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摘要：由于SCTP单链路传输不能充分利用偶联资源、遇到故障链路切换不及时等问题，该文基于电力通信网络特点提出电力通信网络中多链路同时传输技术。首先提出电力通信网络中多链路同时传输方法；随后，将基于最优选链路集合多链路同时传输方法引入到电力通信网络信息通信传输中；基于最优选链路集合多链路同时传输方法降低了数据传输的平均时延，实现了电力通信数据传输的无缝切换，提高了电力通信网络电力通信传输的可靠性。
关键词：电力通信网络；流传输控制协议；多链路同时传输
中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）33-0219-02
1 研究背景
随着坚强智能电网的建设和全球能源互联网概念的提出，信息通信技术已渗入电网各环节，成为电网的核心中枢神经网。电网信息系统在大力提高各业务部门生产效率的同时趋于多元化，规模越来越大、系统间耦合程度和复杂程度也越来越高。这些原因导致运维工作量和难度逐渐增大，运维检修效率低下、故障诊断定位难度大，每年需投入运维人员与外部推广单位进行配合运维实施。而这些信息系统在未来一定时期内仍将具备“横向扩展和纵向深化”发展的特点，信息系统深化应用将成为常态化，已经实施的各个专业运维工具积累的运维数据具有分散性特征。
网络故障在电网信息通信系统故障类中的发生率占比超过50%，而数据传输信息丢失、带宽不足、路由状态错误、时延过大等情况，是网络故障的最常见情况，因此需要关键技术的研究，形成以通信网络信道性能预测、路径选择、路径切换为中心的核心技术，实现基于电网通信网络设备和网络故障精确诊断与分析技术的辅助决策方法。亟待研究以现有的网络性能监测技术为基础，通过方法优化、实际测试，实现满足实际需求的网络性能预警方法研究。
SCTP协议作为有广阔应用前景的下一代传输协议，具有很多值得研究和应用的新特性，多归属主机特性就是其中之一[1]。越来越多的终端配备了多接口为多链路同时传输的应用提供了方便，能够在所有链路上传输数据从而使得网络资源利用最大化[2]。
随着特高压、智能电网向全球能源互联网的新阶段转变。电网企业在保障供电可靠性提高的同时，保障有效实现网络互联的重要性日益凸显。在全球能源互联网的建设过程中，电力通信网络重要性日益突出，如何提高电力通信网络可靠性，保障好全球能源互联网的“神经网络”，近年来得到国内外学者的广泛关注[3]。目前，电力通信网络的信息传输仍然基于传统的传输层协议TCP或者UDP，在由于极端自然灾害引发的倒杆塔、断线事故中传统传输层协议无法执行链路自动切换，影响通信信息传输的可靠性。董雪源等提出了将SCTP应用于电力通信网络信息传输的方法，使得电力通信网络系统在电力通信网络与输电线路统一故障时能够迅速可靠动作[4]。
为解决以上问题，本问将基于最优选链路集合的多条链路同时传输方法应用到电力通信网络中。针对SCTP协议特征进行链路选择，得到最优选链路集合；将链路传输切换到最优选链路集合上进行多链路同时传输。该方法可以优选多条链路的集合同时进行电网通信数据传输，优选链路集合根据链路状态实时变化，有效隔离电网通信中各类故障问题，有效提升电力通信网络的可靠性，并且提高通信网络资源的利用率和数据传输效率。
2 电力通信网络中多链路同时传输
2.1 基于SCTP协议的电力通信网络通信信息传输
当前电力通信网络中，为有效保证电力通信数据传输可靠性，通过不同方式提供了多条数据传输链路，这些链路往往是异构的，当前电力通信网络中链路两个通信站点间均存在冗余链路的基礎上，如何能够有效利用异构网络资源显得尤为重要，为SCTP协议的应用和发挥作用提供良好的基础环境。
目前电网通信网络设备型号及数量规模越来越大、产品种类越来越多、设备也越来越复杂，很难对具体原因进行分析、定位，对于出现故障的设备无法做出快速响应，运维检修难度较大，需要开展对网络通道故障的分析、精确定位，以及检修过程精益化管控的研究和应用。
2.2 电力通信网络中多链路同时传输
为了应对SCTP协议多链路同时传输中多条链路性能不均衡导致缓冲区溢出的问题，本文分别将基于SCTP多链路同时传输方法引入到电力通信网络数据传输中，提出多条链路同时进行数据传输，出现故障及时切换的预防性设备状态检修方法，提升电网通信网络可靠性和稳定性。
首先基于MPLS技术在两个通信站点间建立多条链路，然后将SCTP多链路同时传输应用到传输层中，实现电力通信网络的多链路同时传输。
2.3 基于最优选链路集合的多链路同时传输方法
本文首先对电网通信网络中多条链路进行链路性能评价，优选出链路性能优选集合，根据相应方法进行链路切换。链路切换方法使用参考文献[5]所提出的链路性能切换方法。以信息技术、网络技术、通信技术、电子技术等为基础，采用基于自适应滤波算法、综合性能评价方法等，对电网通信网络传输通道进行时延带宽预测、主路径选择和自动切换，从而提升网络通道故障定位效率和数据传输稳定性；通过与现有设备检修流程高效融合，在设备运维检修过程中，实现对运维检修各环节中所涉及的检修人员、响应时间、检修流程进行全过程跟踪，从而提升检修效率。
基于最优选链路集合多链路同时传输方法可以描述为：首先，选择所有链路中链路性能评价值最优的链路，该链路的性能值设定为[Ebest]；然后，将所有链路性能值和[Ebest]进行比较；最后，根据所有链路选择评价的结果进行链路选择，将数据传输切换到最优选链路集合上。其实施例如下：
步骤1：链路性能评价
为了更准确地评价链路性能，本方法综合考虑链路的时延和带宽等性能指标，根据以上步骤预测得到链路时延和带宽，将备选链路性能参数和主链路进行比较得到链路评价值，评价公式如公式1所示。 步骤3：链路切换
将数据传输切换到步骤2所选择的最优选链路集合上。跳转到步骤1。
基于该方法的电力通信网络数据传输可以充分利用现有异构资源，在保障和提升电力通信网络可靠性的同时，充分利用通信网络资源，提升全球能源互联网中“神经网络”的可靠性和高效性。基于最优选链路集合的多路径同时传输方法应用与电力通信网络中，在电力通信通道发生故障前提前将链路切换到优选链路集合中，保障电力通信网络业务持续传输，为电力通信网络状态检修提供技术支撑。
基于以上方法可以实现电网通信网络设备故障精确诊断功能实现对平台接入设备运行过程中出现的故障进行快速诊断分析定位、协助运维检修人员快速排查故障、解决故障，并将故障诊断结果与设备检修流程高效融合，实现故障诊断、故障分析定位、运维检修一体化。同时，通过运维检修流程的规范化和标准化，对运维检修流程实施跟踪与处理，实现运维检修各环节透明化、规范化。通过上述这些功能实现设备故障诊断、故障分析定位、运维检修、流程跟踪各环节高度融合，达到有效减轻运维工作量、提高运维检修效率、提升平台的可靠性指标，从而为企业生产和经营运行提供安全可靠保障。
3 结束语
针对流控制传输协议SCTP在链路故障检测过程中存在延后问题，特别是在数据传输的主链路发生故障性能下降时，链路切换不能有效及时动作的问题。本文结合电力通信网络特点分析了多链路同时传输方法，将基于最优选链路集合多链路同时传输方法引入电力通信网络信息通信传输中；采用基于最优选链路集合多链路同时传输方法进行多链路同时传输能够在链路性能恶化及时、准确地进行主链路自动切换，提升电网信息通信系统和设备的可用率，提升运维检修效率，提升现有检修模式和故障诊断效率等问题，更好的提升运维检修能力和效率。因此，基于最優选链路集合多链路同时传输方法降低了链路自动切换时间，为电力通信网络无缝切换奠定了基础，提高了电力通信网络通信传输的可靠性，保障全球能源互联网“神经网络”的可靠性和高效性。
参考文献：
[1] 李健， 陶洋. 基于SCTP多归属主机特性的多链路传输算法研究[J]. 重庆邮电学院学报：自然科学版， 2005， 17（4）： 491-494.
[2] 李凯. SCTP多路径同时传输中路径切换技术研究[D]. 保定： 华北电力大学， 2013.
[3] 肖世杰. 构建中国智能电网技术思考[J]. 电力系统自动化， 2009， 22（9）： 1-4.
[4] 董雪源， 王晓茹， 童晓阳， 等. 流控传输协议在电力通信网络信息传输中的应用[J]. 电力系统自动化， 2012， 36（16）： 89-94.
[5] 朱银涛， 彭珍， 杨芳， 等. 广域后备保护中多路径自动切换技术[J]. 北京邮电大学学报， 2015， 38（S1）： 53-57.
关键词：电力通信网络；流传输控制协议；多链路同时传输
中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）33-0219-02
1 研究背景
随着坚强智能电网的建设和全球能源互联网概念的提出，信息通信技术已渗入电网各环节，成为电网的核心中枢神经网。电网信息系统在大力提高各业务部门生产效率的同时趋于多元化，规模越来越大、系统间耦合程度和复杂程度也越来越高。这些原因导致运维工作量和难度逐渐增大，运维检修效率低下、故障诊断定位难度大，每年需投入运维人员与外部推广单位进行配合运维实施。而这些信息系统在未来一定时期内仍将具备“横向扩展和纵向深化”发展的特点，信息系统深化应用将成为常态化，已经实施的各个专业运维工具积累的运维数据具有分散性特征。
网络故障在电网信息通信系统故障类中的发生率占比超过50%，而数据传输信息丢失、带宽不足、路由状态错误、时延过大等情况，是网络故障的最常见情况，因此需要关键技术的研究，形成以通信网络信道性能预测、路径选择、路径切换为中心的核心技术，实现基于电网通信网络设备和网络故障精确诊断与分析技术的辅助决策方法。亟待研究以现有的网络性能监测技术为基础，通过方法优化、实际测试，实现满足实际需求的网络性能预警方法研究。
SCTP协议作为有广阔应用前景的下一代传输协议，具有很多值得研究和应用的新特性，多归属主机特性就是其中之一[1]。越来越多的终端配备了多接口为多链路同时传输的应用提供了方便，能够在所有链路上传输数据从而使得网络资源利用最大化[2]。
随着特高压、智能电网向全球能源互联网的新阶段转变。电网企业在保障供电可靠性提高的同时，保障有效实现网络互联的重要性日益凸显。在全球能源互联网的建设过程中，电力通信网络重要性日益突出，如何提高电力通信网络可靠性，保障好全球能源互联网的“神经网络”，近年来得到国内外学者的广泛关注[3]。目前，电力通信网络的信息传输仍然基于传统的传输层协议TCP或者UDP，在由于极端自然灾害引发的倒杆塔、断线事故中传统传输层协议无法执行链路自动切换，影响通信信息传输的可靠性。董雪源等提出了将SCTP应用于电力通信网络信息传输的方法，使得电力通信网络系统在电力通信网络与输电线路统一故障时能够迅速可靠动作[4]。
为解决以上问题，本问将基于最优选链路集合的多条链路同时传输方法应用到电力通信网络中。针对SCTP协议特征进行链路选择，得到最优选链路集合；将链路传输切换到最优选链路集合上进行多链路同时传输。该方法可以优选多条链路的集合同时进行电网通信数据传输，优选链路集合根据链路状态实时变化，有效隔离电网通信中各类故障问题，有效提升电力通信网络的可靠性，并且提高通信网络资源的利用率和数据传输效率。
2 电力通信网络中多链路同时传输
2.1 基于SCTP协议的电力通信网络通信信息传输
当前电力通信网络中，为有效保证电力通信数据传输可靠性，通过不同方式提供了多条数据传输链路，这些链路往往是异构的，当前电力通信网络中链路两个通信站点间均存在冗余链路的基礎上，如何能够有效利用异构网络资源显得尤为重要，为SCTP协议的应用和发挥作用提供良好的基础环境。
目前电网通信网络设备型号及数量规模越来越大、产品种类越来越多、设备也越来越复杂，很难对具体原因进行分析、定位，对于出现故障的设备无法做出快速响应，运维检修难度较大，需要开展对网络通道故障的分析、精确定位，以及检修过程精益化管控的研究和应用。
2.2 电力通信网络中多链路同时传输
为了应对SCTP协议多链路同时传输中多条链路性能不均衡导致缓冲区溢出的问题，本文分别将基于SCTP多链路同时传输方法引入到电力通信网络数据传输中，提出多条链路同时进行数据传输，出现故障及时切换的预防性设备状态检修方法，提升电网通信网络可靠性和稳定性。
首先基于MPLS技术在两个通信站点间建立多条链路，然后将SCTP多链路同时传输应用到传输层中，实现电力通信网络的多链路同时传输。
2.3 基于最优选链路集合的多链路同时传输方法
本文首先对电网通信网络中多条链路进行链路性能评价，优选出链路性能优选集合，根据相应方法进行链路切换。链路切换方法使用参考文献[5]所提出的链路性能切换方法。以信息技术、网络技术、通信技术、电子技术等为基础，采用基于自适应滤波算法、综合性能评价方法等，对电网通信网络传输通道进行时延带宽预测、主路径选择和自动切换，从而提升网络通道故障定位效率和数据传输稳定性；通过与现有设备检修流程高效融合，在设备运维检修过程中，实现对运维检修各环节中所涉及的检修人员、响应时间、检修流程进行全过程跟踪，从而提升检修效率。
基于最优选链路集合多链路同时传输方法可以描述为：首先，选择所有链路中链路性能评价值最优的链路，该链路的性能值设定为[Ebest]；然后，将所有链路性能值和[Ebest]进行比较；最后，根据所有链路选择评价的结果进行链路选择，将数据传输切换到最优选链路集合上。其实施例如下：
步骤1：链路性能评价
为了更准确地评价链路性能，本方法综合考虑链路的时延和带宽等性能指标，根据以上步骤预测得到链路时延和带宽，将备选链路性能参数和主链路进行比较得到链路评价值，评价公式如公式1所示。 步骤3：链路切换
将数据传输切换到步骤2所选择的最优选链路集合上。跳转到步骤1。
基于该方法的电力通信网络数据传输可以充分利用现有异构资源，在保障和提升电力通信网络可靠性的同时，充分利用通信网络资源，提升全球能源互联网中“神经网络”的可靠性和高效性。基于最优选链路集合的多路径同时传输方法应用与电力通信网络中，在电力通信通道发生故障前提前将链路切换到优选链路集合中，保障电力通信网络业务持续传输，为电力通信网络状态检修提供技术支撑。
基于以上方法可以实现电网通信网络设备故障精确诊断功能实现对平台接入设备运行过程中出现的故障进行快速诊断分析定位、协助运维检修人员快速排查故障、解决故障，并将故障诊断结果与设备检修流程高效融合，实现故障诊断、故障分析定位、运维检修一体化。同时，通过运维检修流程的规范化和标准化，对运维检修流程实施跟踪与处理，实现运维检修各环节透明化、规范化。通过上述这些功能实现设备故障诊断、故障分析定位、运维检修、流程跟踪各环节高度融合，达到有效减轻运维工作量、提高运维检修效率、提升平台的可靠性指标，从而为企业生产和经营运行提供安全可靠保障。
3 结束语
针对流控制传输协议SCTP在链路故障检测过程中存在延后问题，特别是在数据传输的主链路发生故障性能下降时，链路切换不能有效及时动作的问题。本文结合电力通信网络特点分析了多链路同时传输方法，将基于最优选链路集合多链路同时传输方法引入电力通信网络信息通信传输中；采用基于最优选链路集合多链路同时传输方法进行多链路同时传输能够在链路性能恶化及时、准确地进行主链路自动切换，提升电网信息通信系统和设备的可用率，提升运维检修效率，提升现有检修模式和故障诊断效率等问题，更好的提升运维检修能力和效率。因此，基于最優选链路集合多链路同时传输方法降低了链路自动切换时间，为电力通信网络无缝切换奠定了基础，提高了电力通信网络通信传输的可靠性，保障全球能源互联网“神经网络”的可靠性和高效性。
参考文献：
[1] 李健， 陶洋. 基于SCTP多归属主机特性的多链路传输算法研究[J]. 重庆邮电学院学报：自然科学版， 2005， 17（4）： 491-494.
[2] 李凯. SCTP多路径同时传输中路径切换技术研究[D]. 保定： 华北电力大学， 2013.
[3] 肖世杰. 构建中国智能电网技术思考[J]. 电力系统自动化， 2009， 22（9）： 1-4.
[4] 董雪源， 王晓茹， 童晓阳， 等. 流控传输协议在电力通信网络信息传输中的应用[J]. 电力系统自动化， 2012， 36（16）： 89-94.
[5] 朱银涛， 彭珍， 杨芳， 等. 广域后备保护中多路径自动切换技术[J]. 北京邮电大学学报， 2015， 38（S1）： 53-57.