由规划方案，并计算所述业务请求对每个路由规划方案的偏好值；选取偏好值最大对应的第一路由规划方案，根据所述第一路由规划方案对所述业务请求进行模拟传输，计算所述业务请求的第一路由与频隙选择指示变量和第一学习回报值，并记录当前第一模拟传输次数；基于所述第一路由与频隙选择指示变量，计算第一学习回报样本均值，并基于所述第一学习回报样本均值，更新所述第一路由规划方案的偏好值；基于所述第一学习回报值，确定成功传输指示变量为1时，停止对所述业务请求进行模拟传输，将所述第一路由规划方案作为所述业务请求对应的最优路由规划方案，并将所述最优路由规划方案发送给所述物理网络层，以使所述物理网络层根据所述最优路由规划方案对所述业务请求进行传输。2.如权利要求1所述的一种电力弹性光网络的自主路由规划方法，其特征在于，还包括：基于所述第一学习回报值，确定所述成功传输指示变量不为1时，且所述当前第一模拟传输次数不等于预设模拟传输阈值时，重新选取偏好值最大对应的第二路由规划方案，并对所述第二路由规划方案进行模拟传输，直至确定所述成功传输指示变量为1，或所述当前第一模拟传输次数等于预设模拟传输阈值时，将所述第二路由规划方案作为所述业务请求对应的最优路由规划方案。3.如权利要求1所述的一种电力弹性光网络的自主路由规划方法，其特征在于，基于所述所有可用路由数据和所述所有可用频隙数据，生成所述业务请求对应的所有路由规划方案，具体包括：计算所述业务请求的业务请求频隙数，根据所述业务请求频隙数，确定所述业务请求的所有候选路由，并计算所述业务请求在每条候选路由上的路由频隙数量；根据所述所有候选路由和所述路由频隙数量，生成所述业务请求对应的所有路由规划方案。4.如权利要求1所述的一种电力弹性光网络的自主路由规划方法，其特征在于，基于预设的偏好值计算公式，计算所述业务请求对每个路由规划方案的偏好值，其中，所述预设的偏好值计算公式，如下所示：式中，为第t个业务请求的偏好值，为第t个业务请求对应的学习回报样本均值，β为探索与利用之间的折中系数，为截至当前时隙第t个业务请求中第k条路由及第f个频隙的选择次数。5.如权利要求4所述的一种电力弹性光网络的自主路由规划方法，其特征在于，根据所述第一路由规划方案对所述业务请求进行模拟传输，计算所述业务请求的第一路由与频隙
选择指示变量和第一学习回报值，具体包括：获取所述第一路由规划方案对应的第一偏好值，将所述第一偏好值代入到预设的第一路由与频隙选择指示变量计算公式中，计算得到所述第一路由规划方案的第一路由与频隙选择指示变量，其中，所述预设的第一路由与频隙选择指示变量计算公式，如下所示：式中，x
t
[k,f]为第t个业务请求对应的第一路由与频隙选择指示变量；根据所述第一路由规划方案对所述业务请求进行模拟传输时，获取所述业务请求的数据传输速率、传输功耗和成功传输指示变量，将所述数据传输速率、所述传输功耗和所述成功传输指示变量代入到预设的学习回报值计算公式中，计算得到所述第一路由规划方案的第一学习回报值，其中，所述预设的学习回报值计算公式如下所示：式中，θ
t
[k,f]为第t个业务请求对应的第一学习回报值，b
t
为数据传输速率，P
t
[k,f]为第t个业务请求对应的传输功耗，φ
t
[k,f]为第t个业务请求对应的成功传输指示变量，φ
t
[k,f]＝{0,1}。6.如权利要求5所述的一种电力弹性光网络的自主路由规划方法，其特征在于，基于所述第一路由与频隙选择指示变量，计算第一学习回报样本均值，并基于所述第一学习回报样本均值，更新所述第一路由规划...

【专利技术属性】
技术研发人员：李溢杰，梁文娟，梁宇图，张珮明，李星南，邓晓智，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司电力调度控制中心，
类型：发明
国别省市：