一种规划电力通信网ONU的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种规划电力通信网ONU的方法及装置。方法包括：以评价服务质量的参数为限制条件确定电力光纤到终端网络中的传感器节点的分组数；在每一个分组中设置接收所述传感器节点发送的数据包的ONU节点；所述ONU节点将接收该分组内所述传感器节点发送的数据包通过光纤电线复合缆传输至光网络局端设备。本发明专利技术通过将传感器设备分为若干组，每组配置一个ONU节点作为汇聚节点，汇聚本组内传感器节点的数据信息，实现了每组内的传感器共享网络的带宽资源，降低传感器数据传输时发生冲突的概率，能够提高电力光纤到终端网络的服务质量，通过设置分组内ONU节点的位置。

【技术实现步骤摘要】
一种规划电力通信网ONU的方法及装置
本专利技术涉及电网和通信
，具体涉及一种规划电力通信网ONU的方法及装置。
技术介绍
随着新能源的发展应用，出现了大量的分布式能源，如分布式光伏电站以及分布式风机。为了支持这些分布式能源接入电网，承载电力调度业务的电力通信网需要向分布式电站延伸，电力通信网需进行较大规模的扩张。目前采用电力光纤到终端，将光纤随低压线路敷设，实现到表到户到风机，配合EPON(Ethernetpassiveopticalnetwork)等无源光网络技术，具体是将终端侧的传感器设备分为若干组，每组配置一个ONU设备作为汇聚节点，汇聚本组内传感器节点的数据信息，实现用电信息采集、智能用电双向交互等电力业务。但是现有技术中，ONU设备的数目和位置没有得到很好的规划，ONU设备数目过多造成冗余，过少影响网络服务质量；ONU设备规划的位置也不合理，导致ONU设备与组内特定传感器设备的距离较远，降低了ONU设备与传感器设备之间数据传输的可靠性。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本专利技术提供一种规划电力通信网ONU(OpticalNetworkUnit)的方法及装置，通过对ONU节点的数目和位置进行规划，实现提高无线传感器网络的服务质量和ONU设备与传感器设备之间数据传输的可靠性，以及降低无线传感器网络中ONU节点通信能耗。为实现上述目的，本专利技术提供以下技术方案：一方面，本专利技术提供了一种规划电力通信网ONU的方法，包括：以评价服务质量的参数为限制条件确定电力光纤到终端网络中的传感器节点的分组数；在每一个分组中设置接收所述传感器节点发送的数据包的ONU节点；所述ONU节点将接收该分组内所述传感器节点发送的数据包通过光纤电线复合缆传输至光网络局端设备。进一步的，所述评价服务质量的参数包括：数据包的时延、数据包的差错率和数据包的丢包率。进一步的，根据所述评价服务质量的参数，采用以下步骤确定传感器节点的分组数：计算传感器节点发送数据包时的时延，根据所述时延确定传感器节点分组数的第一最小值；计算传输信道中数据包的差错率和丢包率，根据所述差错率和所述丢包率确定传感器节点分组数的第二最小值；所述第一最小值与所述第二最小值中最大值为传感器节点的分组数。进一步的，计算传感器节点发送数据包时的时延根据所述时延确定传感器节点分组数的第一最小值的步骤，包括：计算传感器节点发送数据包时的时延T的最大值Tmax，采用下式计算：根据传感器节点发送数据包时的时延T的最大值Tmax小于等于传输网络所容忍的最大时延T*，则传感器节点分组数的第一最小值N1为：其中，为数据包的平均服务时间，ρ为传感器节点的队列中至少有一个数据包可以发送的概率，为服务时间的均方值，λmax为传感器节点所能容忍的最大的数据包到达传感器节点发送队列的速率，p为传感器节点发送数据包的概率，Ts为数据包完成一次传输的时隙间隔，M为N个分组中传感器节点的总个数。进一步的，计算传感器节点发送数据包时的差错率和丢包率根据所述差错率和所述丢包率确定传感器节点分组数的第二最小值N2，包括：采用下式传感器节点分组数的第二最小值N2：其中，Q-1为标准正态分布的右尾函数的反函数，Pe*为传输网络所容忍的最大差错率，L为数据包的长度，φ为发射功率，σ2为噪声功率，α为路径损耗指数，O*为传输网络所容忍的最大丢包率，ζ为Zeta函数。进一步的，所述在每一个分组中设置接收所述传感器节点发送的数据包的ONU节点的步骤，包括：建立设置ONU节点位置的规划模型；采用禁忌搜索算法对所述规划模型中的初始解进行迭代，获取满足终止所述禁忌搜索算法的初始解；其中，终止禁忌搜索算法的初始解中包括：ONU节点在分组中的位置的数据。进一步的，所述规划模型的数学表达式为：其中，F为规划模型，E为N个分组内ONU节点的总能耗，M为N个分组中传感器节点的总个数；cn,m表示ONU节点n是否为传感器节点m的汇聚节点，cn,m＝1表示传感器节点m在ONU节点n的汇聚范围内，cn,m＝0传感器节点m在ONU节点n的汇聚范围之外，dn,m为传感器节点坐标(xm，ym)与ONU节点坐标(Xn，Yn)之间的通信距离，n＝1,2,...N，m＝1,2,...M；ψ为每个分组内传感器节点的数目波动幅度，且0＜ψ＜1。进一步的，采用禁忌搜索算法对所述规划模型中的初始解进行迭代满足终止所述禁忌搜索算法的解为所述ONU节点在分组中的位置，包括：采用禁忌搜索算法对规划模型F中的总能耗E进行迭代，以获取总能耗E的最小值，所述总能耗E的最小值所对应的通信距离dn,m，即为ONU节点在分组中的位置。另一方面，本专利技术还提供了一种规划电力通信网ONU的装置，包括：分组单元，用于以评价服务质量的参数为限制条件确定电力光纤到终端网络中的传感器节点的分组数；设置单元，用于在每一个分组中设置接收所述传感器节点发送的数据包的ONU节点；所述ONU节点将接收该分组内所述传感器节点发送的数据包通过光纤电线复合缆传输至光网络局端设备。进一步的，所述分组单元，包括：第一计算模块，用于计算传感器节点发送数据包时的时延，根据所述时延确定传感器节点分组数的第一最小值；第二计算模块，用于计算传输信道中数据包的差错率和丢包率，根据所述差错率和所述丢包率确定传感器节点分组数的第二最小值；判断模块，用于判断所述第一最小值与所述第二最小值中最大值为传感器节点的分组数。由上述技术方案可知，本专利技术所述的一种规划电力通信网ONU的方法及装置，通过将传感器节点分为若干组，每组配置一个ONU节点作为汇聚节点，合理规划了ONU节点的数目，提高网络服务质量并克服ONU设备的冗余；优化规划了ONU节点的位置，提高ONU设备与传感器设备之间数据传输的可靠性，降低了ONU节点的设备的通信能耗。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例提供的一种规划电力通信网ONU的方法的流程示意图；图2是本专利技术实施例提供的一种规划电力通信网ONU的方法中步骤S101的一种具体实施方式的流程示意图；图3是本专利技术实施例提供的一种规划电力通信网ONU的方法中步骤S102的一种具体实施方式的流程示意图；图4是本专利技术实施例提供的一种规划电力通信网ONU的方法中禁忌搜索算法的流程图；图5是本专利技术实施例提供的一种规划电力通信网ONU的方法中ONU节点数量、T*和传感器节点数量的曲线图；图6是本专利技术实施例提供的一种规划电力通信网ONU的方法中ONU节点数量、Pe*和O*的曲线图；图7是本专利技术实施例提供的一种规划电力通信网ONU的方法中ONU节点的规划位置示意图；图8是本专利技术实施例提供的一种规划电力通信网ONU的方法中规划位置前后的网络能耗图；图9是本专利技术提供的一种规划电力通信网ONU的装置的结构示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种规划电力通信网ONU的方法，其特征在于，所述方法包括：以评价服务质量的参数为限制条件确定电力光纤到户网络中的传感器节点的分组数；在每一个分组中设置接收所述传感器节点发送的数据包的ONU节点；所述ONU节点将接收该分组内所述传感器节点发送的数据包通过光纤电线复合缆传输至光网络局端设备。

【技术特征摘要】
1.一种规划电力通信网ONU的方法，其特征在于，所述方法包括：以评价服务质量的参数为限制条件确定电力光纤到户网络中的传感器节点的分组数；在每一个分组中设置接收所述传感器节点发送的数据包的ONU节点；所述ONU节点将接收该分组内所述传感器节点发送的数据包通过光纤电线复合缆传输至光网络局端设备。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述评价服务质量的参数包括：数据包的时延、数据包的差错率和数据包的丢包率。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述评价服务质量的参数，采用以下步骤确定传感器节点的分组数：计算传感器节点发送数据包时的时延，根据所述时延确定传感器节点分组数的第一最小值；计算传输信道中数据包的差错率和丢包率，根据所述差错率和所述丢包率确定传感器节点分组数的第二最小值；所述第一最小值与所述第二最小值中最大值为传感器节点的分组数。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，计算传感器节点发送数据包时的时延根据所述时延确定传感器节点分组数的第一最小值的步骤，包括：计算传感器节点发送数据包时的时延T的最大值Tmax，采用下式计算：根据传感器节点发送数据包时的时延T的最大值Tmax小于等于传输网络所容忍的最大时延T*，则传感器节点分组数的第一最小值N1为：其中，为数据包的平均服务时间，ρ为传感器节点的队列中至少有一个数据包可以发送的概率，为服务时间的均方值，λmax为传感器节点所能容忍的最大的数据包到达传感器节点发送队列的速率，p为传感器节点发送数据包的概率，Ts为数据包完成一次传输的时隙间隔，M为N个分组中传感器节点的总个数。5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，计算传感器节点发送数据包时的差错率和丢包率根据所述差错率和所述丢包率确定传感器节点分组数的第二最小值N2，包括：采用下式传感器节点分组数的第二最小值N2：

【专利技术属性】
技术研发人员：马静雅，刘昀，彭柏，李建岐，朱道华，黄毕尧，马骁，李勃，谷丰强，梁野，陈贵凤，李东昌，田东博，刘立国，王姣，罗海青，王国栋，
申请(专利权)人：北京科东电力控制系统有限责任公司，国家电网公司，南京南瑞集团公司，国网江苏省电力公司，国网江苏省电力公司苏州供电公司，国网冀北电力有限公司，全球能源互联网研究院，国网江苏省电力公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11