确定再生器放置位置的方法及装置与流程

本发明涉及网络规划领域，尤其涉及确定再生器放置位置的方法及装置。

背景技术：

智能电网就是电网的智能化，与现有电网相比，智能电网体现出电力流、信息流和业务流高度融合的显著特点。随着电网规模的扩大和电力信息化建设的加速进行，信息通信网络全面覆盖了发、输、配、用电等各个方面，用于及时采集准确的信息，为电力用户提供持续、可靠的操作。信息通信网络是智能电网的重要组成部分，是实现电网安全、可靠、经济、高效运行的基础。所以，需要对通信网络拓化结构进行合理的规划设计，提高网络可靠性，支撑各类智能电网业务的安全稳定运行；同时，需要优化通信资源的部署和配置，提高资源使用效率，降低通信网络建设及运营成本。因此，建设和发展智能电网需要研究智能电网通信网络的规划和优化方法。

为解决长距离传输带来的信号衰减问题，光放大器被引入到光网络部署过程中。光放大器在放大光信号的同时，自身也会产生自发辐射噪声，影响信号的传输质量。随着业务需求的增加，网络的规模越来越大，光信号传输的距离也越来越远，光放大器所引入的噪声越来越不能被忽略，如何保证光路可达成为了一个重要的问题。因此，具有信号再放大、再整形、再定时功能的(o/e/o)3r再生器也被引入通信网络中用来进行信号的再生。虽然再生器具有信号再生的功能，但是其耗能大且成本高，所以应尽可能地优化再生器在网络中的放置，达到降低功耗、减少成本的目的。现有技术中，对于再生器放置，常见的方法是在所需光通路上贪心放置再生器。贪心算法(又称贪婪算法)是指，在每一步求解的步骤中，它要求“贪婪”的选择最佳操作，选择一旦做出，在后续步骤中不可改变，并希望通过一系列的最优选择，能够产生一个问题的“全局最优解”。在智能电网网络规划中使用贪心算法，即评估每一条光路的传输质量，对传输质量不合格的光路放置再生器，从而完成一个网络的再生器放置。

然而，使用贪心算法放置再生器，不从整体最优上加以考虑，所做出的是在某种意义上的局部最优解，可能会产生冗余配置的再生器，浪费了资源。

技术实现要素：

本发明提供一种确定再生器放置位置的方法及装置，在保证信号传输质量的同时，有效地利用了再生器资源。

本发明确定再生器放置位置的方法，包含以下步骤：

获取网络中任意两节点间的最短路径pi,pi为第i条路径，i为大于等于1的整数；

获取所有路径的光信噪比osnr；

将光信噪比osnr小于预设阈值的m条路径加入第一集合中，所述m为正整数；

根据节点在第一集合中的路径中的重复次数，确定每个节点的属性值；

根据所述节点的属性值，确定再生器的放置位置。

进一步的，所述根据所述节点的属性值，确定再生器的放置位置，包括：

确定属性值最大的节点放置再生器。

进一步的，所述确定属性值最大的节点放置再生器之后，还包括：

重新获取所述第一集合中的m条路径的osnr；

删除所述第一集合中osnr大于等于预设阈值的路径，并重置所有节点的属性值为初始值；

返回执行所述节点在第一集合中的路径中的重复次数，确定每个节点的属性值。

进一步的，所述方法还包括：

若所述第一集合为空，或任意节点的属性值都不大于1，对于剩余osnr不满足条件的路径，通过贪心算法放置再生器。。

进一步的，所述获取所述每条路径的光信噪比osnr，包括：

根据公式(1)来计算光信噪比osnr

其中，

li是第i个光放段的跨段损耗，

nfi是第i个光放大器的自发辐射噪声系数，

pouti是第i个光放大器的输出功率,

n是总放段数。

本发明还提供一种确定再生器放置位置的装置，包括：

获取模块，所述获取模块用于获取网络中任意两节点间的最短路径pi,pi为第i条路径，i为大于等于1的整数，获取所有路径的光信噪比osnr；

确定模块，所述确定模块用于将光信噪比osnr小于预设阈值的m条路径加入第一集合中，所述m为正整数；根据节点在第一集合中的路径中的重复次数，确定每个节点的属性值；根据所述节点的属性值，确定再生器的放置位置。

进一步的，所述确定模块还用于，确定属性值最大的节点放置再生器。

进一步的，所述获取模块还用于，

重新获取所述第一集合中的m条路径的osnr；

所述确定模块还用于，删除所述第一集合中osnr大于等于预设阈值的路径，并重置所有节点的属性值为初始值，返回执行所述节点在第一集合中的路径中的重复次数，确定每个节点的属性值。

进一步的，所述确定模块还用于，

若所述第一集合为空，或任意节点的属性值都不大于1，对于剩余osnr不满足条件的路径，通过贪心算法放置再生器。

进一步的，所述获取模块还用于，

根据公式(1)来计算光信噪比osnr

其中，

li是第i个光放段的跨段损耗，

nfi是第i个光放大器的自发辐射噪声系数，

pouti是第i个光放大器的输出功率，

n是总放段数。

本发明提供的确定再生器放置位置的方法及装置，通过计算节点的属性值，根据节点的属性值，确定再生器的放置位置，在共有节点优先放置再生器，有效地利用了再生器资源，达到降低功耗，节约成本的效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明确定再生器放置位置的方法实施例一的流程图；

图2为本发明确定再生器放置位置的方法实施例二的流程图；

图3为本发明确定再生器放置位置的装置实施例一的结构图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。

本发明提供的确定再生器放置位置的方法及装置，对于光信噪比osnr不满足阈值条件的路径，优先在其重复度高的节点放置再生器，相比于现有技术中的贪心放置算法，减少了所需再生器的数量，降低了功耗，节约了成本。

图1为本发明确定再生器放置位置的方法实施例一的流程图，本实施例中方法包括如下步骤，

s101、获取网络中任意两节点间的最短路径pi；

其中，pi为第i条路径，i为大于等于1的整数。

具体的，将网络拓扑模型化为一个无向图g(v,e),其中，v为节点集，e为边集，在保证任意两节点间光路可通的前提下，找到任意两节点间的最短路径。

本发明中可采用最短路径算法迪杰斯特拉算法(dijkstra)，使用dijstra算法可得到网络中任意两节点间的最短路径。

迪杰斯特拉(dijkstra)算法是典型的用来解决最短路径的算法，由荷兰计算机科学家狄克斯特拉于1959年提出，用来求得从起始点到其他所有点最短路径。

s102、获取所有路径的光信噪比osnr；

其中，光信噪比(opticalsignalnoiseratio,osnr)的定义是在光有效带宽为0.1nm内光信号功率和噪声功率的比值。

具体的，可根据公式(1)来计算光信噪比osnr，

其中，

li是第i个光放段的跨段损耗，单位为db；

nfi是第i个光放大器的自发辐射噪声系数，单位为db；

pouti是第i个光放大器的输出功率，单位为dbm；

n是总放段数。

可选地，可根据公式(2)来计算光信噪比osnr，

假设在每个放大器后总的输出功率(包括积累的放大器自发辐射功率)相等，同时放大器的增益远大于1，那么光信噪比为：

osnr＝pout-l-nf-10lgn-10lg[hvδb0]

(2)

其中，

pout是每个信道功率放大器和线路放大器的输出功率，单位为dbm；

l为跨段损耗，单位为db；

f是光放大器的自发辐射噪声系数，单位是db；

其中-10lg[hvδb0]＝58；

n是总放段数。

光信噪比作为表征光信号传输质量的重要参数，对估算和测量系统有重大意义，在实际计算光通路的osnr时，我们采用公式(1)来进行计算，更加符合实际的应用场景。

s103、将光信噪比osnr小于预设阈值的m条路径加入第一集合中；其中，所述m为正整数；

本实施例中的预设阈值，是本领域技术人员根据实际应用时对osnr的要求设置的，并不限定于某一具体数值。

s104、根据节点在第一集合中的路径中的重复次数，确定每个节点的属性值；

本实施例中，times(n)是任意节点n∈v的属性，代表了该节点在计算所得路由中的重复度，初始值为0，

对于节点n，如果n是集合l中某条路径的一个节点，且不是该路径的起始节点，则times(n)＝times(n)+1；

s105、根据所述节点的属性值，确定再生器的放置位置。

一个可选的实施方式，步骤s105可具体为，

确定属性值最大的节点放置再生器；

即得到times最大的点，在该节点放置再生器，在包含该节点的集合l中的路径中，将该节点标志为再生节点。

另一个可选的实施方式，步骤s105可具体为，

确定属性值最大的多个节点放置再生器；

即可得到在times最大的多个点，在该些节点放置再生器，在包含该节点的集合l中的路径中，将该节点标志为再生节点。

其中，再生器，数字信号经过光纤长距离传输后，由于光纤衰耗和色散的影响，光脉冲的幅度会减小，形状会发生畸变。为了延长传输距离，必须采用再生器reg(regenerator)。

再生器的作用是接收经长距离光纤传输后衰减了的、畸变了的光信号，然后进行均衡放大、识别，再生成规则的、适合于线路传输的光信号发送出去。

可选地，本实施例中采用3r再生器，3r再生器的基本功能是对光信号进行光-电-光转换，当光信号转为电信号时，进行再放大、再定时、再整形三个重要的处理过程，将输入的已失真的小信号加以均衡放大。

现有对网络规划中再生器的放置很少考虑osnr来进行研究，而光信噪比osnr是影响光信号传输质量的非常重要的因素，是表征信号传输质量的重要参数，本发明基于osnr进行再生器放置问题的研究，同时提供一种共有节点优先算法进行再生器的放置，在保证信号传输质量的同时有效地利用了再生器资源。

本发明通过计算节点的属性值，根据节点的属性值，确定再生器的放置位置，在共有节点优先放置再生器，有效地利用了再生器资源，达到降低功耗，节约成本的效果。

图2为本发明确定再生器放置位置的方法实施例二的流程图；图2所示实施例是在图1所示实施例的基础上，具体的，本实施例的方法中，在步骤s105之后，还包括：

s106、重新获取所述第一集合中的m条路径的osnr；

本实施例中，具体为，重新计算第一集合中的所有路径的光信噪比osnr。

s107、删除所述第一集合中osnr大于等于预设阈值的路径，并重置所有节点的属性值为初始值；

本实施例中，设属性值的初始值为0；

具体的，将光信噪比osnr大于等于预设阈值的路径从第一集合中移除，同时重置所有节点的times(n)＝0。

s108、如果第一集合为空或者任意节点的属性值都不大于1，进入步骤s109,否则，返回步骤s104；

本实施例中，如果第一集合中的路径在放置再生器后光信噪比osnr满足要求，则将其从不满足路径集合中去除，以此类推，重复迭代，直到不满足路径集合为空或者任意节点的重复度均不大于1。

s109、对于osnr小于预设阈值的路径，通过贪心算法放置再生器。

本实施例提供的确定再生器放置位置的方法，通过先计算所有路径的光信噪比osnr，然后对光信噪比osnr不满足阈值条件的路径，优先在重复度高的节点放置再生器，如果路径在放置再生器后osnr满足要求，则将其从不满足路径集合中去除，以此类推，重复迭代，直到不满足路径集合为空或者任意节点的重复度均不大于1，如果经过上述操作还有不满足条件的路径，则通过贪心算法对其放置再生器，相比于现有技术中的贪心放置算法，减少了所需再生器的数量，降低了功耗，节约了成本。

图3为本发明确定再生器放置位置的装置实施例一的结构图；

如图3所示，本发明确定再生器放置位置的装置，包括：

获取模块31和确定模块32；

获取模块31用于获取网络中任意两节点间的最短路径pi,pi为第i条路径，i为大于等于1的整数，获取所有路径的光信噪比osnr；

确定模块32用于将光信噪比osnr小于预设阈值的m条路径加入第一集合中，m为正整数；根据节点在第一集合中的路径中的重复次数，确定每个节点的属性值；根据所述节点的属性值，确定再生器的放置位置。

可选地，确定模块还用于，确定属性值最大的节点放置再生器。

可选地，所述获取模块还用于，

重新获取所述第一集合中的m条路径的osnr；

所述确定模块还用于，删除所述第一集合中osnr大于等于预设阈值的路径，并重置所有节点的属性值为初始值，返回执行所述节点在第一集合中的路径中的重复次数，确定每个节点的属性值。

可选地，所述确定模块还用于，

若所述第一集合为空，或任意节点的属性值都不大于1，对于剩余osnr不满足条件的路径，通过贪心算法放置再生器。

可选地，所述获取模块还用于，

根据公式(1)来计算光信噪比osnr

其中，

li是第i个光放段的跨段损耗，单位为db；

nfi是第i个光放大器的自发辐射噪声系数，单位为db；

pouti是第i个光放大器的输出功率，单位为dbm；

n是总放段数。

本实施例的装置，可以用于执行图1-2所示方法实施例的技术方案，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。

本发明提供的确定再生器放置位置的方法及装置，通过先计算所有路径的光信噪比osnr，然后对光信噪比osnr不满足阈值条件的路径，优先在重复度高的节点放置再生器，如果路径在放置再生器后光信噪比osnr满足要求，则将其从不满足路径集合中去除，以此类推，重复迭代，直到不满足路径集合为空或者任意节点的重复度均不大于1，如果经过上述操作还有光信噪比osnr不满足条件的路径，则通过贪心算法对其放置再生器，相比于现有的贪心放置算法，减少了所需再生器的数量，降低了功耗，节约了成本。

需要说明的是，应理解以上装置的各个模块的划分仅仅是一种逻辑功能的划分，实际实现时可以全部或部分集成到一个物理实体上，也可以物理上分开。且这些模块可以全部以软件通过处理元件调用的形式实现；也可以全部以硬件的形式实现；还可以部分模块通过处理元件调用软件的形式实现，部分模块通过硬件的形式实现。例如，确定模块可以为单独设立的处理元件，也可以集成在上述装置的某一个芯片中实现，此外，也可以以程序代码的形式存储于上述装置的存储器中，由上述装置的某一个处理元件调用并执行以上确定模块的功能。其它模块的实现与之类似。此外这些模块全部或部分可以集成在一起，也可以独立实现。这里所述的处理元件可以是一种集成电路，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤或以上各个模块可以通过处理器元件中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：rom、ram、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。