一種異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸和保持方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及通信數(shù)據(jù)傳輸?shù)募夹g(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸和保持方法。
【背景技術(shù)】
[0002]傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用范圍越來越廣，數(shù)量越來越多。目前，傳感器網(wǎng)絡(luò)通常是接入個人計算機(jī)或者局域網(wǎng)，這樣的接入方式不便于對多個傳感器網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行監(jiān)控，并且不便于對采集的大量數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析。
[0003]傳感器網(wǎng)絡(luò)通過無線通信鏈路傳送數(shù)據(jù)，無線通信鏈路的物理層可靠性較低，有較高的差錯概率。有線通信鏈路的物理層性能穩(wěn)定，通信質(zhì)量較高，可以提供電信級的QoS (Quality of Service，服務(wù)質(zhì)量)保障。
[0004]通過對有線通信鏈路系統(tǒng)擴(kuò)展無線業(yè)務(wù)接口形成融合性異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)，可以集中控制有線和無線業(yè)務(wù)，統(tǒng)一實現(xiàn)多業(yè)務(wù)遠(yuǎn)程管理、維護(hù)和業(yè)務(wù)發(fā)放等。該系統(tǒng)充分利用有線通信的可靠性，便于運營商實現(xiàn)多種業(yè)務(wù)的接入。這樣的異類物理鏈路的接入如何實現(xiàn)是本發(fā)明要解決的重要技術(shù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點與不足，提供一種異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸和保持方法，該方法實現(xiàn)了在現(xiàn)有ΕΡ0Ν系統(tǒng)的基礎(chǔ)上將多個傳感器網(wǎng)絡(luò)通過EPON (EthernetPassive Optical Network，以太無源光纖網(wǎng)絡(luò))匯聚接入核心網(wǎng)，以便實現(xiàn)多個傳感器網(wǎng)絡(luò)的綜合管理、綜合分析、集中調(diào)度，更便于采集、分析、處理來自多個傳感器網(wǎng)絡(luò)的大數(shù)據(jù)。
[0006]本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實現(xiàn):
[0007]—種異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸和保持方法，包括下列步驟:
[0008]S1、上行方向數(shù)據(jù)傳輸，0NU光網(wǎng)絡(luò)單元接收傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器的上行數(shù)據(jù)，將所述上行數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)幀封裝在ΕΡ0Ν數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)的凈荷部分，調(diào)用QoS處理策略，對不同的傳感器網(wǎng)絡(luò)，人工對應(yīng)設(shè)置不同的優(yōu)先級，將反映優(yōu)先級的字段寫入以太網(wǎng)幀的頭域中，分別送到相應(yīng)的優(yōu)先級隊列，若所述0NU光網(wǎng)絡(luò)單元的發(fā)送時隙到達(dá)，則0NU光網(wǎng)絡(luò)單元發(fā)送各個優(yōu)先級隊列的數(shù)據(jù)，優(yōu)先權(quán)級別高的數(shù)據(jù)流先發(fā)送；通過0DN光分配網(wǎng)絡(luò)將ΕΡ0Ν數(shù)據(jù)幀傳輸?shù)?LT光線路終端，然后送往核心網(wǎng)中的傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理中心的接口 ；
[0009]S2、下行方向數(shù)據(jù)傳輸，0LT光線路終端接收核心網(wǎng)中的傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理中心的下行數(shù)據(jù)，通過0DN光分配網(wǎng)絡(luò)將ΕΡ0Ν數(shù)據(jù)幀傳輸?shù)?NU光網(wǎng)絡(luò)單元，并在所述0NU光網(wǎng)絡(luò)單元中解封裝后恢復(fù)成符合傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器有線業(yè)務(wù)接口格式的異類數(shù)據(jù)幀，然后送往所述傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器發(fā)送。
[0010]優(yōu)選的，所述步驟S1具體為:
[0011]S11、所述0NU光網(wǎng)絡(luò)單元接收傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器的上行數(shù)據(jù)；
[0012]S12、完成所述ONU光網(wǎng)絡(luò)單元上下行控制器的配置，實現(xiàn)上下行數(shù)據(jù)通道的控制;
[0013]S13、對接收到的所述上行數(shù)據(jù)進(jìn)行分類提取，提取數(shù)據(jù)長度、正文和校驗碼，然后分配不同的存儲空間進(jìn)行存儲，所述存儲空間包括正文區(qū)、長度區(qū)、校驗碼區(qū)，分別對所述上行數(shù)據(jù)進(jìn)行長度計數(shù)檢驗和CRC檢驗，若計數(shù)值等于上述數(shù)據(jù)長度并且CRC校驗正確，則將存儲的正文和長度作為上行以太網(wǎng)幀凈荷數(shù)據(jù)并跳至下一步驟，若計數(shù)不正確或者CRC校驗有誤的數(shù)據(jù)幀將被丟棄；
[0014]S14、將所述上行以太網(wǎng)幀凈荷數(shù)據(jù)組裝成ΕΡ0Ν數(shù)據(jù)幀；
[0015]S15、將所述以太網(wǎng)幀進(jìn)行優(yōu)先級設(shè)置后分別送入相應(yīng)的優(yōu)先級隊列進(jìn)行緩存，根據(jù)所述QoS處理策略，輸出高優(yōu)先級的ΕΡ0Ν數(shù)據(jù)幀，實現(xiàn)不同優(yōu)先級隊列在多隊列存儲區(qū)域的調(diào)度；
[0016]S16、所述0LT光線路終端通過所述0DN光分配網(wǎng)絡(luò)接收ΕΡ0Ν數(shù)據(jù)幀；
[0017]S17、所述0LT光線路終端將待發(fā)送的上行ΕΡ0Ν數(shù)據(jù)幀送往核心網(wǎng)中的傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理中心的接口。
[0018]優(yōu)選的，所述步驟S2具體為:
[0019]S21、所述0LT光線路終端接收核心網(wǎng)中的傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理中心的下行數(shù)據(jù)；
[0020]S22、所述0LT光線路終端通過所述0DN光分配網(wǎng)絡(luò)發(fā)送ΕΡ0Ν數(shù)據(jù)幀；
[0021]S23、所述0NU光網(wǎng)絡(luò)單元通過所述0DN光分配網(wǎng)絡(luò)接收ΕΡ0Ν數(shù)據(jù)幀；
[0022]S24、所述0NU光網(wǎng)絡(luò)單元對上述ΕΡ0Ν數(shù)據(jù)幀進(jìn)行CRC校驗，將校驗有誤的ΕΡ0Ν數(shù)據(jù)幀丟棄，將校驗無誤的ΕΡ0Ν數(shù)據(jù)幀進(jìn)行地址校驗，對于源MAC地址不同于所述0LT光線路終端的MAC地址或目的MAC地址不同于所述0NU光網(wǎng)絡(luò)單元的MAC地址的ΕΡ0Ν數(shù)據(jù)幀進(jìn)行丟棄，然后對該ΕΡ0Ν數(shù)據(jù)幀進(jìn)行長度校驗，對于不符合長度范圍的ΕΡ0Ν數(shù)據(jù)幀進(jìn)行丟棄；根據(jù)長度指示，取出凈荷域幀號及相應(yīng)長度數(shù)據(jù)后恢復(fù)成符合傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器有線業(yè)務(wù)接口格式的異類數(shù)據(jù)幀，而后發(fā)送；
[0023]S25、將所述異類數(shù)據(jù)幀進(jìn)行存儲，同時判斷是否有丟失數(shù)據(jù)幀，如果有丟失則上報，如果沒有丟失跳至下一步驟；
[0024]S26、完成所述0NU光網(wǎng)絡(luò)單元上下行控制器的配置，實現(xiàn)上下行數(shù)據(jù)通道的控制，并將下行數(shù)據(jù)發(fā)送至所述傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器。
[0025]優(yōu)選的，所述QoS策略處理包括設(shè)置優(yōu)先級標(biāo)志和優(yōu)先級隊列調(diào)度表，根據(jù)用戶需要，可以將不同0NU光網(wǎng)絡(luò)單元對應(yīng)的傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)設(shè)置成不同優(yōu)先級標(biāo)志，并設(shè)置ΕΡ0Ν幀頭中相應(yīng)優(yōu)先級域值，上行幀分類緩存時，優(yōu)先級標(biāo)志被讀取，形成幀與優(yōu)先級對應(yīng)的優(yōu)先級隊列調(diào)度表，控制多隊列緩存器。
[0026]優(yōu)選的，所述傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器的空中接口的上行數(shù)據(jù)和下行數(shù)據(jù)為符合IEEE802.15.4 協(xié)議的 zigbee 信號。
[0027]本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的優(yōu)點及效果:
[0028]1)本發(fā)明的設(shè)計中采用ΕΡ0Ν接入，將多個傳感器網(wǎng)絡(luò)采集的大量數(shù)據(jù)匯聚到核心網(wǎng)中，便于實現(xiàn)分析、監(jiān)測、建模、建庫等綜合應(yīng)用。本發(fā)明充分利用了光纖通信的可靠性，并在ΕΡ0Ν系統(tǒng)中融合傳感器網(wǎng)絡(luò)。
[0029]2)本發(fā)明的設(shè)計中，通過測試系統(tǒng)的丟包率和吞吐量等可以測試PHY層和MAC層之間接口的基本功能和數(shù)據(jù)通信的功能，通過測量各類數(shù)據(jù)的時延可以測得系統(tǒng)QoS機(jī)制的功能，最高優(yōu)先級的數(shù)據(jù)至最低優(yōu)先級的數(shù)據(jù)時延依次增加，抖動依次增加。
[0030]3)本發(fā)明設(shè)計使得異類數(shù)據(jù)在異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中傳輸時QoS得到保障，實現(xiàn)不同服務(wù)等級的數(shù)據(jù)流的傳輸，同時異類數(shù)據(jù)所包含的QoS參數(shù)被保持在數(shù)據(jù)流中。
【附圖說明】
[0031]圖1是本發(fā)明中ΕΡ0Ν系統(tǒng)為基礎(chǔ)的異類數(shù)據(jù)接入的異構(gòu)融合網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖；
[0032]圖2是本發(fā)明中0NU側(cè)異類數(shù)據(jù)傳輸模塊實現(xiàn)功能框圖；
[0033]圖3是本發(fā)明中異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸和保持方法的上行數(shù)據(jù)傳輸流程圖；
[0034]圖4是本發(fā)明中異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸和保持方法的下行數(shù)據(jù)傳輸流程圖；
[0035]圖5是本發(fā)明中ΕΡ0Ν以太網(wǎng)幀結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036]圖6是本發(fā)明中0NU側(cè)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器功能框圖；
[0037]圖7是本發(fā)明中0NU側(cè)上行幀緩存器的狀態(tài)機(jī)圖；
[0038]圖8是本發(fā)明中0NU側(cè)上行幀封裝器的狀態(tài)機(jī)圖；
[0039]圖9是本發(fā)明中0NU側(cè)下行幀解析器的狀態(tài)機(jī)圖；
[0040]圖10是本發(fā)明中0NU側(cè)下行幀緩存器的狀態(tài)機(jī)圖；
[0041 ] 圖11是本發(fā)明中0NU側(cè)下行控制器的狀態(tài)機(jī)圖；
[0042]圖12是本發(fā)明中0NU側(cè)上行控制器的狀態(tài)機(jī)圖；
[0043]圖13是IEEE802.3幀中實現(xiàn)DiffServ的示意圖；
[0044]圖14是本發(fā)明中上行幀隊列器中多隊列緩存器支持?jǐn)?shù)據(jù)區(qū)分的優(yōu)先級隊列調(diào)度示意圖；
[0045]圖15是本發(fā)明中優(yōu)先級隊列輸出狀態(tài)機(jī)圖。
【具體實施方式】
[0046]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚、明確，以下參照附圖并舉實施例對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0047]一、系統(tǒng)簡介
[0048]ΕΡ0Ν基于光纖傳輸，提供多種網(wǎng)絡(luò)側(cè)和用戶側(cè)接口，適配多種接入技術(shù)以及多種應(yīng)用環(huán)境。為了增加網(wǎng)絡(luò)的移動型，在ΕΡ0Ν系統(tǒng)中增加無線接口，形成異構(gòu)融合網(wǎng)絡(luò)，該異構(gòu)融合網(wǎng)絡(luò)將傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點采集的大量數(shù)據(jù)通過光纖傳輸匯聚到核心網(wǎng)。該網(wǎng)絡(luò)具備多種優(yōu)勢，既提供大帶寬，適用于大數(shù)據(jù)量傳輸，又支持移動接入，可以靈活多變地使用寬帶業(yè)務(wù)。
[0049]傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)