一种面向配电网的通信与计算协同的方法及装置与流程

本发明涉及通信技术领域，特别是指一种面向配电网的通信与计算协同的方法及装置。

背景技术：

电力系统配电网通信系统是智能电网重要组成部分，承担了很多位于电网末梢的业务数据的传输。随着新能源电力的广泛接入，配网连接可再生电源后，微网系统的调度、控制、管理等业务所必需的数据不可避免地需要通过配网通信系统传送；第二，用户侧需求管理及用电信息监测等业务的开展，也需要基于用户、系统双向互动的数据基础，这些数据也增加了配网通信系统的负载量；第三，传统的电网设备的周期检修模式向状态检修模式转变的过程中，必然需要对支持设备监测、控制等功能的海量传感数据进行采集、传输，承载海量传感点数据传输的配电网通信系统就会面临大负载、高并发的问题；第四，配电网故障录播和反演所产生的数据，故障发生区域内所有终端在发生故障的前半分钟至后5分钟内的数据都要被细致地采集并发送，会造成网络很大的数据量。面对配电网所承载业务多样性，数据量信息量大，要求智能配电网通信系统必须具有可靠性和稳定性。目前典型的通信方式有光纤专网、电力线载波网络、无线网络等形式。通信介质多样性所引起的通信性能不均衡和变化也是影响通信系统稳定的一个重要因素。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：

现有的配电网通信网络及其管理方法，无法适应多通信方式融合、大负载、高并发的使用状态，可能发生信息滞留甚至缺失，难以实现稳定、健康的通信环境，为配电安全监管工作带来了很大困难。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提出一种面向配电网的通信与计算协同的方法及装置，用以实现融合多种通信方式，保证重要信息的有效传达，提高网络健康度。

基于上述目的本发明提供的一种面向配电网的通信与计算协同的方法，包括：

获取当前网络的网络状态，根据所述网络的网络状态，设置配电终端的数据传输占用所述网络的第一带宽；

监控所述网络的网络状态，判断所述网络是否存在超载可能；

若判定所述网络存在超载可能，重新计算配电终端的数据传输占用所述网络的第二带宽，将所述第二带宽发送至所述配电终端；

接收配电终端根据所述第二带宽发送的第一数据流，将各配电终端的所述第一数据流汇聚为第二数据流并发送至核心网。

可选的，所述第一数据流包括移动网络数据流和无线局域网络数据流；所述将各配电终端的所述第一数据流汇聚为第二数据流并发送至核心网，具体包括：

构建移动网络和无线局域网络协同的无线接入数据模型；

解析并缓存所述移动网络数据流和所述无线局域网络数据流；

根据数据优先级选择已缓存的所述移动网络数据流和所述无线局域网络数据流的数据，生成符合所述第二带宽要求的第二数据流；

将所述第二数据流发送至所述核心网。

可选的，所述构建移动网络和无线局域网络协同的无线接入数据模型，具体包括：

以开放式系统互联模型为基础，在网络层和数据链路层之间构建新的融合层，定义为无线接入技术复用控制层；

将无线链路控制子层和逻辑链路控制子层移入所述无线接入技术复用控制层；

由所述逻辑链路控制子层处理所述无线局域网络数据流，由所述无线链路控制子层处理所述移动网络数据流。

可选的，所述根据数据优先级选择已缓存的所述移动网络数据流和所述无线局域网络数据流的数据，生成符合所述第二带宽要求的第二数据流，具体包括：

根据预设优先级，按照优先级由高到低的顺序，选取已缓存的所述移动网络数据流和所述无线局域网络数据流的数据，生成占用带宽不大于所述第二带宽要求的第二数据流。

可选的，所述方法包括：

若判定所述网络不存在超载可能，接收配电终端根据所述第一带宽发送的第一数据流，将各配电终端的所述第一数据流汇聚为第二数据流并发送至核心网。

基于上述目的本发明还提供一种面向配电网的通信与计算协同的装置，包括：

网络状态监控单元，用于获取当前网络的网络状态，

带宽管理单元，用于根据所述网络的网络状态，设置配电终端的数据传输占用所述网络的第一带宽；

所述网络状态监控单元还用于监控所述网络的网络状态，判断所述网络是否存在超载可能；

所述带宽管理单元还用于在判定所述网络存在超载可能时，重新计算配电终端的数据传输占用所述网络的第二带宽，将所述第二带宽发送至所述配电终端；

数据处理单元，用于接收配电终端根据所述第二带宽发送的第一数据流，将各配电终端的所述第一数据流汇聚为第二数据流并发送至核心网。

可选的，所述第一数据流包括移动网络数据流和无线局域网络数据流；所述数据处理单元用于构建移动网络和无线局域网络协同的无线接入数据模型；解析并缓存所述移动网络数据流和所述无线局域网络数据流；根据数据优先级选择已缓存的所述移动网络数据流和所述无线局域网络数据流的数据，生成符合所述第二带宽要求的第二数据流；将所述第二数据流发送至所述核心网。

可选的，所述数据处理单元用于以开放式系统互联模型为基础，在网络层和数据链路层之间构建新的融合层，定义为无线接入技术复用控制层；将无线链路控制子层和逻辑链路控制子层移入所述无线接入技术复用控制层；由所述逻辑链路控制子层处理所述无线局域网络数据流，由所述无线链路控制子层处理所述移动网络数据流。

可选的，所述数据处理单元用于根据预设优先级，按照优先级由高到低的顺序，选取已缓存的所述移动网络数据流和所述无线局域网络数据流的数据，生成占用带宽不大于所述第二带宽要求的第二数据流。

可选的，所述数据处理单元用于在判定所述网络不存在超载可能时，接收配电终端根据所述第一带宽发送的第一数据流，将各配电终端的所述第一数据流汇聚为第二数据流并发送至核心网。

从上面所述可以看出，本发明提供的本实施例提供的一种面向配电网的通信与计算协同的方法及装置，通过对配电网络数据流的实时监控，根据监控结果对配电终端的可用带宽进行实时调整，从而保证了输配电网络信息传输的可靠性；此外对于不同配电终端的数据流，并非直接转发至核心网，而是首先进行汇聚后再发送至核心网，从而能够适应多样的无线传输介质，保证了输配电网络的稳定和健康。

附图说明

图1为本发明提供的一种面向配电网的通信与计算协同的方法的实施例的流程示意图；

图2为本发明提供的一种面向配电网的通信与计算协同的方法的可选实施例的流程示意图；

图3为本发明提供的一种面向配电网的通信与计算协同的方法的另一实施例的流程示意图；

图4为本发明提供的一种面向配电网的通信与计算协同的方法的又一实施例的流程示意图；

图5为本发明提供的一种面向配电网的通信与计算协同的装置的模块图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。

需要说明的是，本发明实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对本发明实施例的限定，后续实施例对此不再一一说明。

图1为本发明提供的一种面向配电网的通信与计算协同的方法的实施例的流程示意图。如图所示，基于上述目的本发明实施例的一方面提供一种面向配电网的通信与计算协同的方法，包括：

S10，获取当前网络的网络状态，根据所述网络的网络状态，设置配电终端的数据传输占用所述网络的第一带宽。

S11，监控所述网络的网络状态，判断所述网络是否存在超载可能。

S12，若判定所述网络存在超载可能，重新计算配电终端的数据传输占用所述网络的第二带宽，将所述第二带宽发送至所述配电终端。

S13，接收配电终端根据所述第二带宽发送的第一数据流，将各配电终端的所述第一数据流汇聚为第二数据流并发送至核心网。

其中，步骤S10中提到的“网络状态”，是指经过综合网络通信速率、通信质量、已用带宽等各项指标的条件下，所得到的网络综合评价指标。所述第一带宽的标准应当是既不会严重欠载(例如实际使用中网络空闲带宽比例过高，高于30％)，又可以保留一定的余裕，保证在出现紧急事件，有优先级较高的数据包需要传输时，仍然有一定的带宽资源可以留作备用。

步骤S11中，判定网路存在超载可能是需要对一定时间长度内的网络状况进行综合考虑才能得出的结论，而绝对不是以某一个瞬间峰值作为判定的标准；例如，在一些可选的实施方式中，当监测到所述网络的带宽使用比例达到90％以上并持续超过5分钟之后，判定所述网络存在超载可能。

步骤S12中，所述第二带宽小于所述第一带宽，具体情况应当根据步骤S11的监控结果进行调整，调整原则与步骤S10中设置第一带宽的原则相同。

步骤S13中，并非直接接收各个配电终端的数据流并分别转发，而是首先将各配电终端的数据流，即第一数据流汇聚，并进行预处理后得到第二数据流，再将第二数据流发送至核心网。第二数据流的内容可以是第一数据流的部分内容、全部内容，甚至是超过第一数据流的内容，具体的选择方式会在后面的实施例中进行详细说明。

从上面所述可以看出，本实施例提供的一种面向配电网的通信与计算协同的方法，通过对配电网络数据流的实时监控，根据监控结果对配电终端的可用带宽进行实时调整，从而保证了输配电网络信息传输的可靠性；此外对于不同配电终端的数据流，并非直接转发至核心网，而是首先进行汇聚后再发送至核心网，从而能够适应多样的无线传输介质，保证了输配电网络的稳定和健康。

图2为本发明提供的一种面向配电网的通信与计算协同的方法的可选实施例的流程示意图。如图所示，在一些可选的实施例中，所述第一数据流包括移动网络数据流和无线局域网络数据流；所述方法包括：

S10，获取当前网络的网络状态，根据所述网络的网络状态，设置配电终端的数据传输占用所述网络的第一带宽。

S11，监控所述网络的网络状态，判断所述网络是否存在超载可能。

S12，若判定所述网络存在超载可能，重新计算配电终端的数据传输占用所述网络的第二带宽，将所述第二带宽发送至所述配电终端。

S13，接收配电终端根据所述第二带宽发送的第一数据流。

S20，构建移动网络和无线局域网络协同的无线接入数据模型。

S21，解析并缓存所述移动网络数据流和所述无线局域网络数据流。

S22，根据数据优先级选择已缓存的所述移动网络数据流和所述无线局域网络数据流的数据，生成符合所述第二带宽要求的第二数据流。

S23，将所述第二数据流发送至所述核心网。

可见，本实施例中，步骤S13中，将各配电终端的所述第一数据流汇聚为第二数据流并发送至核心网，具体包括：

S20，构建移动网络和无线局域网络协同的无线接入数据模型。

S21，解析并缓存所述移动网络数据流和所述无线局域网络数据流。

S22，根据数据优先级选择已缓存的所述移动网络数据流和所述无线局域网络数据流的数据，生成符合所述第二带宽要求的第二数据流。

S23，将所述第二数据流发送至所述核心网。

步骤S20中，所述无线接入数据模型是为了便于协同多种无线传输形式，如移动网络(GSM、3G、LTE等移动公网)和无线局域网络(WLAN，Wireless Local Area Networks)等，在OSI(Open System Interconnection，开放式系统互联)模型的基础上进行改进后得到的模型，具体实现方式在后续实施例中进行介绍。这一模型的特点就是将处理移动网络和无线局域网络的子层进行了合并，从而便于进行统一管理。

步骤S21中，首先对移动网络数据流和无线局网络数据流，也就是从配电终端接收到的数据流进行解析和缓存，从数据流中获取到各式各样的信息，从而为步骤S22的优先级选择做准备。

在可选的实施方式中，S22，根据数据优先级选择已缓存的所述移动网络数据流和所述无线局域网络数据流的数据，生成符合所述第二带宽要求的第二数据流，具体包括：S221，根据预设优先级，按照优先级由高到低的顺序，选取已缓存的所述移动网络数据流和所述无线局域网络数据流的数据，生成占用带宽不大于所述第二带宽要求的第二数据流。

在步骤S22或S221中，并非不加筛选直接将从配电终端接收到的全部数据进行合并、转发，而是从已缓存的数据流的数据中，按照优先级从高到低的规则，选取一定量的数据，生成符合所述第二带宽要求的第二数据流，在保证网络有效运行的前提下，发送尽可能多的数据。

上述优先级的设置可以根据实际需要进行确定，例如，在一些输配电场景中，数据的类型可以被大致划分为控制数据、监测数据和管理数据，其中控制数据是非周期紧急数据，监测数据是周期数据，管理数据是非周期的非紧急数据，此外，还包括视频监控类的数据为非周期非紧急数据，报警数据是非周期的紧急数据等等。通过将紧急数据设置高优先级，非紧急数据设置低优先级，从而对已缓存数据进行整合、生成第二数据流。

这种数据处理方式可以有效保障网络的使用效率，避免网络发生拥塞。例如，当某一时刻在电网某处突发故障，可能会产生大量的报警数据，这样一来在进行数据传输时，受限于网络带宽和上述优先级规则，优先将报警数据加入第二数据流中进行发送，而部分非紧急数据被滞留。当故障上报或被处理后，网络中的报警数据不再产生，从而产生闲置带宽，此时之前滞留的非紧急数据即可在之后的数据流处理过程中被逐渐加入第二数据流中，并分批被发送。这样一来既没有影响任何数据的发送成功率，又能够留取足够的带宽资源为高优先级数据的传输做准备，提高了整个网络的健壮性和运行效率。

图3为本发明提供的一种面向配电网的通信与计算协同的方法的另一实施例的流程示意图。如图所示，在另一可选的实施例中，S20，构建移动网络和无线局域网络协同的无线接入数据模型，具体包括：

S30，以开放式系统互联模型为基础，在网络层和数据链路层之间构建新的融合层，定义为无线接入技术复用控制层；

S31，将无线链路控制子层和逻辑链路控制子层移入所述无线接入技术复用控制层；

S32，由所述逻辑链路控制子层处理所述无线局域网络数据流，由所述无线链路控制子层处理所述移动网络数据流。

开放式系统互联(OSI，Open System Interconnect)模型是国际标准化组织(ISO)和国际电报电话咨询委员会(CCITT)联合制定的开放系统互连参考模型，为开放式互连信息系统提供了一种功能结构的框架。它从低到高分别是：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。其中，数据链路层用于在网络层实体间提供数据发送和接收的功能和过程，提供数据链路的流控；网络层用于控制分组传送系统的操作、路由选择、拥护控制、网络互连等功能，它的作用是将具体的物理传送对高层透明。

本实施例针首先构建移动网络和无线局域网络系统协同的数据模型，具体为在网络层下新增加一个融合层，并定义该新的融合层为无线接入技术复用控制(RMC，Radio Access Technologies Multiplexing Control)层。RMC层用来进行不同RATs(Radio Access Technologies，本文中指不同的无线通信技术，例如上述基于2g，3g或LTE等的移动网络，以及基于WLAN等的无线局域网络等)之间的上行数据复用、下行数据解复用，不同RAN(Radio Access Network，无线接入网络)系统间资源的联合调度与控制，且支持更多RATs的融合。RMC层的用户面主要负责在跨系统的条件下，将核心网发来的IP包有序映射到相应的RAT子层上，发送给用户。把用户通过不同RATs上行的数据合并为统一IP流传送到核心网。

通过将无线链路控制子层和逻辑链路控制子层移入所述无线接入技术复用控制层，使得无线接入技术复用控制层能同时处理IP SDU(Service Data Unit，业务数据单元)和RLC PDU(Protocol Data Unit，协议数据单元)两个不同级别的数据包，在根据数据控制器给的数据属性，将不同属性的数据包压缩成一个IP压缩包，从而实现了不同无线通信方式数据的融合。

图4为本发明提供的一种面向配电网的通信与计算协同的方法的又一实施例的流程示意图。如图所示，在又一可选的实施例中，所述方法包括：

S10，获取当前网络的网络状态，根据所述网络的网络状态，设置配电终端的数据传输占用所述网络的第一带宽。

S11，监控所述网络的网络状态，判断所述网络是否存在超载可能。

S12，若判定所述网络存在超载可能，重新计算配电终端的数据传输占用所述网络的第二带宽，将所述第二带宽发送至所述配电终端。

S13，接收配电终端根据所述第二带宽发送的第一数据流，将各配电终端的所述第一数据流汇聚为第二数据流并发送至核心网。

S40，若判定所述网络不存在超载可能，接收配电终端根据所述第一带宽发送的第一数据流，将各配电终端的所述第一数据流汇聚为第二数据流并发送至核心网。

本实施例进一步给出了，网络不存在超载可能的前提下，对于数据流的处理过程。

图5为本发明提供的一种面向配电网的通信与计算协同的装置的模块图。如图所示，在本发明实施例的另一方面，提供一种面向配电网的通信与计算协同的装置，包括：

网络状态监控单元50，用于获取当前网络的网络状态。

带宽管理单元51，用于根据所述网络的网络状态，设置配电终端的数据传输占用所述网络的第一带宽。

所述网络状态监控单元50还用于监控所述网络的网络状态，判断所述网络是否存在超载可能。

所述带宽管理单元51还用于在判定所述网络存在超载可能时，重新计算配电终端的数据传输占用所述网络的第二带宽，将所述第二带宽发送至所述配电终端。

数据处理单元52，用于接收配电终端根据所述第二带宽发送的第一数据流，将各配电终端的所述第一数据流汇聚为第二数据流并发送至核心网。

从上面所述可以看出，本实施例提供的一种面向配电网的通信与计算协同的装置，通过网络状态监控单元对配电网络数据流的实时监控，根据监控结果，通过带宽管理单元对配电终端的可用带宽进行实时调整，从而保证了输配电网络信息传输的可靠性；此外对于不同配电终端的数据流，并非直接转发至核心网，而是首先通过数据处理单元进行汇聚后再发送至核心网，从而能够适应多样的无线传输介质，保证了输配电网络的稳定和健康。

在一些可选的实施例中，所述第一数据流包括移动网络数据流和无线局域网络数据流；所述数据处理单元51用于构建移动网络和无线局域网络协同的无线接入数据模型；解析并缓存所述移动网络数据流和所述无线局域网络数据流；根据数据优先级选择已缓存的所述移动网络数据流和所述无线局域网络数据流的数据，生成符合所述第二带宽要求的第二数据流；将所述第二数据流发送至所述核心网。

在一些可选的实施例中，所述数据处理单元51用于以开放式系统互联模型为基础，在网络层和数据链路层之间构建新的融合层，定义为无线接入技术复用控制层；将无线链路控制子层和逻辑链路控制子层移入所述无线接入技术复用控制层；由所述逻辑链路控制子层处理所述无线局域网络数据流，由所述无线链路控制子层处理所述移动网络数据流。

在一些可选的实施例中，所述数据处理单元51用于根据预设优先级，按照优先级由高到低的顺序，选取已缓存的所述移动网络数据流和所述无线局域网络数据流的数据，生成占用带宽不大于所述第二带宽要求的第二数据流。

在一些可选的实施例中，所述数据处理单元51用于在判定所述网络不存在超载可能时，接收配电终端根据所述第一带宽发送的第一数据流，将各配电终端的所述第一数据流汇聚为第二数据流并发送至核心网。

本发明实施例还提供一种电子设备，包括:

至少一个处理器；以及，

与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够：

获取当前网络的网络状态，根据所述网络的网络状态，设置配电终端的数据传输占用所述网络的第一带宽。

监控所述网络的网络状态，判断所述网络是否存在超载可能。

若判定所述网络存在超载可能，重新计算配电终端的数据传输占用所述网络的第二带宽，将所述第二带宽发送至所述配电终端。

接收配电终端根据所述第二带宽发送的第一数据流，将各配电终端的所述第一数据流汇聚为第二数据流并发送至核心网。

本发明实施例进一步提供一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行上述任一实施例中的所述方法。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。

所述领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory,ROM)或随机存储记忆体(Random AccessMemory,RAM)等。

另外，为简化说明和讨论，并且为了不会使本发明难以理解，在所提供的附图中可以示出或可以不示出与集成电路(IC)芯片和其它部件的公知的电源/接地连接。此外，可以以框图的形式示出装置，以便避免使本发明难以理解，并且这也考虑了以下事实，即关于这些框图装置的实施方式的细节是高度取决于将要实施本发明的平台的(即，这些细节应当完全处于本领域技术人员的理解范围内)。在阐述了具体细节(例如，电路)以描述本发明的示例性实施例的情况下，对本领域技术人员来说显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下或者这些具体细节有变化的情况下实施本发明。因此，这些描述应被认为是说明性的而不是限制性的。

尽管已经结合了本发明的具体实施例对本发明进行了描述，但是根据前面的描述，这些实施例的很多替换、修改和变型对本领域普通技术人员来说将是显而易见的。例如，其它存储器架构(例如，动态RAM(DRAM))可以使用所讨论的实施例。

本发明的实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。