[发明专利]一种基于5G网络能力开放的电力自动化业务编排方法

说明书

本发明涉及电力自动化业务编排技术领域，公开了一种基于5G网络能力开放的电力自动化业务编排方法，基于Petri网的VNF‑FG全路径时间协调编排模型，在进行5G电力自动化业务编排时，将全路径的VNF‑FG时间协调问题转换为Petri网可达路径的库所时间协调问题，将业务时间性的需求分解到Petri网模型可达路径的选择和每一VNF进程停留时间的规划。本发明解决了现有技术存在的以下问题：电力自动化业务之间存在工作逻辑冲突、资源分配不合理，难以满足多样化电力自动化业务的实时、可靠等确定性需求。

技术领域

本发明涉及电力自动化业务编排技术领域，具体是一种基于5G网络能力开放的电力自动化业务编排方法。

背景技术

5G可通过虚拟化和云化技术，开放位置服务、业务配置、内容缓存等网络能力，为到来的网络服务(Network Service,NS)提供具有保障的网络能力，通过核心网资源管理和编排实现高效的网络负载管理和资源优化。因此电力自动化场景在虚拟化范畴中，业务所需的网络服务是由一系列串联起来的虚拟网络功能(Virtualized Network Function,VNF)组成的，VNF可以动态创建与删除，灵活性高并且可扩展，不仅部署更方便，资源利用也更加地高效，从而降低了运营成本和资本性支出。网络服务的构建与部署主要考虑虚拟网络功能的数目、网络功能在服务功能链中的顺序和在虚拟化基础设施(Network FunctionVirtualization Infrastructure,NFVI)中整个服务功能链的资源分配情况，包含多个服务链结构的逻辑拓扑可以用虚拟网络功能转发图表示，因此服务请求可通过虚拟功能转发图的编排来实现。

转发图编排能够根据特定的应用场景设计网络服务模板NS，继而根据网络服务模板，驱动底层基础设施域的相关功能开放和资源管理，最终满足特定应用需求。具体可分为高层业务编排与底层资源编排或调度，业务编排主要负责端到端业务可用性的保障，资源编排则提供相应的底层基础资源调度，其流程可如图1所示。首先根据应用场景定义出业务，由通信服务管理功能(Communication Service Management Function,CSMF)将业务的通信服务需求转换为对切片管理功能(Network Slice Management Function,NSMF)的网络切片需求，即网络服务需求，包括了业务的区域相关容量、覆盖面积、隔离程度、可达性、可靠性、带宽、时延等需求描述。然后NSMF将网络切片需求又分解为网络子切片的服务等级协议(Service Level Agreement,SLA)需求，向子切片管理功能(Network Slice SubnetManagement Function,NSSMF)下发网络子切片部署请求，最终各领域的NSSMF将网络切片子网的SLA需求转换为网元的业务参数并下发。

Petri网是一种集数学分析和图形描述的建模分析工具，可以对具有并发、冲突、共享、不确定性的分布式系统进行建模分析，得到有关系统结构和动态行为方面的信息，根据这些信息可以对要开发的系统进行评价和改进。Petri网以其模型的直观图形表示和方便的模型分析能力在计算机科学领域、通信与网络、自动控制系统、等领域有着广泛的应用。

现有转发图编排考虑的应用场景多为电信网络，更多以资源编排方式为主，实现资源利用率的最优化，编排强调逻辑隔离，如5G所定义的三大应用场景。而在电力自动化场景中，多样化的电力自动化业务对网络具有更严格的实时、可靠、确定性需求，如工业控制系统中的差动保护业务，通常需要提供低于1％的丢包能力，时延控制在毫秒甚至微秒级；在多模通信场景中，要求通信服务可靠性高于99.999％且端到端延时在10毫秒内。因此面向电力自动化的转发图编排，应以业务编排为核心，驱动资源编排提供相应资源，且编排要求物理隔离。