一种异构网络的数据传输和保持方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及通信数据传输的技术领域，特别涉及一种异构网络的数据传输和保持方法。
【背景技术】
[0002]传感器网络应用范围越来越广，数量越来越多。目前，传感器网络通常是接入个人计算机或者局域网，这样的接入方式不便于对多个传感器网络进行监控，并且不便于对采集的大量数据进行综合分析。
[0003]传感器网络通过无线通信链路传送数据，无线通信链路的物理层可靠性较低，有较高的差错概率。有线通信链路的物理层性能稳定，通信质量较高，可以提供电信级的QoS (Quality of Service，服务质量)保障。
[0004]通过对有线通信链路系统扩展无线业务接口形成融合性异构网络，可以集中控制有线和无线业务，统一实现多业务远程管理、维护和业务发放等。该系统充分利用有线通信的可靠性，便于运营商实现多种业务的接入。这样的异类物理链路的接入如何实现是本发明要解决的重要技术问题。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种异构网络的数据传输和保持方法，该方法实现了在现有ΕΡ0Ν系统的基础上将多个传感器网络通过EPON (EthernetPassive Optical Network，以太无源光纤网络)汇聚接入核心网，以便实现多个传感器网络的综合管理、综合分析、集中调度，更便于采集、分析、处理来自多个传感器网络的大数据。
[0006]本发明的目的通过下述技术方案实现:
[0007]—种异构网络的数据传输和保持方法，包括下列步骤:
[0008]S1、上行方向数据传输，0NU光网络单元接收传感器网络协调器的上行数据，将所述上行数据的数据帧封装在ΕΡ0Ν数据帧结构的净荷部分，调用QoS处理策略，对不同的传感器网络，人工对应设置不同的优先级，将反映优先级的字段写入以太网帧的头域中，分别送到相应的优先级队列，若所述0NU光网络单元的发送时隙到达，则0NU光网络单元发送各个优先级队列的数据，优先权级别高的数据流先发送；通过0DN光分配网络将ΕΡ0Ν数据帧传输到0LT光线路终端，然后送往核心网中的传感器网络数据处理中心的接口 ；
[0009]S2、下行方向数据传输，0LT光线路终端接收核心网中的传感器网络数据处理中心的下行数据，通过0DN光分配网络将ΕΡ0Ν数据帧传输到0NU光网络单元，并在所述0NU光网络单元中解封装后恢复成符合传感器网络协调器有线业务接口格式的异类数据帧，然后送往所述传感器网络协调器发送。
[0010]优选的，所述步骤S1具体为:
[0011]S11、所述0NU光网络单元接收传感器网络协调器的上行数据；
[0012]S12、完成所述ONU光网络单元上下行控制器的配置，实现上下行数据通道的控制;
[0013]S13、对接收到的所述上行数据进行分类提取，提取数据长度、正文和校验码，然后分配不同的存储空间进行存储，所述存储空间包括正文区、长度区、校验码区，分别对所述上行数据进行长度计数检验和CRC检验，若计数值等于上述数据长度并且CRC校验正确，则将存储的正文和长度作为上行以太网帧净荷数据并跳至下一步骤，若计数不正确或者CRC校验有误的数据帧将被丢弃；
[0014]S14、将所述上行以太网帧净荷数据组装成ΕΡ0Ν数据帧；
[0015]S15、将所述以太网帧进行优先级设置后分别送入相应的优先级队列进行缓存，根据所述QoS处理策略，输出高优先级的ΕΡ0Ν数据帧，实现不同优先级队列在多队列存储区域的调度；
[0016]S16、所述0LT光线路终端通过所述0DN光分配网络接收ΕΡ0Ν数据帧；
[0017]S17、所述0LT光线路终端将待发送的上行ΕΡ0Ν数据帧送往核心网中的传感器网络数据处理中心的接口。
[0018]优选的，所述步骤S2具体为:
[0019]S21、所述0LT光线路终端接收核心网中的传感器网络数据处理中心的下行数据；
[0020]S22、所述0LT光线路终端通过所述0DN光分配网络发送ΕΡ0Ν数据帧；
[0021]S23、所述0NU光网络单元通过所述0DN光分配网络接收ΕΡ0Ν数据帧；
[0022]S24、所述0NU光网络单元对上述ΕΡ0Ν数据帧进行CRC校验，将校验有误的ΕΡ0Ν数据帧丢弃，将校验无误的ΕΡ0Ν数据帧进行地址校验，对于源MAC地址不同于所述0LT光线路终端的MAC地址或目的MAC地址不同于所述0NU光网络单元的MAC地址的ΕΡ0Ν数据帧进行丢弃，然后对该ΕΡ0Ν数据帧进行长度校验，对于不符合长度范围的ΕΡ0Ν数据帧进行丢弃；根据长度指示，取出净荷域帧号及相应长度数据后恢复成符合传感器网络协调器有线业务接口格式的异类数据帧，而后发送；
[0023]S25、将所述异类数据帧进行存储，同时判断是否有丢失数据帧，如果有丢失则上报，如果没有丢失跳至下一步骤；
[0024]S26、完成所述0NU光网络单元上下行控制器的配置，实现上下行数据通道的控制，并将下行数据发送至所述传感器网络协调器。
[0025]优选的，所述QoS策略处理包括设置优先级标志和优先级队列调度表，根据用户需要，可以将不同0NU光网络单元对应的传感器网络数据设置成不同优先级标志，并设置ΕΡ0Ν帧头中相应优先级域值，上行帧分类缓存时，优先级标志被读取，形成帧与优先级对应的优先级队列调度表，控制多队列缓存器。
[0026]优选的，所述传感器网络协调器的空中接口的上行数据和下行数据为符合IEEE802.15.4 协议的 zigbee 信号。
[0027]本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果:
[0028]1)本发明的设计中采用ΕΡ0Ν接入，将多个传感器网络采集的大量数据汇聚到核心网中，便于实现分析、监测、建模、建库等综合应用。本发明充分利用了光纤通信的可靠性，并在ΕΡ0Ν系统中融合传感器网络。
[0029]2)本发明的设计中，通过测试系统的丢包率和吞吐量等可以测试PHY层和MAC层之间接口的基本功能和数据通信的功能，通过测量各类数据的时延可以测得系统QoS机制的功能，最高优先级的数据至最低优先级的数据时延依次增加，抖动依次增加。
[0030]3)本发明设计使得异类数据在异构网络中传输时QoS得到保障，实现不同服务等级的数据流的传输，同时异类数据所包含的QoS参数被保持在数据流中。
【附图说明】
[0031]图1是本发明中ΕΡ0Ν系统为基础的异类数据接入的异构融合网络结构图；
[0032]图2是本发明中0NU侧异类数据传输模块实现功能框图；
[0033]图3是本发明中异构网络的数据传输和保持方法的上行数据传输流程图；
[0034]图4是本发明中异构网络的数据传输和保持方法的下行数据传输流程图；
[0035]图5是本发明中ΕΡ0Ν以太网帧结构示意图；
[0036]图6是本发明中0NU侧数据转换器功能框图；
[0037]图7是本发明中0NU侧上行帧缓存器的状态机图；
[0038]图8是本发明中0NU侧上行帧封装器的状态机图；
[0039]图9是本发明中0NU侧下行帧解析器的状态机图；
[0040]图10是本发明中0NU侧下行帧缓存器的状态机图；
[0041 ] 图11是本发明中0NU侧下行控制器的状态机图；
[0042]图12是本发明中0NU侧上行控制器的状态机图；
[0043]图13是IEEE802.3帧中实现DiffServ的示意图；
[0044]图14是本发明中上行帧队列器中多队列缓存器支持数据区分的优先级队列调度示意图；
[0045]图15是本发明中优先级队列输出状态机图。
【具体实施方式】
[0046]为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0047]一、系统简介
[0048]ΕΡ0Ν基于光纤传输，提供多种网络侧和用户侧接口，适配多种接入技术以及多种应用环境。为了增加网络的移动型，在ΕΡ0Ν系统中增加无线接口，形成异构融合网络，该异构融合网络将传感器网络节点采集的大量数据通过光纤传输汇聚到核心网。该网络具备多种优势，既提供大带宽，适用于大数据量传输，又支持移动接入，可以灵活多变地使用宽带业务。
[0049]传感器网络协