卫星帧中继网QoS控制方法与流程

本申请涉及网络qos(服务质量)保证领域，更具体地，涉及一种卫星帧中继网qos控制方法。

背景技术：

在网络传输中，通常采用qos控制方法来保证数据的传输质量。在一般的网络qos控制技术中，通常在单一的节点或端口执行qos控制，并且执行qos控制的网络参数配置通常是预先设置的。

然而，当诸如卫星帧中继网络(尤其是采用了诸如中国专利申请第201710165785.1号所记载的多链路结构的卫星帧中继网络)的网络结构变得复杂时，仅在单一节点或端口执行qos控制无法保证实际的数据传输质量。

此外，在具有多链路的卫星帧中继网中，当前可用带宽是动态变化的，无法预先知道。因此，现有技术中仅以预先设置的带宽参数执行qos控制的方式，无法在卫星帧中继多链路传输网这种复杂传输系统中满足业务质量的要求。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的上述问题，提出了本发明申请的构思。

在一个方面，本发明提供了一种卫星帧中继网的qos控制方法，所述卫星帧中继网包括业务主站、多个分流主站、多个分流小站和多个业务小站，所述业务主站具有第一端口以及第二端口，每个业务小站具有与所述业务主站的第一端口相对应的第三端口，所述业务主站与所述多个分流主站通信，所述分流主站能够经由至少两种类型的链路与所述分流小站通信，所述至少两种类型的链路包括卫星帧中继网链路，并且所述多个分流小站与所述多个业务小站一一对应地通信。所述qos控制方法包括：

当从所述业务主站和所述分流主站朝向所述分流小站和所述业务小站传输数据时，在所述业务主站的第一端口处，执行下行带宽qos控制，其用于将通过第一端口传输的数据的流量限制为不超过根据链路类型而设定的第一预定带宽；在所述业务主站的第二端口处，执行优先级qos控制，其用于在通过第二端口传输的数据的流量超过根据链路类型而设定的第二预定带宽时，控制所述业务主站不传输优先级低于预设值的业务数据；以及，在所述分流主站处，执行第一下行业务数据qos控制，其用于在通过所述分流主站发送的数据的流量超过发送链路的带宽时，对所述通过分流主站发送的数据的类型进行识别，并且控制所述分流主站仅传输所述通过分流主站发送的数据当中的业务数据和用于链路探测的数据；

当从所述业务小站和所述分流小站朝向所述分流主站和所述业务主站传输数据时，在所述业务小站的第三端口处，执行上行带宽qos控制，其用于将通过第三端口传输的数据的流量限制为不超过第三端口的带宽；以及，在所述分流小站处，执行上行业务数据qos控制，其用于在通过分流小站发送的数据的流量超过发送链路的带宽时，对所述通过分流小站发送的数据的类型进行识别，并且控制所述分流小站仅传输所述通过分流小站发送的数据当中的业务数据和用于链路探测的数据。

可选地，当用于传输数据的链路是卫星帧中继网链路时，所述第一预定带宽被设定为卫星帧中继网的下行载波带宽，并且执行优先级qos控制的步骤包括：在通过第二端口传输的数据的流量超过所述下行载波带宽或所述第二端口的带宽时，控制所述业务主站不传输优先级低于预设值的业务数据；当用于传输数据的链路不是卫星帧中继网链路时，所述第一预定带宽被设定为所述第一端口的带宽，所述第二预定带宽被设定为所述第二端口的带宽。

可选地，当用于传输数据的链路包括卫星帧中继网链路时，所述多个分流主站中的一个被用作调度分流主站，所述调度分流主站对从所述业务主站接收的数据进行分配，并且具有用于通过所述卫星帧中继网链路传输数据的第四端口。所述qos控制方法还包括：当从所述业务主站和所述分流主站朝向所述分流小站和所述业务小站传输数据时，在所述调度分流主站的第四端口处，执行第二下行业务数据qos控制，其用于在被分配为通过卫星帧中继网链路传输的数据的流量超过卫星帧中继网的下行载波带宽时，对数据的类型进行识别，并且控制所述调度分流主站仅传输所述被分配为通过卫星帧中继网链路传输的数据当中的业务数据和用于链路探测的数据。

可选地，所述qos控制方法还包括：检测所述第一端口的带宽、所述第二端口的带宽、所述第三端口的带宽、所述分流主站的发送链路的带宽和所述分流小站的发送链路的带宽。

可选地，检测所述第一端口的带宽的步骤包括：通过检测由所述分流主站提供的所述第一端口的接收时钟来获得所述第一端口的带宽，当检测到所述第一端口的接收时钟稳定并且所述第一端口的带宽的变化超过阈值时，利用当前的所述第一端口的带宽执行所述下行带宽qos控制。

可选地，检测所述第三端口的带宽的步骤包括：通过检测由所述分流小站提供的所述第三端口的发送时钟来获得所述第三端口的带宽，当检测到所述第三端口的发送时钟稳定并且所述第三端口的带宽的变化超过阈值时，利用当前的所述第三端口的带宽执行所述上行带宽qos控制。

可选地，所述qos控制方法还包括：当用于传输数据的链路是卫星帧中继网链路时，在第二端口处检测所述卫星帧中继网的下行载波带宽，并且在第四端口处检测所述卫星帧中继网的下行载波带宽。

可选地，在所述第四端口处直接获得所述下行载波带宽，当在所述第四端口处获得的下行载波带宽稳定时，利用当前获得的下行载波带宽执行所述第二下行业务数据qos控制。在第二端口处检测所述卫星帧中继网的下行载波带宽的步骤包括：由所述业务主站向所述第二端口告知所述卫星帧中继网的下行载波带宽，当所述业务主站告知的下行载波带宽稳定并且变化超过阈值时，利用当前告知的下行载波带宽执行所述优先级qos控制。

可选地，检测所述第二端口的带宽的步骤包括：通过检测由所述调度分流主站提供的所述第二端口的发送时钟来获得所述第二端口的带宽，当检测到所述第二端口的发送时钟稳定并且所述第二端口的带宽的变化超过阈值时，利用当前的所述第二端口的带宽执行所述优先级qos控制。

可选地，检测所述分流主站的发送链路的带宽和所述分流小站的发送链路的带宽的步骤包括：在分流主站的数据发送处，直接获得所述分流主站的发送链路的带宽，并且当检测到所述分流主站的发送链路的带宽稳定时，利用当前的所述分流主站的发送链路的带宽执行所述第一下行业务数据qos控制；以及，在分流小站的数据发送处，直接获得所述分流小站的发送链路的带宽，并且当检测到所述分流小站的发送链路的带宽稳定时，利用当前的所述分流小站的发送链路的带宽执行所述上行业务数据qos控制。

附图说明

通过参照附图对本发明构思的示例实施例进行详细描述，这些示例实施例的上述和其他特征和优点将变得更加清楚。附图旨在描述本发明构思的示例实施例，而不应当解释为限制权利要求的范围。在附图中：

图1示出了可应用根据本发明的qos控制方法的一种卫星帧中继网的示例；

图2示出了采用卫星帧中继网链路传输数据的基本结构；

图3a示出了根据本发明的qos控制方法在数据下行传输时的流程示例；

图3b示出了根据本发明的qos控制方法在数据上行传输时的流程示例；

图4a至图4e示出了对各种带宽进行检测的处理的示例。

具体实施方式

下面将参照附图详细描述本发明申请构思的示例性实施例。

然而，本发明申请构思可以按照许多不同的形式示例，并且不应理解为限于本文所阐述的示例性实施例。此外，提供这些实施例是为了使得本公开将是彻底而完整的，并且将向本领域的技术人员充分地传达本发明申请构思的范围。

应当理解的是，虽然在本文中使用了术语第一、第二等来描述各个元件，然而这些元件不应当被这些术语所限定。这些术语仅用于将一个元件与另一个元件区分开。例如，第一元件可被称作第二元件，并且类似地，第二元件可被称作第一元件，而没有背离本发明申请构思的示例实施例的范围。如在本文中所使用的那样，术语“和/或”包括一个或多个所列相关项目的任意和全部组合。

应当理解，当术语“包括”、“提供有”和/或“具有”用于示例性实施例中时，其指示了存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件，但并不排除存在或增加其他一个或多个特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或它们的组合。

本发明提供了一种卫星帧中继网的qos控制方法，在该方法中，根据卫星帧中继网的结构特点，在不同层次的设备、节点和端口进行qos控制，并且可选地可以根据带宽的变化调整qos配置，使得qos控制更加有效和准确。

图1示出了可应用所述qos控制方法的卫星帧中继网结构的一个示例。参照图1，该卫星帧中继网包括业务主站10、多个分流主站21-23、多个分流小站31-35和多个业务小站41-45。业务主站10与分流主站21-23进行通信，其间传输有业务数据；分流小站31-35与业务小站41-45一一对应地进行通信，其间传输有业务数据。分流主站21-23与分流小站31-35能够经由至少两种类型的链路进行通信。在图1的示例中，所述至少两种类型的链路包括诸如tdm-scpc(时分复用-单路单载波)的卫星帧中继网链路、地面专线链路和互联网链路，但是本发明构思不限于此，只要传输链路包括卫星帧中继网链路和至少一种其他类型的链路即可。

当从主站向小站传输数据(即，数据下行传输)时，业务主站10将业务数据传输至分流主站。分流主站根据当前各种类型的网络链路的可用性，确定当前用于数据传输的链路，并对业务数据进行处理以形成相应的链路数据包，通过相应的链路将链路数据包传输至分流小站31-35。分流小站31-35对接收到的链路数据包进行处理，得到其中包含的业务数据，并将所得的业务数据传输给对应的业务小站41-45。

当从小站向主站传输数据(即，数据上行传输)时，业务小站41-45将业务数据传输至相应的分流小站31-35。分流小站31-35根据当前各种类型的网络链路的可用性，确定当前用于数据传输的链路，并对业务数据进行处理以形成相应的链路数据包，并且通过相应的链路将链路数据包传输至分流主站。分流主站对接收到的链路数据包进行处理，得到其中包含的业务数据，并将所得的业务数据传输给业务主站10。

对于卫星帧中继网链路而言，数据下行传输采用一个共用的下行载波。无论数据要传输至几个小站，都是通过所述一个下行载波进行发送。下面结合图1和图2进一步说明在卫星帧中继网中主站侧与小站侧之间的数据传输。

图2示出了采用卫星帧中继网链路传输数据的基本结构。参照图2，在数据下行传输时，调度分流主站20从业务主站10接收数据，并将经由多个虚电路pvc传输的数据通过一个下行大载波传输至小站侧。多个分流小站31-35所接收的数据均来自该下行大载波。这里，调度分流主站20是图1所示的多个分流主站21-23中的一个，例如，将图1中的分流主站21设为图2的调度分流主站20。调度分流主站20对从业务主站10接收的数据进行分配。当卫星帧中继网链路可用时，调度分流主站20将分配给卫星帧中继网链路的数据经由下行大载波传输至分流小站31-35。如果还存在其他类型的可用链路，调度分流主站20将分配给该种可用链路的数据传输给相应的分流主站，使得该分流主站经由相应的可用链路传输数据。例如，在图1的示例中，当互联网链路可用时，被设为调度分流主站的分流主站21将分配给互联网链路的数据传输给分流主站23，分流主站23将这些数据通过互联网链路传输给分流小站31-35。

在数据上行传输时，每个分流小站31-35通过各自的回传小载波向分流主站发送数据。这里，通过回传小载波接收数据的分流主站不限于调度分流主站。例如，在图1的示例中，分流主站21和22均可通过卫星帧中继网的回传小载波(如箭头“卫星回传”所示)从分流小站31-35接收数据。

在图1中示出了分流主站为三个、分流小站和业务小站分别为五个的情况，但是本发明构思不限于此，只要分流主站、分流小站和业务小站均为多个，并且分流小站和业务小站一一对应即可。

由上可知，在卫星帧中继网络中，数据上行传输和下行传输的路径不相同，并且传输路径的不同节点上的带宽有可能不相同。另外，在网络中存在多种类型的链路、并且每次数据传输时选择当前可用链路的情况下，可用链路的类型和带宽可能会发生变化。因此，需要一种适当的qos控制方法，能够在卫星帧中继网络(尤其是具有多种类型的链路的卫星帧中继网络)中准确有效地控制数据传输的流量，保证业务数据的传输质量。

图3a和图3b示出了根据本发明的qos控制方法的示例。在根据本发明构思的qos控制方法中，根据网络和端口的特性，在多个节点和端口设置qos检测和控制，从而保证业务数据的传输质量。以下示例描述可结合图1和图2所示的卫星帧中继网结构进行理解。

图3a示出了qos控制方法在数据下行传输期间的流程。首先，在业务主站10的第一端口，执行下行带宽qos控制(步骤s101)。在所述下行带宽qos控制中，将通过第一端口传输的数据的流量限制为不超过根据链路类型而设定的第一预定带宽。在一个示例中，业务主站10的第一端口可为主站10的trunkrx端口，该端口是作为标准网络出口的非物理端口。一个主站10可具有一个或多个第一端口。在一个示例中，多个第一端口可对应于不同的业务类型。通过第一端口传输的数据可包括业务数据。

这里，当通过卫星帧中继网链路传输数据时，第一预定带宽被设置为卫星帧中继网的下行载波带宽；当通过其他类型的链路传输数据时，第一预定带宽被设置为第一端口的带宽。换言之，当通过卫星帧中继网链路传输数据时，下行带宽qos控制包括：将通过第一端口传输的数据的流量限制为不超过下行载波带宽。当通过其他类型的链路传输数据时，下行带宽qos控制包括：将通过第一端口传输的数据的流量限制为不超过第一端口的带宽。

然后，在业务主站10的第二端口，执行优先级qos控制(步骤s102)。在所述优先级qos控制中，当通过第二端口传输的数据的流量超过根据链路类型而设定的第二预定带宽时，控制所述业务主站不传输优先级低于预设值的业务数据。在一个示例中，业务主站10的第二端口可为主站10的downout端口，该端口可视为业务主站10的总出口，并且可对应于多个诸如trunkrx的第一端口。例如，在业务主站10中，含有业务数据的数据在通过多个第一端口之后传输到第二端口。

这里，当通过卫星帧中继网链路传输数据时，第二预定带宽被设置为卫星帧中继网的下行载波带宽和第二端口的带宽两者。相应地，优先级qos控制包括：当通过第二端口传输的数据的流量超过下行载波带宽、以及当通过第二端口传输的数据的流量超过第二端口的带宽时，控制业务主站10，使其通过第二端口不传输优先级低于预设值的业务数据。在一个示例中，可由分流主站根据当前可用的链路状态向业务主站提供卫星帧中继网的下行载波带宽。

当通过其他类型的链路传输数据时，第二预定带宽仅被设置为第二端口的带宽。换言之，当通过其他类型的链路传输数据时，优先级qos控制包括：当通过第二端口传输的数据的流量超过第二端口的带宽时，控制业务主站10，使其通过第二端口不传输优先级低于预设值的业务数据。

需要说明的是，作为优先级比较标准的上述预设值可根据需要设定。此外，当业务数据包括涉及不同业务的多种业务数据时，可针对不同业务设定不同的预设值，并且利用不同的预设值对相应类型的业务数据进行优先级qos控制。

在上述的优先级qos控制中，识别业务数据的优先级，并在业务数据流量超过预定流量时主动丢弃优先级低的业务数据，从而保证重要的业务数据不会因数据出口处的拥塞而丢包。由于上述第二预定带宽是根据链路类型而设定的，因此，无论是对于卫星帧中继网这种通过共用下行载波传输数据的网络结构和链路，还是对于其他类型的网络结构和链路，都可以有效保证重要的业务数据不丢包。

接下来，在分流主站处，执行第一下行业务数据qos控制(步骤s103)。分流主站发送的数据可包括业务数据、用于链路探测的数据等类型的数据。在所述第一下行业务数据qos控制中，当通过该分流主站发送的数据的流量超过发送链路的带宽时，对所述通过该分流主站发送的数据的类型进行识别，并且控制该分流主站仅传输其中的业务数据和用于链路探测的数据。

如上文参照图1和图2所述，对于卫星帧中继网链路来说，分流主站之一是调度分流主站。调度分流主站具有第四端口，用于通过卫星帧中继网链路传输数据。在一个示例中，第四端口可为sathubdownout端口。

这种情况下，步骤s103还可包括：在调度分流主站的第四端口处，执行第二下行业务数据qos控制。在第二下行业务数据qos控制中，当被分配为通过卫星帧中继网链路传输的数据的流量超过卫星帧中继网的下行载波带宽时，对数据类型进行识别，并且控制调度分流主站仅传输其中的业务数据和用于链路探测的数据。

换言之，当通过卫星帧中继网链路传输数据时，在要传输的数据的流量超过下行载波带宽的情况下仅传输业务数据和链路探测数据。当通过其他类型的链路传输数据时，在要传输的数据的流量超过分流主站端口带宽的情况下仅传输业务数据和链路探测数据。因此，针对不同类型链路的特点执行下行业务数据qos控制，从而更好地保证业务数据和链路探测数据不丢包。

图3b示出了qos控制方法在数据上行传输期间的流程。首先，在每个业务小站41-45的第三端口，执行上行带宽qos控制(步骤s201)。在所述上行带宽qos控制中，将通过第三端口传输的数据的流量限制为不超过第三端口的带宽。在一个示例中，业务小站41-45的第三端口可为trunk端口，该端口是作为标准网络出口的非物理端口，并且与业务主站的第一端口相对应。由于卫星帧中继网络的下行路径与上行路径的区别，因此与步骤s101中的下行带宽qos控制相比，上行带宽qos控制仅针对第三端口的带宽来进行。

然后，在每个分流小站31-35处，执行上行业务数据qos控制(步骤s202)。在上行业务数据qos控制中，当通过分流小站发送的数据的流量超过发送链路的带宽时，对数据的类型进行识别，并且控制该分流小站仅传输其中的业务数据和用于链路探测的数据。

由于在卫星帧中继网的数据上行传输中，数据通过各个回传小载波进行传输，因此，针对每个分流小站和每个业务小站进行基于各自的链路带宽和端口带宽的数据限流，而没有针对载波带宽进行限流。

在上面的示例中，在不同的节点处，根据上行/下行的数据传输方向、以及当前传输链路的类型，基于链路带宽、载波带宽和/或端口带宽进行不同的qos控制。由于网络中存在多种类型的链路，每次数据传输时会对当前可用链路进行选择，因此，可用链路的类型和带宽可能会发生变化。

为此，在根据本发明构思的qos控制方法中，还可包括对各类带宽的检测以及基于检测结果的qos控制。下文将参照图4a至图4e对带宽检测及相应的qos控制进行描述。

图4a至图4e示出了对带宽进行检测的处理。

对于业务主站10，其第一端口的接收时钟由分流主站提供。参照图4a，对第一端口的带宽的检测包括以下步骤。在步骤s301，通过检测第一端口的接收时钟来获得所述第一端口的带宽。在步骤s302，对第一端口的接收时钟是否稳定和第一端口的带宽的变化是否超过阈值进行判定。当检测到第一端口的接收时钟稳定并且第一端口的带宽的变化超过阈值时，在步骤s303，重新配置第一端口带宽的qos参数。也就是说，利用当前的第一端口的带宽在第一端口处执行下行带宽qos控制。

对于每个业务小站41-45，其第三端口的发送时钟由相应的分流小站31-35提供。参照图4b，对第三端口的带宽的检测包括以下步骤。在步骤s401，通过检测第三端口的发送时钟来获得所述第三端口的带宽。在步骤s402，对第三端口的发送时钟是否稳定和第三端口的带宽变化是否超过阈值进行判定。当检测到第三端口的发送时钟稳定并且第三端口的带宽的变化超过阈值时，在步骤s403，重新配置第三端口带宽的qos参数。也就是说，利用当前的第三端口的带宽在第三端口处执行上行带宽qos控制。

对于分流主站和分流小站，可直接获得当前用于传输的链路的带宽来作为自身发送链路的带宽。参照图4c，对分流主站的发送链路的带宽和分流小站的发送链路的带宽的检测包括以下步骤。在步骤s501，在分流主站的数据发送处直接获得分流主站的发送链路的带宽，在分流小站的数据发送处直接获得分流小站的发送链路的带宽。在步骤s502，对分流主站的发送链路的带宽和分流小站的发送链路的带宽是否稳定进行判定。当分流主站的发送链路的带宽稳定时，利用当前的分流主站发送链路带宽执行第一下行业务数据qos控制。当分流小站的发送链路的带宽稳定时，利用当前的分流小站发送链路带宽执行上行业务数据qos控制。

对于业务主站10，其第二端口的发送时钟由调度分流主站经由其第四端口提供。参照图4d，对第二端口的带宽的检测包括以下步骤。在步骤s601，通过检测第二端口的发送时钟来获得第二端口的带宽。在步骤s602，对第二端口的发送时钟是否稳定和第二端口的带宽变化是否超过阈值进行判定。当检测到第二端口的发送时钟稳定并且第二端口的带宽的变化超过阈值时，在步骤s603，重新配置第二端口带宽的qos参数。也就是说，利用当前的第二端口的带宽在第二端口处执行优先级qos控制。

当用于数据传输的链路是卫星帧中继网链路时，业务主站10获得第一端口的发送带宽，并将卫星帧中继网的下行载波带宽告知具有第二端口的业务主站。这种情况下，在第二端口处检测卫星帧中继网的下行载波带宽。当业务主站告知的下行载波带宽稳定且相比于之前用于执行qos控制的下行载波带宽的变化大于阈值时，利用当前告知的下行载波带宽执行优先级qos控制。

另外，当用于数据传输的链路是卫星帧中继网链路时，还需要在调度分流主站的第四端口处检测卫星帧中继网的下行载波带宽。调度分流主站可以直接获得下行载波带宽。因此，参照图4e，在调度分流主站的第四端口处检测下行载波带宽包括以下步骤。在步骤s701，在调度分流主站的第四端口处直接获得下行载波带宽。在步骤s702，对所获得的下行载波带宽进行判断。当所获得的下行载波带宽稳定时，利用当前获得的下行载波带宽执行第四端口处的第二下行业务数据qos控制。

需要说明的是，在上文中，“带宽的变化”是指，当前检测到的带宽相对于正在用于qos控制的相应带宽的变化。

在上述检测中，对各种带宽的变化是否超过阈值进行判断。在一个示例中，变化方向不同时，阈值可设置得不同。例如，在检测到的带宽高于正在使用的qos配置带宽(带宽的变化量为正)时，相应的阈值为第一阈值；在检测到的带宽低于正在使用的qos配置带宽(带宽的变化量为负)时，相应的阈值为第二阈值，其小于第一阈值。通过这种设置，相比于当前带宽的增加，对当前带宽的缩减更为敏感，能够更好地避免当前链路的数据拥塞。

在根据本发明构思的qos控制方法中，通过对上述各种带宽的检测，相应地调整qos配置中各种带宽的值，从而能够在具有多种链路的卫星帧中继网络中实现带宽自适应的qos控制，更灵活和准确地保证数据传输质量。

各个示例性实施例的各种优点和效果并不限于上述描述，并且可以通过本公开中的具体实施例的解释而易于理解这些优点和作用。

虽然上文示出并描述了各个示例性实施例，但是对于本领域的技术人员而言显而易见的是，可以做出许多修改和变化而没有背离如权利要求所定义的本发明申请构思的范围。