[发明专利]一种电力系统终端通信接入网汇聚节点的队列调度方法

说明书

本发明属于网络通信技术领域，尤其涉及一种电力系统终端通信接入网汇聚节点的队列调度方法。包括1)判断队列F₁是否为空，若为空执行3)，否则执行2)；2)发送队列F₁的队首数据包，返回1)；3)计算队列F₂,F₃,F₄队首数据包的发送完成时间；4)发送完成时间最小的数据包被发送，返回1)。本发明通过将紧急类业务进行基于优先级的调度，保证了紧急业务流的实时转发；针对非紧急类业务提出基于相对队列长度的公平调度算法，通过将当前队列长度和缓冲区分配长度联合考虑计算相对队列长度，将相对队列长度与设定阈值判断队列繁忙程度，更新不同优先级的队列权值与发送速率，根据虚拟完成时间发送队首数据包，降低高等级业务的传输时延和丢包率。

技术领域

本发明属于网络通信技术领域，尤其涉及一种电力系统终端通信接入网汇聚节点的队列调度方法。

背景技术

随着智能电网的不断建设与发展，配用电环节作为智能化服务交互的窗口，其在业务应用上发生新的变化。这就造成电力系统终端通信接入网(以下简称“终端通信接入网”)环境下业务的多样性，优先级较高的故障告警、实时监控、配电自动化“三遥”数据业务和优先级较低的用电信息采集、企业管理信息等数据业务在同一个网络中传输。目前终端通信接入网采用有线与无线相结合的方式进行业务传输，其以光纤承载为主，无线承载为辅，二者使用环境侧重不同，各有优劣。然而由于城建改造等原因，光缆挖断的事件常有发生，继而大量的光网络单元(Optical Network Unit，ONU)失联并导致业务传输故障，使得电力系统的运行与管理受到影响，甚至导致配电网瘫痪。基于上述分析，为增强配用电环节的可靠性，有必要在光纤通信方式失效时切换为无线通信方式进行业务传输。同时，为了在切换后可以最大程度地减少各类业务的传输时延，保证不同业务的实时性，需要针对汇聚节点的队列调度方法进行研究。

队列调度可以在网络节点实现多个不同优先级队列共享链路输出速率，研究合适的队列调度算法对于保证终端通信接入网的实时性以及业务服务质量极为重要。现有队列调度策略主要可分为：基于通用共享处理器(General processor Sharing，GPS)模型的队列调度算法、基于时延的队列调度算法、基于轮询的队列调度算法以及基于静态优先级的队列调度算法。加权公平排队(Weighted Fair Queuing，WFQ)算法是最常见的分组公平排队算法(Packet Fair Queuing，PFQ)，与其他算法相比该算法保证了分组的调度不会滞后相应的GPS很多，然而由于采用了最小虚拟开始时间优先选择策略，会导致虚拟时间超前。为克服上述缺点有学者提出了最坏情况下的WFQ算法(Worst-case Fair Weighted FairQueuing， WF²Q)，采用最小合法虚拟结束时间优先策略，之后又相继出现前跳虚时钟(Leap-Forward Virtual Clock，LFVE)算法、时移公平排队算法(TSFQ，Time-ShiftingFair Queuing)算法等。上述研究致力于达到更好的公平性和时延性能。与公共通信网不同，终端通信接入网中数据量的突发往往由于紧急情况下高优先级业务的传输。这些突发的数据流将可能造成网络拥塞，使得汇聚节点成为整个网络的瓶颈，导致重要信息的时延增加。对于汇聚节点来说，时延过高又将会导致高优先级业务被丢弃。然而，高优先级业务往往意味着重要信息，这些业务如果被丢弃将可能影响到电网一次设备动作，对电网造成很大的损失。为此，有必要针对终端接入通信网环境，特别是终端接入通信网光通道失效时的队列调度策略进行研究。

发明内容

为了解决上述问题，进一步保证光通道失效时业务的时延和丢包率，本发明提出了一种电力系统终端通信接入网汇聚节点的队列调度方法，所述方法包括

步骤1、判断队列F₁是否为空，若为空执行步骤3，否则执行步骤2；

步骤2、发送队列F₁的队首数据包，返回步骤1；