一种用于配用电通信网的EPON流量控制方法技术

本发明专利技术涉及一种用于配用电通信网的EPON流量控制方法，实现方法如下：步骤1：计算连接到某个光网络单元ONU的单个用户终端设备CPE X的总传输时间；步骤2：计算单个用户终端设备CPE X传输在光网络单元ONU处产生的缓存占用；步骤3：设计基于上行传输窗口的用户终端设备CPE X流量时序调度策略。本方法通过对用户终端设备CPE流量进行时序调度，降低了用户终端设备CPE流量在光网络单元ONU的缓冲区占用率，使得光网络单元ONU在降低缓冲器容量的情况下，仍然可以高质量的转发来自用户终端设备CPE的数据至光线路终端OLT，降低了光网络单元ONU缓冲器的能量消耗。

【技术实现步骤摘要】
一种用于配用电通信网的EPON流量控制方法
本专利技术涉及一种用于配用电通信网的EPON流量控制方法，其属于流量控制方法领域。
技术介绍
配用电通信网是智能电网基础设施的关键组件，建设满足配用电业务通信需求的电力通信接入网络，是实现智能电网的重要先决条件。配用电通信网络承载的业务种类多元化，能够承载配电自动化，用户用电信息采集，配用电视频监控等业务。作为配用电通信网接入技术，应在多业务接入，业务的QOS保障，网络和信息的安全等几个方面满足需求，以适应现有及未来各种业务的发展。以太网无源光网络(EPON)技术作为目前在电力通信中被广泛认可并应用的接入网技术，利用光纤作为传输介质，具有高带宽和高QoS保障，与配用电网网络结构一致，不仅能够在上述几个方面很好的符合用户综合业务接入的需求，符合技术发展的方向，而且使基于以太网的接入传输系统成本大大降低。随着智能电网建设和发展的不断深入，新型智能电网业务不断涌现。电力通信网的规模不断壮大及电网智能化应用向配用电侧延伸，配用电通信网络中接入的设备不断增加，网络的规模也在不断扩大，配电业务也将在原来的基础上发展和扩充，电力数据通信中的突发大数据流以及视频类业务给配用电通信网带来巨大的流量冲击，使得内部网络节点的堵塞。针对这种情况，实现配用电通信网业务流量的有效管控，可以缓解流量阻塞，降低传输时延，优化传输效果，从而提高业务质量。为了解现有技术的发展状况，对已有的论文和专利进行了检索、比较和分析，筛选出如下与本专利技术相关度比较高的技术信息：技术方案1:专利号为CN102355425B的《一种网络流量控制方法和设备》专利，涉及一种网络流量控制方法，主要通过以下步骤完成：第一，检测网络设备的实际下行流量；第二，检测网络设备的实际下行流量；第三，计算所述下行流量与预先设定的下行流量之间的误差e；第四，根据PID(ProportionIntegrationDifferentiation比例积分微分)控制公式对所述误差进行PID输出量的计算；第五，根据计算的所述PID输出量和所述下行流量计算上行流量的缩放比例；第六，根据所述缩放比例调整所述上行流量阈值。技术方案2:专利号为CN102724123B的《网络流量控制方法及控制装置》专利，涉及一种网络流量控制方法，对网络中的网络节点进行接收数据流量控制的过程，主要通过以下步骤完成：第一，检测并获取网络节点的接收数据流速；第二，计算网络节点的接收数据流速在第一设定时间内的平均接收流速，并将平均接收流速与设定接收流速阈值进行比较；第三，若平均接收流速大于设定接收流速阈值，则判定相应的网络节点为流控对象；第四，对流控对象进行带宽峰值的控制。对网络中的网络节点进行发送数据流量控制的过程，主要通过以下步骤完成：第一，检测并获取网络节点的发送数据流速；第二，计算网络节点的发送数据流速在第四设定时间内的平均发送流速，并将平均发送流速与设定发送流速阈值进行比较；第三，若平均发送流速大于设定发送流速阈值，则控制网络节点以设定发送流速阈值作为发送数据流速发送数据。技术方案3:专利号为CN103812897A的《一种网络流量控制的方法及装置》专利，涉及一种网络流量控制方法，主要通过以下步骤完成：第一，确认终端开启网络流量控制功能后，监测用以表征终端的网络使用情况的第一参数；第二，在确认第一参数达到设定阈值时，对该终端当前使用的基于网络连接的业务进行阻塞，并向指定方发送控制请求；第三，根据接收到的指定方针对该控制请求的反馈信息，确定是否继续上述业务。但上述方案均存在技术缺陷，例如，技术方案1采用一种通过调整上行流量阈值的网络流量控制方法。本专利技术通过PID控制公式对实际下行流量与预先设定的下行流量之间的误差进行PID输出量的计算；根据计算的PID输出量和下行流量计算上行流量的缩放比例并根据缩放比例调整上行流量阈值。通过对网络设备的上行流量和下行流量的关联调整和动态控制，针对下行流量的实际情况增大或者缩减上行流量，实现了对自身缺乏流控机制的应用(如P2P流媒体等UDP流量)的流量控制，充分利用了网络带宽。进一步地，通过设定自适应函数来评估控制误差和平滑度，根据计算的自适应函数的值对离散PID控制公式的三个参数kp、kp或ki进行增或减的周期性自适应调节，使PID参数逐步趋向最佳组合，经过一段时间的自适应过程，PID的三个参数可以匹配上当前网络的部署环境，实现对流量精确平滑的控制效果。进一步地，当线路负载所占线路带宽的比例达到预先设定的值时，调节预先设定的下行流量阈值，可以在关键业务启动后进行流量的退避，保证关键业务的正常运转。但此类方法的缺点是并没有对流量拥塞进行直接缓解和控制；技术方案2采用一种将网络中各网络节点的网络流量使用作为分析和控制依据的网络流量控制方法。对网络中的网络节点进行接收数据流量控制，检测并获取网络节点的接收数据流速，计算网络节点的接收数据流速在第一设定时间内的平均接收流速，并将平均接收流速与设定接收流速阈值进行比较，若平均接收流速大于设定接收流速阈值，则判定相应的网络节点为流控对象，对流控对象进行带宽峰值的控制。网络带宽的利用率为C，流控对象的数量为D，网络总带宽为E，则控制每个流控对象的基准带宽峰值F为F＝(E/D)*(1-C％)；然后，以基准带宽峰值为基准对流控对象的实际带宽峰值进行控制。对网络中的网络节点进行发送数据流量控制，检测并获取网络节点的发送数据流速，计算网络节点的发送数据流速在第四设定时间内的平均发送流速，并将平均发送流速与设定发送流速阈值进行比较，若平均发送流速大于设定发送流速阈值，则控制网络节点以设定发送流速阈值作为发送数据流速发送数据。本专利技术将网络中网络节点的网络流量使用情况作为分析和控制的依据，对网络用户进行带宽峰值的控制，实现了基于网络节点使用行为特征的网络流量控制，无需依赖于应用协议，也不需要对数据进行分类识别，控制过程简单，实时性强，控制效率和准确率高。但此类方法的缺点是将所有流控节点同等对待，平均分配带宽，并未考虑业务优先级问题；技术方案3采用一种基于终端网络流量使用情况的流量控制方法。在确认终端开启网络流量控制功能后，监测用以表征所述终端的网络使用情况的第一参数，来监测该终端是否过度使用网络，第一参数具体包括：所述终端已使用的网络流量的累计量；所述终端的网络流量的剩余量；所述终端使用网络流量的时间累计量；所述终端的使用网络流量的剩余时长。在确认该终端过度使用网络时，即所述第一参数达到设定阈值时，对当前使用的基于网络连接的业务进行阻塞，向指定方发送控制请求，并在根据指定方的反馈信息对当前使用的基于网络连接的业务进行相应控制，这样，就可以在产生网络流量之前暂停业务的使用，精确地控制终端使用网络的行为，解决了现有技术无法在产生网络流量之前或产生网络流量的过程中暂停业务的使用，导致无法精确地控制终端使用网络的问题。但此类方法的缺点是虽然对终端流量使用有所控制，但并没有对网络流量过高产生的流量阻塞产生直接控制和缓解。
技术实现思路
本专利技术所述要解决的技术问题是提供了一种用于配用电通信网的EPON流量控制方法，本方法通过对用户终端设备CPE流量进行时序调度，降低了用户终端设备CPE流量在光网络单元ONU的缓冲区占本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于配用电通信网的EPON流量控制方法，其特征在于：采用如下步骤：步骤1：计算连接到某个光网络单元ONU的单个用户终端设备CPE X的总传输时间；步骤2：计算单个用户终端设备CPE X传输在光网络单元ONU处产生的缓存占用；步骤3：设计基于上行传输窗口的用户终端设备CPE X流量时序调度策略。

【技术特征摘要】
1.一种用于配用电通信网的EPON流量控制方法，其特征在于：采用如下步骤：步骤1：计算连接到某个光网络单元ONU的单个用户终端设备CPEX的总传输时间；步骤2：计算单个用户终端设备CPEX传输在光网络单元ONU处产生的缓存占用；步骤3：设计基于上行传输窗口的用户终端设备CPEX流量时序调度策略。2.根据权利要求1所述的用于配用电通信网的EPON流量控制方法，其特征在于：所述步骤1计算连接到某个光网络单元ONU的单个用户终端设备CPEX的总传输时间的方法如下：将用户终端设备CPE开始向上行信道发送消息的时刻设为零时刻；数据包大小为Wx的用户终端设备CPE数据需要通过用户终端设备CPE送达至光网络单元ONU段以及光网络单元ONU送达至光线路终端OLT段，共两段；所述数据包的最后一位到达光网络单元ONU后，所述数据包的第一个位可以由光网络单元ONU传输到光线路终端OLT；计算用户终端设备CPEX数据流量开始到达所述光网络单元ONU时的时刻t2x，且此时开始占用缓冲区空间，t2x的计算公式(1)如下：t2x＝t1x+εx(1)其中，t1x表示用户终端设备CPEX开始上行传输的时刻；εx表示用户终端设备CPEX和其相连的光网络单元ONU之间的单方向传播时延；计算所述光网络单元ONU完成接收最后一个数据包的时刻t3x，用t3x表示光网络单元ONU完成对用户终端设备CPEX数据流量的接收的时刻，t3x的计算公式(2)如下：其中，Wx表示用户终端设备CPEX的上行传输窗口；V1表示用户终端设备CPEX上行传输比特率，单位是bit/s；计算所述光网络单元ONU完成发送最后一个数据包的时刻，用t5x表示光网络单元ONU完成对用户终端设备CPEX数据的上行传输的时刻，t5x的计算公式(3)如下：其中，S表示最大的数据包大小[位]；V2表示光网络单元ONU上行传输比特率，单位是bit/s；计算单个用户终端设备CPEX的总传输时间T的公式(4)如下：T＝t5x+λ(4)其中，T表示连接到某个光网络单元ONU的单个用户终端设备CPEX的总传输时间；λ表示光线路终端OLT和光网络单元ONU之间的单方向传播时延；依据上述计算可以计算在单个用户终端设备的情况下，光网络单元ONU可以开始上行传输的最早时间；为了能够使光网络单元ONU在时刻t5x-S/V2开始传输最后一个数据包，所有先前的数据包必须已经由光网络单元ONU在时刻t5x-S/V2之前发送完毕；那么，光网络单元ONU应当此时开始上行传输，t4x的计算公式如下：则光网络单元ONU可以在时刻t5x之前完成了Wx位数据包的用户终端设备CPE数据传输。t4x表示光网...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡文建，钟成，刘彦军，苏汉，张益辉，赵会峰，郭家伟，张立新，何利平，李霞，孙玲，徐良燕，赵灿，杨宇皓，吴晓云，王琳，马岩，孙静，王飞，王珂，王代远，张郁，张伟，吴涛，
申请(专利权)人：国家电网公司，国网河北省电力公司，国网河北省电力公司石家庄供电分公司，
类型：发明
国别省市：北京,11