[發明專利]一種支持大容量電力數據傳輸的軟件定義奈奎斯特系統及方法

在審

• 申請號: 201710046598.1
• 申請日: 2017-01-22
• 公開（公告）號: CN106713139A
• 公開（公告）日: 2017-05-24
• 發明（設計）人: 梁凱;張艷萍;易丹;趙宏昊;孟凡博
• 申請（專利權）人: 國網遼寧省電力有限公司鞍山供電公司;國網遼寧省電力有限公司;國家電網公司
• 主分類號: H04L12/721
• 分類號: H04L12/721;H04L12/911
• 代理公司: 鞍山嘉訊科技專利事務所21224
• 代理人: 張群

技術領域

本發明屬于通信技術領域，尤其涉及一種支持大容量電力數據傳輸的軟件定義奈奎斯特系統及方法。

背景技術

軟件定義網絡(SDN)支持統一控制和靈活管理電力業務，進一步提高電力行業的數據傳輸效率和降低成本，實現可編程化軟件控制。另一方面，奈奎斯特超級信道符合大容量電力數據超高速傳輸的發展趨勢，是下一代(Tb/s量級)高速電力數據傳輸服務的可靠選擇。

但是，目前對于支持大容量電力數據傳輸的軟件定義奈奎斯特系統的研究比較少，特別針對該系統下電力數據流的路由，以及調制格式和頻隙分配方法的研究仍是空白。

發明內容

針對該項技術相關研究的空白，本發明提供一種支持大容量電力數據傳輸的軟件定義奈奎斯特系統及方法。

為了達到上述目的，本發明采用以下技術方案實現：

一種支持大容量電力數據傳輸的軟件定義奈奎斯特系統，包括客戶終端、一個集中式控制器和多個支持OpenFlow協議的、帶有波長選擇開關的交換機以及交換機之間支持奈奎斯特超級信道數據傳輸的鏈路；

所述的集中式控制器采用的是NOX；采用OpenvSwitch，結合KVM虛擬化平臺生成多個支持OpenFlow協議的虛擬交換機；

所述的集中式控制器與多個支持OpenFlow協議的、帶有波長選擇開關的交換機建立連接關系，向各交換機發送消息要求，各交換機向其發送他們各自的物理特征和功能信息，對各交換機的屬性進行設置并刪除所有的流表項，根據交換機收集的鏈路信息，獲取整個網絡的拓撲以及鏈路上各個頻隙的狀態(占用或空閑)，根據用戶請求信息、網絡拓撲及鏈路頻隙狀態，通過OpenFlow協議為每條數據流建立路徑，并為此路徑分配恰當的數據調制格式以及連續頻隙，實現每條數據流在軟件定義奈奎斯特超級信道中的路由，以及調制格式和頻譜的分配；

所述的交換機與集中式控制器建立連接關系，將其物理特征和功能信息發送給集中式控制器，根據鏈路層發現協議將鏈路信息發送給集中式控制器，將用戶的請求信息發送給集中式控制器；

所述交換機之間支持奈奎斯特超級信道數據傳輸的鏈路具有N個連續的頻隙，每個頻隙處于占用或空閑狀態。

一種支持大容量電力數據傳輸的軟件定義奈奎斯特系統方法，所述的方法為支持大容量電力數據傳輸的軟件定義奈奎斯特系統中的數據流路由以及調制格式和頻譜的分配方法，包括以下步驟：

步驟一、集中式控制器與各支持OpenFlow協議的、帶有波長選擇開關的交換機之間協商雙方支持的OpenFlow協議版本，以建立連接關系；

步驟二、集中式控制器向各交換機發送消息要求各交換機向其發送他們各自的物理特征和功能信息；

步驟三、各交換機響應集中式控制器要求，向集中式控制器他們各自的物理特征和功能信息；

步驟四、集中式控制器對各交換機的屬性進行設置；

步驟五、各交換機根據鏈路層發現協議將鏈路信息發送給集中式控制器；

步驟六、根據交換機收集的鏈路信息，集中式控制器獲取整個網絡拓撲和鏈路頻隙狀態信息；

步驟七、第一個收到用戶請求信息的交換機將其收到的用戶請求信息發送給集中式控制器；

步驟八、集中式控制器根據用戶請求信息、網絡拓撲，以及鏈路頻隙狀態信息，以鏈路長度為權重，計算出K條備選最短路徑；并根據路徑長度為K條備選路徑分配各自的數據調制格式，從而完成它們的連續頻隙分配；從K條備選路徑中選擇一條最佳路徑，通過OpenFlow協議為用戶請求建立該條路徑，并分配相應的數據調制格式和連續頻隙；

進一步，在OpenFlow協議的Flow Mod消息中添加選取的路徑、出入端口、中心頻率、頻譜寬度和調制格式等信息，與步驟8所述的最佳路徑上的交換機進行流表項匹配。

所述步驟八中最佳路徑的判據為：最佳路徑的頻譜分配結果能夠保證占用頻隙數最少、且使最大占用頻隙號最小。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：

本發明將軟件定義網絡和奈奎斯特超級信道技術相結合，并有效應用于大容量電力數據傳輸中。又針對支持大容量電力數據傳輸的軟件定義奈奎斯特系統，提出一種數據流路由，以及調制格式和頻譜的分配方法，由此，以較短的控制器處理延遲，減少了占用的頻隙總數、從而提高了大容量電力數據傳輸頻譜資源的利用率。

附圖說明

圖1為本發明的支持大容量電力數據傳輸的軟件定義奈奎斯特系統的網絡拓撲實施例示意圖；