一种主被动探针协同测量配用电通道质量的方法与流程

本发明涉及一种主被动探针协同测量配用电通道质量的方法，其属于配电网运行智能化方面的技术，尤其涉及配用电通道质量测量的方法。

背景技术：

随着智能电网的告诉发展，配用电通信网络的业务种类也趋于多样化，大量业务对支撑网络有很高的要求。在众多通信介质中，光纤通信凭借其高速率、高可靠性的优势成为电力通信系统的主流技术之一。随着业务的多样化及高速化发展,接入网也需要更高的速率及可靠性保障。同时国际主流无源光网络EPON技术也进入了研究者的视野。

现有技术中有专利号为CN105591814A的《一种在线监测E1通道质量的方法及其监测系统》专利，该发明公开了一种在线监测E1通道质量的方法及其监测系统，通过在E1通道物理层设置AD转换模块，链路层设置FPGA模块，网络层设置CPU模块，实现了在不中断既有E1通道前提下，连续不间断的对通道进行监测，实现在物理层到网络层范围内监测通道质量。该发明能够在通道发生故障时发出告警，在通道质量下降时发出预警。监控中心可以通过分析，锁定通道故障范围，预测通道中断的发生，使监控中心及时掌握整体E1通道的通信质量。

现有技术中有专利号为CN104299141A的《数据处理方法及装置》专利，属于计算机技术领域。该专利包括：获取与每个第一资源账户对应的资源转移服务器的通道质量参数；根据每个通道质量参数选择满足使用条件的通道；对选择出的通道进行提示，该提示用于指示从选择出的通道所对应的第一资源账户向与物品提供方关联的第二资源账户转移兑换资源。所述装置包括：第一获取模块、通道选择模块和通道提示模块。该专利解决了第一资源账户对应的资源转移服务器的通道无法使用时，重新选择第一资源账户来转移兑换资源造成的资源转移效率较低的问题，达到了提高兑换效率的效果。

现有技术中有专利号为CN101155077的《一种IP网络中媒体网关之间的媒体通道质量检测方法》专利，提出了一种IP网络中媒体网关之间的媒体通道质量检测方法，包括以下步骤：主叫网关发起呼叫，发出的呼叫消息中带有导通检测指示；软交换向被叫网关转发所述呼叫消息，被叫网关收到的所述呼叫消息，对主叫网关的媒体信息解码后再发送给主叫网关；主叫网关向软交换发送导通检测包；在主叫网关接收端检查从被叫网关环回的媒体信息的质量。主叫网关检测完毕，发出通知消息通知软交换，软交换上报检测结果给维护台。通过该发明可以解决基于IP网络中媒体网关之间的媒体通道质量检测，提高通话质量。

可现有技术是有缺陷，例如专利号为CN105591814A的《一种在线监测E1通道质量的方法及其监测系统》专利虽然公开了一种在线监测E1通道质量的方法及其监测系统，能够在通道发生故障时发出告警，在通道质量下降时发出预警。监控中心可以通过分析，锁定通道故障范围，预测通道中断的发生，使监控中心及时掌握整体E1通道的通信质量。但是该装置只能监测E1通道，对于整个光纤通道的监测力度不够。

例如专利号为CN104299141A的《数据处理方法及装置》专利，虽然包括获取与每个第一资源账户对应的资源转移服务器的通道质量参数；根据每个通道质量参数选择满足使用条件的通道；对选择出的通道进行提示，该提示用于指示从选择出的通道所对应的第一资源账户向与物品提供方关联的第二资源账户转移兑换资源。但是该技术仅涉及了对通道的选取，缺少在配用电通信网下的具体实现。

例如专利号为CN101155077的《一种IP网络中媒体网关之间的媒体通道质量检测方法》专利，虽然可以解决基于IP网络中媒体网关之间的媒体通道质量检测，提高通话质量。但是该方案无法对EPON通道进行监测。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供了一种面向业务的主被动探针协同测量配用电通道质量的方法。

本发明采用的技术方案如下：

一种主被动探针协同测量配用电通道质量的方法，其步骤如下：

步骤一、将主被动探针A分别部署在数据中心和光线路终端OLT之间的路由器出口处，所述主被动探针A分别对所在路段的网络性能参数和流量参数进行复制，同时将主被动探针B部署在光线路终端OLT和光网络单元ONU之间，所述主被动探针B对所在路段的网络性能参数和流量参数进行复制；

所述网络性能参数包括时延状态值q_d、抖动状态值q_j、误码率状态值q_e和丢包率状态值q_i，所述时延状态值q_d、抖动状态值q_j、误码率状态值q_e和丢包率状态值q_i在每个通信业务中所占比率为d％、j％、e％和i％，其中d％+j％+e％+i％＝1，0≤d％,j％,e％,i％≤1；

所述流量参数包括平均速率V；

步骤二、通过所述步骤一中主被动探针A和主被动探针B采集到的网络性能参数，分别计算得到其所在段的服务质量Q，所述服务质量Q的计算公式(1)如下：

Q＝q_d·d％+q_j·j％+q_e·e％+q_i·i％,0≤q≤1,0≤q_d,q_j,q_e,q_i≤1 (1)

在一条配用电通道中传送k个业务，根据所述服务质量Q的计算公式(1)得到每个业务实例的服务质量分别是Q₁,Q₂,Q₃...,Q_k；每个业务实例的平均速率是V₁,V₂,V₃…,V_k，每个业务实例的平均速率在整条配用电通道上所占的比重分别是U₁,U₂,U₃…,U_k，且U_i＝V_i/(V₁+V₂+…+V_k)，i表示1～k中任一整数；

根据如下公式(2)计算得到一条配用电通道的综合质量S为：

S＝Q₁U₁+Q₂U₂+…+Q_kU_k (2)

步骤三、所述数据中心到光线路终端OLT之间共有m条配用电通道，其中每条配用电通道根据公式(1)和公式(2)计算得到一个对应的综合质量，即S₁，S₂，S₃，…，S_m；同时，所述光线路终端OLT到光网络单元ONU之间共有n条配用电通道，其中每条配用电通道根据公式(1)和公式(2)计算得到一个对应的综合质量，即S’₁，S’₂，S’₃，…，S’_n；所述m和n均是大于或等于1的整数；

分别根据综合质量S₁，S₂，S₃，…，S_m的大小和S’₁，S’₂，S’₃，…，S’_n的大小对其对应的配用电通道进行排序，将排序后的数据中心到光线路终端OLT之间的所有配用电通道和排序后光线路终端OLT到光网络单元ONU之间的所有配用电通道，进行匹配，得到一个匹配序列；

具体匹配方法如下：

生成一个随机数a，用数据中心到光线路终端OLT的配用电通道的数量m除以a取余得到b；则对于数据中心到光线路终端OLT之间的m条配用电通道，其综合质量排名第i的配用电通道与光线路终端OLT到光网络单元ONU之间的n条配用电通道中综合质量排名第(i+b)/n的配用电通道相匹配；

步骤四、经过一个测量周期后，即数据中心到光线路终端OLT的通道都被匹配过一遍后，更新匹配序列，即重复步骤一至步骤三；

步骤五、重复所述步骤四，由此实现配用电通道质量的实时监测。

本发明的有益效果如下：

本发明提出一种主被动探针协同测量配用电通道质量的方法，本方法通过在不同的位置部署主被动探针来采集网络性能和流量状态，由此计算出业务的服务质量与通道的综合质量，并制定出随机匹配策略。本方法通过旁路镜像的方式部署主被动探针，解决没有开放接口无法直接采集数据流量的问题。

附图说明

图1为主被动探针协同测量配用电通道质量的方法的构架示意图。

图2为主被动探针协同测量配用电通道质量的方法流程图。

具体实施方式

下面结合图1-图2和具体实施例对本发明做进一步说明。

如图1-图2所示，本实施例从配用电通信网的现状及配用电通信网业务对网络的要求出发,分析了电力系统现有各项业务对带宽和网络时延等其它网络质量参数,并结合配用电网业务多样性的发展需要,提出了主被动探针协同测量配用电通道质量的方法。

本实施例涉及一种主被动探针协同测量配用电通道质量的方法，其包括如下步骤：

智能配电通信业务的种类繁多且每类业务对通道的带宽和传输时延要求各不相同。配用电通信业务有智能配电终端通信业务、储能站状态监测业务、分布式能源站控制信息业务、设备运行状态监测业务、分布式能源站曲线预测信息业务、变压器用的信息采集业务和负荷求测管理业务。

此方法分为两个部分，首先对业务质量进行评价，然后根据业务质量的评价结果对配用电通道质量进行综合评价。

(1)业务的服务质量Q评价：

1)获取业务的服务质量Q的评价参数：

每种配用电通信业务对配网中的网络性能要求不同，将时延、抖动、误码率、丢失率作为网络性能的参数，将平均速率作为流量参数，通过这几个网络参数和流量参数对传输不同业务的配网通道质量进行测量。

2)计算业务的服务质量Q的评价参数：

在配网中配置主被动探针，测量配网通道中的网络性能参数和流量参数，并对这些参数进行计算，来评价业务的服务质量Q。

设网络性能的状态值用服务质量Q表示，其临界点为Q’；所述网络性能参数包括时延状态值、抖动状态值、误码率状态值和丢包率状态值；

所述时延状态值用q_d表示，其临界点为q'_d；所述抖动状态值用q_j表示，其临界点为q'_j；所述误码率状态值用q_e表示，其临界值为q'_e；所述丢包率状态值用q_i表示，其临界点为q′_i。

各个网络性能参数在每个通信业务中所占比率为d％，j％，e％，i％，并得到如下公式：

d％+j％+e％+i％＝1，0≤d％,j％,e％,i％≤1

Q＝q_d·d％+q_j·j％+q_e·e％+q_i·i％,0≤q≤1,0≤q_d,q_j,q_e,q_i≤1

每个通信业务对网络性能的状态值要求不同，所以可以用网络性能的状态值对配用电通信业务的质量进行评价。

(2)配用电通道的综合质量S的评价方法

设一条配用电通道的综合质量用S表示，传送k个业务，每个业务实例的服务质量用服务质量Q表示分别是Q₁,Q₂,Q₃…,Q_k；每个业务实例的平均速率是V₁,V₂,V₃…,V_k；每个业务实例的平均速率在整条配用电通道上所占的比重分别是U₁,U₂,U₃…,U_k，且U_i＝V_i/(V₁+V₂+…+V_k)，其中i为1～k中任一整数，则一条配用电通道的综合质量S的计算公式如下：

S＝Q₁U₁+Q₂U₂+…+Q_kU_k

当然，S的值越大改通道的综合质量越好。

在配用电的EPON网络中，多数接口不开放，所以采用主被动探针协同测量方法测量配用电通道的质量，测量方法如图1所示。

主被动探针协同测量配用电通道质量的方法为：在数据中心和光线路终端OLT旁路链接主被动探针，主被动探针对流量信息进行复制，探测光线路终端OLT到数据中心间通道的质量，然后在光线路终端OLT终端链接主被动探针，主被动探针对流量信息进行复制，实现对光线路终端OLT到光网络单元ONU的通道质量检测。

本实施例的具体测量方法如下：

Step 1：将主被动探针A部署在数据中心和光线路终端OLT之间，监测同期网络性能状态；将主被动探针B部署在光线路终端OLT和光网络单元ONU之间，监测同期网络流量状态。

Step 2：通过主被动探针A和主被动探针B采集相关数据，根据上文中的计算方法计算出数据中心到光线路终端OLT以及光线路终端OLT到光网络单元ONU两端不同光路的综合质量以及不同业务的服务质量。

Step 3：依据计算结果以从大到小的顺序将数据中心到光线路终端OLT以及光线路终端OLT到光网络单元ONU两段不同的光路进行匹配，得到一个匹配序列。具体的匹配过程如下：

生成一个随机数a，对数据中心到光线路终端OLT的配用电通道的数量m取余得到b，则数据中心到光线路终端OLT的通道中，综合质量排名第i的配用电通道就与光线路终端OLT到光网络单元ONU的n条配用电通道中排名第(i+b)/n的配用电通道相匹配。

Step 4：经过一个测量周期后，更新匹配序列。

Step 5：重复Step 4，由此实现配用电通道质量的实时监测。

基于主被动探针协同测量配用电通道质量实时监测策略的流程如图2所示。

上述详细说明是针对本发明可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明的等效实施或变更，均应包含于本案的专利保护范围中。