OTN高速率网络业务部署优化方法及系统与流程

otn高速率网络业务部署优化方法及系统
技术领域
1.本发明涉及电力系统技术领域，尤其是一种otn高速率网络业务部署优化方法及系统。


背景技术：

2.随着信息化工作的不断推进，越来越多的电网相关业务开始承载在otn网络上运行。对于otn网络业务部署优化，核心问题为otn网络调度，otn网络调度是指在光传输网络中，根据网络拓扑、应用需求、光传输特性等因素进行优化调度，以提高带宽利用率、降低网络延迟和提高数据可靠性，从而满足不同应用场景和业务需求的要求。现有otn调度方法有：基于路由的自动调度、基于流长的自动调度、基于qos的自动调度。然而，由于现有调度方法都归结为静态模型，当面对承载电网业务的otn网络发生结构变化时，需重新计算网络拓扑图，导致调度过程不能及时响应。因此，现有的otn调度方法不适用于大规模复杂的网络结构。


技术实现要素：

3.本技术实施例提供了一种otn高速率网络业务部署优化方法及系统，用于解决现有的otn调度方法不适用于大规模复杂的网络结构的技术问题。
4.根据本技术实施例的一个方面，提供了一种otn高速率网络业务部署优化方法，包括：
5.获取各时隙内物理网络的网络元数据及业务请求；
6.构建与所述业务请求对应的业务模型以及与所述网络元数据对应的拓扑模型；
7.确定与所述业务模型相匹配的包含通信站点及通信链路的拓扑结构；
8.从所确定的拓扑结构中筛选出满足预设的拓扑优化条件的目标拓扑结构；
9.将所述目标拓扑结构扩展到所述拓扑模型中，形成新的网络拓扑，使所述业务请求执行于所述新的网络拓扑。
10.在一个可能的实现方式中，所述方法还包括：
11.基于业务请求的属性数据对各时隙内获取到的业务请求进行优先级排序，所述属性数据包括用于表征业务请求的重要性数据；
12.基于优先级排序结果和所述业务请求，构建业务模型。
13.在一个可能的实现方式中，所述从所确定的拓扑结构中筛选出满足预设的拓扑优化条件的目标拓扑结构，包括：
14.获取网络资源数据以及所确定的拓扑结构对应的拓扑结构数据；
15.确定与所述网络资源数据对应的网络拓扑策略，并根据所述拓扑结构数据中的站点运维数据和链路运维数据，计算各所述网络拓扑策略所对应的网络运维数据；
16.根据所述拓扑结构数据中的站点度数和站点电压，计算在构成环形时各站点的配置数据，使基于所述配置数据确定网络可靠性数据；
17.根据所述拓扑结构数据中的链路带宽数据和链路光纤数据，计算资源利用率数据；
18.在判断到满足至少一种拓扑优化条件时，筛选出相应的目标拓扑结构；其中，所述拓扑优化条件包括所述网络运维数据小于预设的最大网络运维成本、所述网络可靠性数据大于预设的最小稳定性阈值以及所述资源利用率数据小于预设的最大利用率阈值。
19.在一个可能的实现方式中，所述确定与所述网络资源数据对应的网络拓扑策略，包括：
20.针对通信链路，判断所述网络资源数据是否达到饱和条件；若是，则选取光纤增加策略；否则，选取光纤调整策略；其中，所述光纤增加策略用以指示在所选择的通信链路上增加光纤资源，所述光纤调整策略用以指示将光线资源分配到经过同一通信站点的不同通信链路上；
21.将针对通信链路的光纤增加策略及光纤调整策略中的一种，以及针对通信站点的站点选取策略组织成网络拓扑策略。
22.在一个可能的实现方式中，所述根据所述拓扑结构数据中的站点运维数据和链路运维数据，计算各所述网络拓扑策略所对应的网络运维数据，包括：
23.通过公式(1)计算所述网络运维数据：
[0024][0025]
其中，cost
t
为所述网络运维数据，t为时隙，为所述拓扑结构数据中的通信站点的数量，为当选取第m个通信站点v
o，m
时对应的站点选取策略的参数，cv
o，n
为所述站点运维数据中通信站点v
o，m
的站点运维成本，为所述拓扑结构数据中的通信链路的数量，为当选取第n个通信链路e
o，n
时对应的光纤增加策略的参数，ce
o，n
为所述站点运维数据中通信链路e
o，n
的链路运维成本。
[0026]
在一个可能的实现方式中，所述配置数据包括在构成环形时各站点的比率、环度及电压；所述根据所述拓扑结构数据中的站点度数和站点电压，计算在构成环形时各站点的配置数据，使基于所述配置数据确定网络可靠性数据，包括：
[0027]
将所述站点度数和所述站点电压进行归一化处理；
[0028]
基于所述通信站点的站点选取策略，确定在构成环形时各站点的比率；
[0029]
基于归一化处理后的站点度数，确定在构成环形时各站点的环度；
[0030]
基于归一化处理后的站点电压，确定在构成环形时各站点的电压；
[0031]
将在构成环形时各站点的比率、环度及电压进行加权计算，得到网络可靠性数据。
[0032]
在一个可能的实现方式中，所述方法还包括：
[0033]
通过公式(2)计算在构成环形时各站点的比率：
[0034][0035]
其中，pl
t
为在构成环形时各站点的比率，表示新增拓扑的节点数量，表示第i个通信站点是否在同一个环的参量；
[0036]
通过公式(3)计算所述新增拓扑的节点数量：
[0037][0038]
其中，|v
t
|表示通信站点的数量；
[0039]
通过公式(4)计算在构成环形时各站点的环度：
[0040][0041]
其中，pd
t
为在构成环形时各站点的环度，为第i个通信站点的站点度数；
[0042]
通过公式(5)计算在构成环形时各站点的电压：
[0043][0044]
其中，pv
t
为在构成环形时各站点的电压，为第i个通信站点的站点电压；
[0045]
通过公式(6)计算所述网络可靠性数据：
[0046]
rel
t
＝α
×
pl
t
+β
×
pd
t
+γ
×
pv
t
ꢀꢀꢀꢀ
(6)
[0047]
其中，rel
t
为所述网络可靠性数据；α、β、γ为针对网络可靠性的计算权重。
[0048]
在一个可能的实现方式中，所述根据所述拓扑结构数据中的链路带宽数据和链路光纤数据，计算资源利用率数据，包括：
[0049]
根据所述链路带宽数据，计算带宽利用率；其中，通过公式(7)计算所述带宽利用率：
[0050][0051]
为所述带宽利用率，为所述链路带宽数据中通信链路l
i，j
的剩余带宽，为所述链路带宽数据中通信链路l
i，j
的初始带宽；
[0052]
根据所述链路光纤数据，计算光纤占用率；其中，通过公式(8)计算所述光纤占用率：
[0053][0054]
为所述光纤占用率，为所述链路光纤数据中针对通信链路l
i，j
的未占用光纤的数量，为通信链路l
i，j
的总光纤数；
[0055]
通过公式(9)得到资源利用率数据：
[0056][0057]
其中，为通信链路l
i，j
的资源利用率数据，λ、μ为针对资源利用率的计算权重。
[0058]
根据本技术实施例的另一个方面，提供了一种otn高速率网络业务部署优化系统，所述系统包括孪生网络层，所述孪生网络层包括数据感知模块、模型构建模块和拓扑生成模块：
[0059]
所述数据感知模块，用于获取各时隙内物理网络的网络元数据及业务请求；
[0060]
所述模型构建模块，用于构建与所述业务请求对应的业务模型以及与所述网络元数据对应的拓扑模型；
[0061]
所述拓扑生成模块，用于确定与所述业务模型相匹配的包含通信站点及通信链路的拓扑结构；
[0062]
从所确定的拓扑结构中筛选出满足预设的拓扑优化条件的目标拓扑结构；
[0063]
将所述目标拓扑结构扩展到所述拓扑模型中，形成新的网络拓扑，使所述业务请求执行于所述新的网络拓扑。
[0064]
在一个可能的实现方式中，所述系统还包括物理设备层和业务需求层；
[0065]
所述物理设备层，连接于所述孪生网络层，用于在各时隙内上报物理网络的网络元数据及业务请求；
[0066]
所述业务需求层，连接于所述孪生网络层，用于为所述拓扑生成模块提供相应的拓扑优化条件。
[0067]
本技术实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
[0068]
本技术实施例提供的otn高速率网络业务部署优化方法，通过获取各时隙内物理网络的网络元数据及业务请求，构建与所述业务请求对应的业务模型以及与所述网络元数据对应的拓扑模型，继而确定与所述业务模型相匹配的包含通信站点及通信链路的拓扑结构，从所确定的拓扑结构中筛选出满足预设的拓扑优化条件的目标拓扑结构，从而将所述目标拓扑结构扩展到所述拓扑模型中，形成新的网络拓扑，使所述业务请求执行于所述新的网络拓扑，这样通过构建数字孪生网络层，实现数字孪生网络层与物理网络之间的数据关联，并在孪生网络层中实时构建业务模型和拓扑模型，并结合业务模型实现动态更新网络拓扑，能够映射到物理网络中执行，无需重新计算网络拓扑图，提高了数据处理效率，解
决了现有的otn调度方法不适用于大规模复杂的网络结构的技术问题，从而提高了调度过程中响应的及时性。
附图说明
[0069]
图1为本技术实施例提供的一种otn高速率网络业务部署优化方法的流程示意图；
[0070]
图2为本技术实施例提供的一种otn高速率网络业务部署优化系统的结构示意图。
具体实施方式
[0071]
下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0072]
实施例1：
[0073]
参见图1为本技术实施例提供的一种otn高速率网络业务部署优化方法的流程示意图，所述方法包括步骤s101至s105。
[0074]
s101、获取各时隙内物理网络的网络元数据及业务请求。
[0075]
需要说明的是，物理网络布设在物理设备层中，物理设备层由光通信设备组成，该物理设备层主要包括光线路终端(olt)、光网络单元(onu)和由光缆、光纤分配终端(fdt)、光配线架(odf)、光纤接入终端(fat)等配套设备组成的光分配网络(odn)。odn(光分配网)采用了一系列智能设备，包括智能fdt、智能odf、智能fat。与普通odn设备相比，智能odn实现端口状态信息的自动采集和上报、光纤id管理等功能。
[0076]
在本技术中，通过设置时隙模型，给定相邻时隙的周期为t，假设每个时隙内物理网络的状态保持不变。因此，在每个时隙中采集物理网络的网络元数据和业务请求，使得网络孪生体与物理网络之间的差异将更小，实现网络孪生体与物理网络的数据关联，继而实现网络孪生体能够精准还原物理网络的真实状态，捕获间隔更短，决策更准确，从而提高了拓扑生成的准确性。其中，网络元数据包括设备id、设备类型、设备上行连接的设备号、设备下行连接的设备号、设备运行状态、设备使用端口信息、设备空闲端口信息，但不限于此，并将该网络元数据存储在数据库中。
[0077]
具体的，本技术中的数据(包括网络元数据及业务请求)采集来源包括网络运行日志、电子标签等探测器。更具体的，通过网络操作日志获取资源利用率信息、通知消息、抖动和阻塞率等信息。以及，通过电子标签获取光纤在电缆中的顺序位置、光纤走线、连接到光纤上的接线模块等信息。并且，通过其他探测器获得光信噪比、调制格式、传输速率和系统损坏等信息。因此，在获得上述多源异构数据后，对上述数据进行数据融合处理，然后将数据存储到数据库中。
[0078]
s102、构建与所述业务请求对应的业务模型以及与所述网络元数据对应的拓扑模型。
[0079]
其中，业务模型和拓扑模型的模型构建周期与数据获取周期(即对应于时隙模型)相一致。业务模型反映了不同业务的指标需求，拓扑模型反映了光传输网络中通信站与光缆线路之间的连接关系。
[0080]
在本技术中，针对业务模型，若时隙t内获取到的业务需求集合为s
t
＝{s1，s2，...，sq，...，sn}，s
t
为业务需求集合s1，s2，...，sq，...，sn为业务需求。其中，将每个业务需求sq定义为一个四元组sq(vo，vd，bq，pq，vo和vd分别表示业务需求的开始节点和结束节点，bq表示根据业务类型设置的链路带宽需求。pq表示业务需求的优先级，其确定于根据业务的重要性。
[0081]
在一些实施例中，所述方法还包括：
[0082]
基于业务请求的属性数据对各时隙内获取到的业务请求进行优先级排序，所述属性数据包括用于表征业务请求的重要性数据；
[0083]
基于优先级排序结果和所述业务请求，构建业务模型。
[0084]
在本实施例中，当时隙内接收到一系列业务请求时，对业务进行优先级排序，以便在业务模型中更早地管理高优先级的业务，提高了业务处理的效率。
[0085]
在本技术中，针对拓扑模型，gs
t
是业务需求集合s
t
中链路带宽需求的网络拓扑结构。若时隙t的拓扑模型为g
t
＝(v
t
，e
t
)，其中v
t
为物理网络中通信站点的集合，e
t
为通信站点之间的通信链路的集合。定义通信站点为二元组，即其中为通信站点的度，为时隙t时通信站点的电压值。定义通信链路l
i，j
∈e
t
为三元组其中为通信链路l
i，j
的剩余带宽，为通信链路l
i，j
中未占用光纤的数量，表示通信链路l
i，j
中的业务集合负载的集合，为通信链路l
i，j
中的业务集合负载，其中n
i，j
为加载的业务数量。
[0086]
s103、确定与所述业务模型相匹配的包含通信站点及通信链路的拓扑结构。
[0087]
s104、从所确定的拓扑结构中筛选出满足预设的拓扑优化条件的目标拓扑结构。
[0088]
在本技术中，拓扑优化条件用于指示包含网络运维成本、网络可靠性以及资源利用率的需求指标。
[0089]
s105、将所述目标拓扑结构扩展到所述拓扑模型中，形成新的网络拓扑，使所述业务请求执行于所述新的网络拓扑。
[0090]
本实施例提供的otn高速率网络业务部署优化方法，通过获取各时隙内物理网络的网络元数据及业务请求，构建与所述业务请求对应的业务模型以及与所述网络元数据对应的拓扑模型，继而确定与所述业务模型相匹配的包含通信站点及通信链路的拓扑结构，从所确定的拓扑结构中筛选出满足预设的拓扑优化条件的目标拓扑结构，从而将所述目标拓扑结构扩展到所述拓扑模型中，形成新的网络拓扑，使所述业务请求执行于所述新的网络拓扑，这样通过构建数字孪生网络层，实现数字孪生网络层与物理网络之间的数据关联，并在孪生网络层中实时构建业务模型和拓扑模型，并结合业务模型实现动态更新网络拓扑，能够映射到物理网络中执行，无需重新计算网络拓扑图，提高了数据处理效率，解决了现有的otn调度方法不适用于大规模复杂的网络结构的技术问题，从而提高了调度过程中响应的及时性。
[0091]
在一些实施例中，所述从所确定的拓扑结构中筛选出满足预设的拓扑优化条件的目标拓扑结构，包括：
[0092]
获取网络资源数据以及所确定的拓扑结构对应的拓扑结构数据；
[0093]
确定与所述网络资源数据对应的网络拓扑策略，并根据所述拓扑结构数据中的站点运维数据和链路运维数据，计算各所述网络拓扑策略所对应的网络运维数据；
[0094]
根据所述拓扑结构数据中的站点度数和站点电压，计算在构成环形时各站点的配置数据，使基于所述配置数据确定网络可靠性数据；
[0095]
根据所述拓扑结构数据中的链路带宽数据和链路光纤数据，计算资源利用率数据；
[0096]
在判断到满足至少一种拓扑优化条件时，筛选出相应的目标拓扑结构；其中，所述拓扑优化条件包括所述网络运维数据小于预设的最大网络运维成本、所述网络可靠性数据大于预设的最小稳定性阈值以及所述资源利用率数据小于预设的最大利用率阈值。
[0097]
在一实施例中，拓扑优化条件还包括待形成的网络拓扑达到预设的针对业务链路拓扑的理论要求，以及待形成的网络拓扑满足预设的连通图条件。
[0098]
具体的，拓扑优化条件表示为：
[0099]
op：min cost
t
[0100]
c1：cost
t
＜cost
max
[0101]
c2：
[0102]
c3：rel
t
＞rel
min
[0103]
c4：
[0104]
c5：
[0105]
其中，min cost
t
为最小化网络运维数据。条件c1表示网络运维数据(即网络运维成本)cost
t
小于最大网络运维成本cost
max
。为判断待形成的网络拓扑是否满足业务链路拓扑的理论最小要求的变量，并在满足时也就是说，条件c2表示待形成的网络拓扑达到预设的针对业务链路拓扑的理论要求。条件c3表示网络可靠性数据rel
t
不低于最小稳定性阈值rel
min
。条件c4表示资源利用率数据不高于最大利用率阈值ru
max
。表示图连通性的判断变量，即在网络拓扑为连通图时，也就是说，条件c5表示待形成的网络拓扑满足连通图条件。
[0106]
在一些实施例中，所述确定与所述网络资源数据对应的网络拓扑策略，包括：
[0107]
针对通信链路，判断所述网络资源数据是否达到饱和条件；若是，则选取光纤增加策略；否则，选取光纤调整策略；其中，所述光纤增加策略用以指示在所选择的通信链路上增加光纤资源，所述光纤调整策略用以指示将光线资源分配到经过同一通信站点的不同通信链路上；
[0108]
将针对通信链路的光纤增加策略及光纤调整策略中的一种，以及针对通信站点的站点选取策略组织成网络拓扑策略。
[0109]
在本实施例中，针对通信链路，网络资源数据包括带宽资源、光纤资源等。判断网络资源是否饱和，若不饱和则选择光纤调整策略(跳纤)，在执行的时候计算成本，选择成本最小方案进行资源分配，计算过程为迭代。其中，针对光纤调整策略，将光纤资源分配到经
过同一站的不同链路上，使经过该站的业务带宽需求能够匹配，成本可以忽略不计。若饱和，则选择光纤增加策略，同样是选择成本最小的方案执行。其中，针对光纤增加策略，若表示光纤增加策略的参数为当选择通信链路e
o，n
时，否则通信链路e
o，n
的链路运维成本为ce
o，n
。
[0110]
针对通信站点的站点选取策略，若表示站点选取策略的参数为当选择通信站点v
o，m
时，否则通信站点v
o，m
的站点运维成本为cv
o，m
。
[0111]
在一些实施例中，所述根据所述拓扑结构数据中的站点运维数据和链路运维数据，计算各所述网络拓扑策略所对应的网络运维数据，包括：
[0112]
通过公式(1)计算所述网络运维数据：
[0113][0114]
其中，cost
t
为所述网络运维数据，t为时隙，为所述拓扑结构数据中的通信站点的数量，为当选取第m个通信站点v
o，m
时对应的站点选取策略的参数，cv
o，m
为所述站点运维数据中通信站点v
o，n
的站点运维成本，为所述拓扑结构数据中的通信链路的数量，为当选取第n个通信链路e
o，n
时对应的光纤增加策略的参数，ce
o，n
为所述站点运维数据中通信链路e
o，n
的链路运维成本。
[0115]
因此，在本实施例中通过针对通信站点和通信链路的选择，确定网络拓扑策略，充分考虑了为通信站点和通信链路的损耗和维护成本，降低了新网络拓扑的运维成本，提高了拓扑优化效果。
[0116]
在一些实施例中，所述配置数据包括在构成环形时各站点的比率、环度及电压；所述根据所述拓扑结构数据中的站点度数和站点电压，计算在构成环形时各站点的配置数据，使基于所述配置数据确定网络可靠性数据，包括：
[0117]
将所述站点度数和所述站点电压进行归一化处理；
[0118]
基于所述通信站点的站点选取策略，确定在构成环形时各站点的比率；
[0119]
基于归一化处理后的站点度数，确定在构成环形时各站点的环度；
[0120]
基于归一化处理后的站点电压，确定在构成环形时各站点的电压；
[0121]
将在构成环形时各站点的比率、环度及电压进行加权计算，得到网络可靠性数据。
[0122]
在一些实施例中，所述方法还包括：
[0123]
通过公式(2)计算在构成环形时各站点的比率：
[0124]
[0125]
其中，pl
t
为在构成环形时各站点的比率，表示新增拓扑的节点数量，表示第i个通信站点是否在同一个环的参量；
[0126]
通过公式(3)计算所述新增拓扑的节点数量：
[0127][0128]
其中，|v
t
|表示通信站点的数量；
[0129]
通过公式(4)计算在构成环形时各站点的环度：
[0130][0131]
其中，pd
t
为在构成环形时各站点的环度，为第i个通信站点的站点度数；
[0132]
通过公式(5)计算在构成环形时各站点的电压：
[0133][0134]
其中，pv
t
为在构成环形时各站点的电压，为第i个通信站点的站点电压；
[0135]
通过公式(6)计算所述网络可靠性数据：
[0136]
rel
t
＝α
×
pl
t
+β
×
pd
t
+γ
×
pv
t
ꢀꢀꢀ
(6)
[0137]
其中，rel
t
为所述网络可靠性数据；α、β、γ为针对网络可靠性的计算权重，α+β+γ＝1。
[0138]
因此，在本实施例中通过构成环形时各站点的比率、环度和电压三个方面综合评价网络可靠性，提高了对网络可靠性指标的全面性和准确性，提高了更新网络拓扑的准确度，利于满足业务需求，以及提高了所更新的网络拓扑的稳定性，适用于大规模复杂的网络结构。
[0139]
在一些实施例中，将站点度数和站点电压归一化，并映射到与环形站点比例相同的维度，所述方法还包括：
[0140]
通过公式(10)对站点度数进行归一化处理：
[0141][0142]
其中，为第i个通信站点的站点度数，为站点度数的最大值，为站点度数的最小值；
[0143]
通过公式(11)对站点电压进行归一化处理：
[0144][0145]
其中，为第i个通信站点的站点电压，为站点电压的最大值，为站点电压的最小值。
[0146]
在一些实施例中，所述根据所述拓扑结构数据中的链路带宽数据和链路光纤数据，计算资源利用率数据，包括：
[0147]
根据所述链路带宽数据，计算带宽利用率；其中，通过公式(7)计算所述带宽利用率：
[0148][0149]
为所述带宽利用率，为所述链路带宽数据中通信链路l
i，j
的剩余带宽，为所述链路带宽数据中通信链路l
i，j
的初始带宽；
[0150]
根据所述链路光纤数据，计算光纤占用率；其中，通过公式(8)计算所述光纤占用率：
[0151][0152]
为所述光纤占用率，为所述链路光纤数据中针对通信链路l
i，j
的未占用光纤的数量，为通信链路l
i，j
的总光纤数；
[0153]
通过公式(9)得到资源利用率数据：
[0154][0155]
其中，为通信链路l
i，j
的资源利用率数据，λ、μ为针对资源利用率的计算权重，λ+μ＝1。
[0156]
因此，在本实施例中通过带宽利用率和光纤占用率评价资源利用程度，提高了对资源利用率指标的全面性和准确性，提高了更新网络拓扑的准确度，以及提高了所更新的网络拓扑的资源利用性。
[0157]
实施例2：
[0158]
参见图2为本技术实施例提供的一种otn高速率网络业务部署优化系统的结构示意图，所述系统2包括孪生网络层21，所述孪生网络层21包括数据感知模块211、模型构建模块212和拓扑生成模块213：
[0159]
所述数据感知模块211，用于获取各时隙内物理网络的网络元数据及业务请求；
[0160]
所述模型构建模块212，用于构建与所述业务请求对应的业务模型以及与所述网络元数据对应的拓扑模型；
[0161]
所述拓扑生成模块213，用于确定与所述业务模型相匹配的包含通信站点及通信链路的拓扑结构；
[0162]
从所确定的拓扑结构中筛选出满足预设的拓扑优化条件的目标拓扑结构；
[0163]
将所述目标拓扑结构扩展到所述拓扑模型中，形成新的网络拓扑，使所述业务请求执行于所述新的网络拓扑。
[0164]
在一些实施例中，所述系统2还包括物理设备层22和业务需求层23；
[0165]
所述物理设备层22，连接于所述孪生网络层21，用于在各时隙内上报物理网络的网络元数据及业务请求；
[0166]
所述业务需求层23，连接于所述孪生网络层21，用于为所述拓扑生成模块提供相应的拓扑优化条件。
[0167]
在一些实施例中，拓扑生成模块，还用于：
[0168]
基于业务请求的属性数据对各时隙内获取到的业务请求进行优先级排序，所述属性数据包括用于表征业务请求的重要性数据；
[0169]
基于优先级排序结果和所述业务请求，构建业务模型。
[0170]
在一些实施例中，拓扑生成模块，还用于：
[0171]
获取网络资源数据以及所确定的拓扑结构对应的拓扑结构数据；
[0172]
确定与所述网络资源数据对应的网络拓扑策略，并根据所述拓扑结构数据中的站点运维数据和链路运维数据，计算各所述网络拓扑策略所对应的网络运维数据；
[0173]
根据所述拓扑结构数据中的站点度数和站点电压，计算在构成环形时各站点的配置数据，使基于所述配置数据确定网络可靠性数据；
[0174]
根据所述拓扑结构数据中的链路带宽数据和链路光纤数据，计算资源利用率数据；
[0175]
在判断到满足至少一种拓扑优化条件时，筛选出相应的目标拓扑结构；其中，所述拓扑优化条件包括所述网络运维数据小于预设的最大网络运维成本、所述网络可靠性数据大于预设的最小稳定性阈值以及所述资源利用率数据小于预设的最大利用率阈值。
[0176]
在一些实施例中，拓扑生成模块，还用于：
[0177]
针对通信链路，判断所述网络资源数据是否达到饱和条件；若是，则选取光纤增加策略；否则，选取光纤调整策略；其中，所述光纤增加策略用以指示在所选择的通信链路上增加光纤资源，所述光纤调整策略用以指示将光线资源分配到经过同一通信站点的不同通信链路上；
[0178]
将针对通信链路的光纤增加策略及光纤调整策略中的一种，以及针对通信站点的站点选取策略组织成网络拓扑策略。
[0179]
在一些实施例中，拓扑生成模块，还用于：
[0180]
通过公式(1)计算所述网络运维数据：
[0181][0182]
其中，cost
t
为所述网络运维数据，t为时隙，为所述拓扑结构数据中的通信站点的数量，为当选取第m个通信站点v
o，m
时对应的站点选取策略的参数，cv
o，m
为所述站点运维数据中通信站点v
o，m
的站点运维成本，为所述拓扑结构数据中的通信链路的数量，为当选取第n个通信链路e
o，n
时对应的光纤增加策略的参数，ce
o，n
为所述站点运维数据中通信链路e
o，n
的链路运维成本。
[0183]
在一些实施例中，拓扑生成模块，还用于：
[0184]
将所述站点度数和所述站点电压进行归一化处理；
[0185]
基于所述通信站点的站点选取策略，确定在构成环形时各站点的比率；
[0186]
基于归一化处理后的站点度数，确定在构成环形时各站点的环度；
[0187]
基于归一化处理后的站点电压，确定在构成环形时各站点的电压；
[0188]
将在构成环形时各站点的比率、环度及电压进行加权计算，得到网络可靠性数据。
[0189]
在一些实施例中，拓扑生成模块，还用于：
[0190]
通过公式(2)计算在构成环形时各站点的比率：
[0191][0192]
其中，pl
t
为在构成环形时各站点的比率，表示新增拓扑的节点数量，表示第i个通信站点是否在同一个环的参量；
[0193]
通过公式(3)计算所述新增拓扑的节点数量：
[0194][0195]
其中，|v
t
|表示通信站点的数量；
[0196]
通过公式(4)计算在构成环形时各站点的环度：
[0197][0198]
其中，pd
t
为在构成环形时各站点的环度，为第i个通信站点的站点度数；
[0199]
通过公式(5)计算在构成环形时各站点的电压：
[0200][0201]
其中，pv
t
为在构成环形时各站点的电压，为第i个通信站点的站点电压；
[0202]
通过公式(6)计算所述网络可靠性数据：
[0203]
rel
t
＝α
×
pl
t
+β
×
pd
t
+γ
×
pv
t
ꢀꢀꢀꢀꢀ
(6)
[0204]
其中，rel
t
为所述网络可靠性数据；α、β、γ为针对网络可靠性的计算权重。
[0205]
在一些实施例中，拓扑生成模块，还用于：
[0206]
根据所述链路带宽数据，计算带宽利用率；其中，通过公式(7)计算所述带宽利用率：
[0207][0208]
为所述带宽利用率，为所述链路带宽数据中通信链路l
i，j
的剩余带宽，为所述链路带宽数据中通信链路l
i，j
的初始带宽；
[0209]
根据所述链路光纤数据，计算光纤占用率；其中，通过公式(8)计算所述光纤占用率：
[0210][0211]
为所述光纤占用率，为所述链路光纤数据中针对通信链路l
i，j
的未占用光纤的数量，为通信链路l
i，j
的总光纤数；
[0212]
通过公式(9)得到资源利用率数据：
[0213][0214]
其中，为通信链路l
i，j
的资源利用率数据，λ、μ为针对资源利用率的计算权重。
[0215]
本技术实施例的系统可执行本技术实施例所提供的方法，其实现原理相类似，本技术各实施例的系统中的各模块所执行的动作是与本技术各实施例的方法中的步骤相对应的，对于系统的各模块的详细功能描述具体可以参见前文中所示的对应方法中的描述，此处不再赘述。
[0216]
在本发明的实施例的描述中，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
[0217]
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以
理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：
1.一种otn高速率网络业务部署优化方法，其特征在于，包括：获取各时隙内物理网络的网络元数据及业务请求；构建与所述业务请求对应的业务模型以及与所述网络元数据对应的拓扑模型；确定与所述业务模型相匹配的包含通信站点及通信链路的拓扑结构；从所确定的拓扑结构中筛选出满足预设的拓扑优化条件的目标拓扑结构；将所述目标拓扑结构扩展到所述拓扑模型中，形成新的网络拓扑，使所述业务请求执行于所述新的网络拓扑。2.根据权利要求1所述的otn高速率网络业务部署优化方法，其特征在于，所述方法还包括：基于业务请求的属性数据对各时隙内获取到的业务请求进行优先级排序，所述属性数据包括用于表征业务请求的重要性数据；基于优先级排序结果和所述业务请求，构建业务模型。3.根据权利要求1所述的otn高速率网络业务部署优化方法，其特征在于，所述从所确定的拓扑结构中筛选出满足预设的拓扑优化条件的目标拓扑结构，包括：获取网络资源数据以及所确定的拓扑结构对应的拓扑结构数据；确定与所述网络资源数据对应的网络拓扑策略，并根据所述拓扑结构数据中的站点运维数据和链路运维数据，计算各所述网络拓扑策略所对应的网络运维数据；根据所述拓扑结构数据中的站点度数和站点电压，计算在构成环形时各站点的配置数据，使基于所述配置数据确定网络可靠性数据；根据所述拓扑结构数据中的链路带宽数据和链路光纤数据，计算资源利用率数据；在判断到满足至少一种拓扑优化条件时，筛选出相应的目标拓扑结构；其中，所述拓扑优化条件包括所述网络运维数据小于预设的最大网络运维成本、所述网络可靠性数据大于预设的最小稳定性阈值以及所述资源利用率数据小于预设的最大利用率阈值。4.根据权利要求3所述的otn高速率网络业务部署优化方法，其特征在于，所述确定与所述网络资源数据对应的网络拓扑策略，包括：针对通信链路，判断所述网络资源数据是否达到饱和条件；若是，则选取光纤增加策略；否则，选取光纤调整策略；其中，所述光纤增加策略用以指示在所选择的通信链路上增加光纤资源，所述光纤调整策略用以指示将光线资源分配到经过同一通信站点的不同通信链路上；将针对通信链路的光纤增加策略及光纤调整策略中的一种，以及针对通信站点的站点选取策略组织成网络拓扑策略。5.根据权利要求4所述的otn高速率网络业务部署优化方法，其特征在于，所述根据所述拓扑结构数据中的站点运维数据和链路运维数据，计算各所述网络拓扑策略所对应的网络运维数据，包括：通过公式(1)计算所述网络运维数据：
其中，cost
t
为所述网络运维数据，t为时隙，为所述拓扑结构数据中的通信站点的数量，为当选取第m个通信站点v
o，m
时对应的站点选取策略的参数，cv
o，m
为所述站点运维数据中通信站点v
o，m
的站点运维成本，为所述拓扑结构数据中的通信链路的数量，为当选取第n个通信链路e
o，n
时对应的光纤增加策略的参数，ce
o，n
为所述站点运维数据中通信链路e
o，n
的链路运维成本。6.根据权利要求5所述的otn高速率网络业务部署优化方法，其特征在于，所述配置数据包括在构成环形时各站点的比率、环度及电压；所述根据所述拓扑结构数据中的站点度数和站点电压，计算在构成环形时各站点的配置数据，使基于所述配置数据确定网络可靠性数据，包括：将所述站点度数和所述站点电压进行归一化处理；基于所述通信站点的站点选取策略，确定在构成环形时各站点的比率；基于归一化处理后的站点度数，确定在构成环形时各站点的环度；基于归一化处理后的站点电压，确定在构成环形时各站点的电压；将在构成环形时各站点的比率、环度及电压进行加权计算，得到网络可靠性数据。7.根据权利要求6所述的otn高速率网络业务部署优化方法，其特征在于，所述方法还包括：通过公式(2)计算在构成环形时各站点的比率：其中，pl
t
为在构成环形时各站点的比率，表示新增拓扑的节点数量，表示第i个通信站点是否在同一个环的参量；通过公式(3)计算所述新增拓扑的节点数量：其中，|v
t
|表示通信站点的数量；通过公式(4)计算在构成环形时各站点的环度：其中，pd
t
为在构成环形时各站点的环度，为第i个通信站点的站点度数；通过公式(5)计算在构成环形时各站点的电压：
其中，pv
t
为在构成环形时各站点的电压，为第i个通信站点的站点电压；通过公式(6)计算所述网络可靠性数据：rel
t
＝α
×
pl
t
+β
×
pd
t
+γ
×
pv
t
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(6)其中，rel
t
为所述网络可靠性数据；α、β、γ为针对网络可靠性的计算权重。8.根据权利要求7所述的otn高速率网络业务部署优化方法，其特征在于，所述根据所述拓扑结构数据中的链路带宽数据和链路光纤数据，计算资源利用率数据，包括：根据所述链路带宽数据，计算带宽利用率；其中，通过公式(7)计算所述带宽利用率：根据所述链路带宽数据，计算带宽利用率；其中，通过公式(7)计算所述带宽利用率：为所述带宽利用率，为所述链路带宽数据中通信链路l
i，j
的剩余带宽，为所述链路带宽数据中通信链路l
i，j
的初始带宽；根据所述链路光纤数据，计算光纤占用率；其中，通过公式(8)计算所述光纤占用率：根据所述链路光纤数据，计算光纤占用率；其中，通过公式(8)计算所述光纤占用率：为所述光纤占用率，为所述链路光纤数据中针对通信链路l
i，j
的未占用光纤的数量，为通信链路l
i，j
的总光纤数；通过公式(9)得到资源利用率数据：其中，为通信链路l
i，j
的资源利用率数据，λ、μ为针对资源利用率的计算权重。9.一种otn高速率网络业务部署优化系统，其特征在于，所述系统包括孪生网络层，所述孪生网络层包括数据感知模块、模型构建模块和拓扑生成模块：所述数据感知模块，用于获取各时隙内物理网络的网络元数据及业务请求；所述模型构建模块，用于构建与所述业务请求对应的业务模型以及与所述网络元数据对应的拓扑模型；所述拓扑生成模块，用于确定与所述业务模型相匹配的包含通信站点及通信链路的拓扑结构；从所确定的拓扑结构中筛选出满足预设的拓扑优化条件的目标拓扑结构；将所述目标拓扑结构扩展到所述拓扑模型中，形成新的网络拓扑，使所述业务请求执行于所述新的网络拓扑。10.根据权利要求9所述的otn高速率网络业务部署优化系统，其特征在于，所述系统还
包括物理设备层和业务需求层；所述物理设备层，连接于所述孪生网络层，用于在各时隙内上报物理网络的网络元数据及业务请求；所述业务需求层，连接于所述孪生网络层，用于为所述拓扑生成模块提供相应的拓扑优化条件。

技术总结
本发明提供了一种OTN高速率网络业务部署优化方法及系统，涉及电力系统领域。该方法包括：获取各时隙内物理网络的网络元数据及业务请求；构建与所述业务请求对应的业务模型以及与所述网络元数据对应的拓扑模型；确定与所述业务模型相匹配的包含通信站点及通信链路的拓扑结构；从所确定的拓扑结构中筛选出满足预设的拓扑优化条件的目标拓扑结构；将所述目标拓扑结构扩展到所述拓扑模型中，形成新的网络拓扑，使所述业务请求执行于所述新的网络拓扑。本发明解决了现有的OTN调度方法不适用于大规模复杂的网络结构的技术问题。大规模复杂的网络结构的技术问题。大规模复杂的网络结构的技术问题。


技术研发人员：董武 刘晴 刘康 龙姣 刘旭 汤玮 王涛 彭迪栎 郑元伟 李由 周倩 彭琳钰 张光辉 石际 晏彬洋 潘祯 熊铖 贺天才
受保护的技术使用者：贵州电网有限责任公司
技术研发日：2023.08.03
技术公布日：2023/10/15