一种链路质量评估方法及其装置与流程

文档序号:13678782阅读:179来源:国知局
技术领域本发明涉及网络测试领域,尤其涉及一种链路质量评估方法及其装置。

背景技术:
随着城市光网的大规模发展,运营商在如火如荼地部署固定宽带接入网络,如无源光纤网络(Passiveopticalnetwork,简称:PON)网络、数字用户线路(DigitalSubscriberLine,简称:xDSL)、以太网同轴传输技术(EthernetOverCable,简称:EoC)网络中的固定宽带接入网络。以PON网络为例,固定宽带接入网络结构的主要部分包括有线宽带接入网,以及有线宽带接入网上联的数据城域网二层或三层网元。由于PON网络覆盖区域的规模、接入用户数量、用户类型、接入速率、用户网络使用行为等众多因素的差异,单一PON网络有线宽带网络上联至数据城域网的上联链路带宽使用情况差异明显,而该链路直接影响相应PON网络的整体承载用户的能力。因此,对该链路质量的评估对上层数据网络的建设驱动起着关键作用。现有技术中,运营商通常通过评估链路的带宽利用率来评估链路质量,评估维度仅限于一维。虽然,带宽利用率是链路整体健康的重要评估项目,但是过于单一的评估维度容易造成发生错误。综上所述,亟需一种链路质量评估方法及其装置,用以对链路质量进行评估,进一步提高链路质量评估的准确性。

技术实现要素:
本发明实施例提供一种链路质量评估方法及其装置,用以对链路质量进行评估,进一步提高链路质量评估的准确性。本发明实施例提供一种链路质量评估方法,包括以下步骤:获取待评估链路在M个周期内的采样数据,每个周期中包含N次采样数据,N次采样数据形成一个采样序列,M和N均大于等于1的自然数;依据采样数据确定带宽利用率;依据采样数据确定M个周期的采样序列的相似性集合;至少依据带宽利用率以及M个周期的采样序列的相似性集合,对待评估链路进行质量评估。较佳的,对待评估链路进行质量评估之前,还包括:依据采样数据以及M个周期的采样序列的相似性集合,确定待评估链路中不同类型用户的用户数量比例;至少依据带宽利用率以及M个周期的采样序列的相似性集合,对待评估链路进行质量评估,具体包括:至少依据带宽利用率、M个周期的采样序列的相似性集合,以及待评估链路中不同类型用户的用户数量比例,对待评估链路进行质量评估。较佳的,依据采样数据确定M个周期的采样序列的相似性集合,具体包括:计算每个周期的采样序列和第一均值序列之间的互相关因子,并计算所得到的M+1个互相关因子的平均值;其中,第一均值序列第k个数据为第一至第M周期的采样序列中第k次采样数据的平均值,1≤k≤N;依据每个互相关因子与互相关因子的平均值的大小关系确定M个周期的采样序列的相似性集合;其中,第一均值序列与第一均值序列之间的互相关因子为1;计算每个周期的采样序列与第一均值序列之间的互相关因子所依据的公式为:αAB=Σi=1N(min(Ai,Bi)max(Ai,Bi)ωBi)]]>其中,αAB为第B个周期的采样序列与序列A之间的互相关因子,序列A为第一均值序列;Ai为序列A中的第i个元素,第i个元素为M个周期的采样序列内的第i次采样数据的平均值,Bi为第B个周期中的第i次采样数据;ωBi为第B个周期的采样序列中第i个采样数据的权重因子,ωBi=BiΣi=1NBi.]]>较佳的,依据每个互相关因子与互相关因子的平均值的大小关系确定M个周期的采样序列的相似性集合,具体包括:针对每个周期的采样序列与第一均值序列之间的互相关因子,将小于M个互相关因子的平均值的互相关因子所对应的周期设置在第一相似性集合内,否则,则设置在第二相似性集合内。较佳的,依据采样数据确定待评估链路不同类型用户的用户数量比例,具体包括:计算第一相似性集合内包括的所有周期的采样序列的第二均值序列;其中,第二均值序列中的第g个数据为第一相似性集合内包括的所有周期的采样序列的第g次采样数据的平均值,1≤g≤N;计算第二相似性集合内包括的所有周期的采样序列的第三均值序列;其中,第三均值序列中的第h个数据为第二相似性集合内包括的所有周期的采样序列的第h次采样数据的平均值,1≤h≤N;确定第二均值序列中所有元素的平均值与第三均值序列中的所有元素的平均值的比值,得到待评估链路不同类型用户的用户数量比例。较佳的,确定第二均值序列中所有元素的平均值与第三均值序列中的所有元素的平均值的比值,得到待评估链路不同类型用户的用户数量比例,具体包括:将第二均值序列中的所有元素依据采样时间顺序分割为X段,形成X个采样序列;将第三均值序列中的所有元素依据采样时间顺序分割为X段,形成X个采样序列;其中,X为大于1的整数;针对第二均值序列中的X个采样序列和第三均值序列中的X个采样序列,计算第二均值序列中的X个采样序列中的每个采样序列与第三均值序列中的X个采样序列中的每个采样序列之间的互相关因子,确定出第二均值序列中的X个采样序列与第三均值序列中的X个采样序列之间的最小的互相关因子;计算最小的互相关因子在第二均值序列中所对应的采样序列的采样数据的平均值与最小的互相关因子在第三均值序列中所对应的采样序列的采样数据的平均值之间的比值,得到待评估链路不同类型用户的用户数量比例。较佳的,对待评估链路进行质量评估之前,还包括:确定采样数据中超过告警阈值的采样数据所占的比例;至少依据带宽利用率、M个周期的采样序列的相似性集合,以及待评估链路中不同类型用户的用户数量比例,对待评估链路进行质量评估,具体包括:至少依据带宽利用率、M个周期的采样序列的相似性集合、待评估链路中不同类型用户的用户数量比例,以及超过告警阈值的采样数据所占的比例,对待评估链路进行质量评估。较佳的,确定采样数据中超过告警阈值的采样数据所占的比例,具体包括:针对M个周期中的每个周期,采用半高全宽FWHM算法确定每个周期内的忙时时间段;统计每个周期内的忙时时间段内的采样数据超过告警阈值的次数;依据超过告警阈值的次数以及忙时时间段内的采样数据的总次数,确定采样数据中超过告警阈值采样数据所占的比例。较佳的,对待评估链路进行质量评估之前,还包括:依据采样数据确定传输端口之间的负荷量比例;至少依据带宽利用率、M个周期的采样序列的相似性集合、待评估链路不同类型用户的用户数量比例,以及采样数据中超过告警阈值采样数据所占的比例,对待评估链路进行质量评估,具体包括:至少依据带宽利用率、M个周期的采样序列的相似性集合、待评估链路不同类型用户的用户数量比例、采样数据中超过告警阈值采样数据所占的比例,以及传输端口之间的负荷量比例,对待评估链路进行质量评估。本发明实施例中,获取待评估链路在M个周期内的采样数据,依据采样数据确定带宽利用率,以及M个周期的采样序列的相似性集合,至少依据带宽利用率以及M个周期的采样序列的相似性集合,对待评估链路进行质量评估。由于M个周期的采样序列的相似性集合可反映出M个周期的采样数据之间的相似性,且进一步由于依据带宽利用率以及M个周期的采样序列的相似性集合,对待评估链路进行质量评估,即通过两个维度对链路质量进行评估,从而增加了评估链路质量的维度,提升了链路质量评估的全面性和准确性。本发明实施例提供一种链路质量评估装置,包括:获取单元,用于获取待评估链路在M个周期内的采样数据,每个周期中包含N次采样数据,N次采样数据形成一个采样序列,M和N均大于等于1的自然数;确定单元,用于依据采样数据确定带宽利用率;依据采样数据确定M个周期的采样序列的相似性集合;评估单元,用于至少依据带宽利用率以及M个周期的采样序列的相似性集合,对待评估链路进行质量评估。较佳的,确定单元,还用于:依据采样数据以及M个周期的采样序列的相似性集合,确定待评估链路中不同类型用户的用户数量比例;至少依据带宽利用率以及M个周期的采样序列的相似性集合,对待评估链路进行质量评估,具体包括:至少依据带宽利用率、M个周期的采样序列的相似性集合,以及待评估链路中不同类型用户的用户数量比例,对待评估链路进行质量评估。较佳的,确定单元,具体用于:计算每个周期的采样序列和第一均值序列之间的互相关因子,并计算所得到的M+1个互相关因子的平均值;其中,第一均值序列第k个数据为第一至第M周期的采样序列中第k次采样数据的平均值,1≤k≤N;依据每个互相关因子与互相关因子的平均值的大小关系确定M个周期的采样序列的相似性集合;其中,第一均值序列与第一均值序列之间的互相关因子为1;计算每个周期的采样序列与第一均值序列之间的互相关因子所依据的公式为:αAB=Σi=1N(min(Ai,Bi)max(Ai,Bi)ωBi)]]>其中,αAB为第B个周期的采样序列与序列A之间的互相关因子,序列A为第一均值序列;Ai为序列A中的第i个元素,第i个元素为M个周期的采样序列内的第i次采样数据的平均值,Bi为第B个周期中的第i次采样数据;ωBi为第B个周期的采样序列中第i个采样数据的权重因子,ωBi=BiΣi=1NBi.]]>较佳的,确定单元,具体用于:针对每个周期的采样序列与第一均值序列之间的互相关因子,将小于M个互相关因子的平均值的互相关因子所对应的周期设置在第一相似性集合内,否则,则设置在第二相似性集合内。较佳的,确定单元,具体用于:计算第一相似性集合内包括的所有周期的采样序列的第二均值序列;其中,第二均值序列中的第g个数据为第一相似性集合内包括的所有周期的采样序列的第g次采样数据的平均值,1≤g≤N;计算第二相似性集合内包括的所有周期的采样序列的第三均值序列;其中,第三均值序列中的第h个数据为第二相似性集合内包括的所有周期的采样序列的第h次采样数据的平均值,1≤h≤N;确定第二均值序列中所有元素的平均值与第三均值序列中的所有元素的平均值的比值,得到待评估链路不同类型用户的用户数量比例。较佳的,确定单元,具体用于:将第二均值序列中的所有元素依据采样时间顺序分割为X段,形成X个采样序列;将第三均值序列中的所有元素依据采样时间顺序分割为X段,形成X个采样序列;其中,X为大于1的整数;针对第二均值序列中的X个采样序列和第三均值序列中的X个采样序列,计算第二均值序列中的X个采样序列中的每个采样序列与第三均值序列中的X个采样序列中的每个采样序列之间的互相关因子,确定出第二均值序列中的X个采样序列与第三均值序列中的X个采样序列之间的最小的互相关因子;计算最小的互相关因子在第二均值序列中所对应的采样序列的采样数据的平均值与最小的互相关因子在第三均值序列中所对应的采样序列的采样数据的平均值之间的比值,得到待评估链路不同类型用户的用户数量比例。较佳的,确定单元,还用于:确定采样数据中超过告警阈值的采样数据所占的比例;至少依据带宽利用率、M个周期的采样序列的相似性集合,以及待评估链路中不同类型用户的用户数量比例,对待评估链路进行质量评估,具体包括:至少依据带宽利用率、M个周期的采样序列的相似性集合、待评估链路中不同类型用户的用户数量比例,以及超过告警阈值的采样数据所占的比例,对待评估链路进行质量评估。较佳的,确定单元,具体用于:针对M个周期中的每个周期,采用半高全宽FWHM算法确定每个周期内的忙时时间段;统计每个周期内的忙时时间段内的采样数据超过告警阈值的次数;依据超过告警阈值的次数以及忙时时间段内的采样数据的总次数,确定采样数据中超过告警阈值采样数据所占的比例。较佳的,确定单元,还用于:依据采样数据确定传输端口之间的负荷量比例;至少依据带宽利用率、M个周期的采样序列的相似性集合、待评估链路不同类型用户的用户数量比例,以及采样数据中超过告警阈值采样数据所占的比例,对待评估链路进行质量评估,具体包括:至少依据带宽利用率、M个周期的采样序列的相似性集合、待评估链路不同类型用户的用户数量比例、采样数据中超过告警阈值采样数据所占的比例,以及传输端口之间的负荷量比例,对待评估链路进行质量评估。本发明实施例中,获取待评估链路在M个周期内的采样数据,依据采样数据确定带宽利用率,以及M个周期的采样序列的相似性集合,至少依据带宽利用率以及M个周期的采样序列的相似性集合,对待评估链路进行质量评估。由于M个周期的采样序列的相似性集合可反映出M个周期的采样数据之间的相似性,且进一步由于依据带宽利用率以及M个周期的采样序列的相似性集合,对待评估链路进行质量评估,即通过两个维度对链路质量进行评估,从而增加了评估链路质量的维度,提升了链路质量评估的全面性和准确性。附图说明为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域的普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本发明实施例适用的一种网络的系统架构示意图;图2为本发明实施例提供的一种链路质量评估方法流程示意图;图3为本发明实施例提供的采样数据示意图;图4a为本发明实施例提供的工作日中政企用户的流量模型示意图;图4b为本发明实施例提供的工作日中家庭用户的流量模型示意图;图4c为本发明实施例提供的工作日中政企用户和家庭用户的总流量模型示意图;图5为本发明实施例提供的忙时时间段判断方法示意图;图6为本发明实施例提供的一种链路质量评估设备的结构示意图。具体实施方式本发明实施例提供一种链路质量评估方法及其装置,用以对链路质量进行评估,进一步提高链路质量评估的准确性。本发明实施例中依据带宽利用率以及M个周期的采样序列的相似性集合,对待评估链路进行质量评估,即通过两个维度对链路质量进行评估,从而增加了评估链路质量的维度,提升了链路质量评估的全面性和准确性。本发明实施例适用于PON、xDSL、EoC等网络的固定带宽接入网络。本发明实施例中PON网络为例进行介绍,如图1所示,图1为本发明实施例适用的一种网络的系统架构示意图,为PON网络的系统架构。有线宽带接入网络102通过上联链路105上联至数据城域网络101中的二层交换机103,或三层边缘路由设备104。有线宽带接入网络102向下进行一定区域内的用户覆盖,如图1所示,有线宽带接入网络102向下接入多个用户106。本发明实施例中以有线宽带接入网上联至数据城域网络的上联链路105为例进行介绍,本领域技术人员可知,本发明实施例中所提供的方法适用于其它网络中的其它链路进行质量评估,本发明实施例对此不做限制。为了使本发明的目的、技术方案及有益效果更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。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。基于图1所示的系统架构,图2示出了本发明实施例提供的一种链路质量评估方法流程示意图;本发明实施例提供的一种链路质量评估方法,包括以下步骤:步骤201,获取待评估链路在M个周期内的采样数据,每个周期中包含N次采样数据,N次采样数据形成一个采样序列,M和N均大于等于1的自然数;步骤202,依据采样数据确定带宽利用率;步骤203,依据采样数据确定M个周期的采样序列的相似性集合;步骤204,至少依据带宽利用率以及M个周期的采样序列的相似性集合,对待评估链路进行质量评估。上述步骤201中,对待评估链路中的数据流量进行采样。较佳的,采样任务及数据处理均在网管平台上实现,采样频率也可在网关平台上进行定义。由于实际生活中,不同的采样时间与用户使用网络的行为所产生的网络流量数据具有强关联性,举个例子,当采样时间处于周末时,家庭用户在12点至24点之间的使用网络的行为所产生的网络流量可能就会比工作日相同时刻的网络流量大。假设,采样频率为每小时1次统计采样数据时,且采样任务为每月单日采集时,所采集到的单日的采样数据不能全面反映链路带宽使用情况。针对上述该种情况,较佳的,本发明实施例中的采样方式为每月采集多于一天的流量数据。获取到采样数据之后,较佳的将其获取待评估链路在M个周期内的采样数据,每个周期中包含N次采样数据,N次采样数据形成一个采样序列。本发明实施例中以每月采集从周一至周日一周的流量数据为例进行介绍。且可将每月采集的数据分割为7个周期,每个周期对应一天的24小时,每个1小时采集一次数据。较佳的,本发明实施例中采样数据中所包括的信息包括采样日期、采样时间、端口上下行流量等内容。该数据来源于网管平台,并与网管平台数据格式保持一致或保持一定规律的映射关系,方便高效,且适合日常数据的查询和维护。上述步骤202中,带宽利用率的计算与现有技术中的一样,即通过采样数据中的带宽实际使用的数值除以带宽最大可使用的数值,得到的数值即为带宽利用率。该带宽最大可使用的数值可为带宽的实际最大数值,也可为乘以安全系数之后的实际可使用的数值,由用户自行选择。带宽利用率对链路质量评估起着非常重要的作用,带宽利用率若过大,超过带宽利用率的安全阈值,则需要将带宽扩容,带宽利用率过小表示该链路建设或规划的不合理性,需根据运营商运营策略给出相应的改造意见。现有技术中可依据带宽利用率对待评估链路进行质量评估,评估维度较为单一,因此,本发明实施例中进一步依据采样数据确定M个周期的采样序列的相似性集合,并至少依据带宽利用率以及M个周期的采样序列的相似性集合,对待评估链路进行质量评估,从而增加了评估链路质量所依据的条件,进一步增加了评估链路质量的准确性。具体来说,依据采样数据确定M个周期的采样序列的相似性集合的具体步骤如下:针对M个周期的采样序列,计算每个周期的采样序列和第一均值序列之间的互相关因子,并计算所得到的M+1个互相关因子的平均值;其中,第一均值序列第k个数据为第一至第M周期的采样序列中第k次采样数据的平均值,1≤k≤N;依据每个互相关因子与互相关因子的平均值的大小关系确定M个周期的采样序列的相似性集合。其中,第一均值序列与第一均值序列之间的互相关因子为1;计算每个周期的采样序列与第一均值序列之间的互相关因子所依据的公式(1)为:αAB=Σi=1N(min(Ai,Bi)max(Ai,Bi)ωBi)...(1)]]>其中,αAB为第B个周期的采样序列与序列A之间的互相关因子,序列A为第一均值序列;Ai为序列A中的第i个元素,第i个元素为M个周期的采样序列内的第i次采样数据的平均值,Bi为第B个周期中的第i次采样数据;ωBi为第B个周期的采样序列中第i个采样数据的权重因子,ωBi依据公式(2)进行计算:ωBi=BiΣi=1NBi...(2)]]>其中,ωBi表征了第B个周期中的第i次采样数据在第B个周期的所有采样数据中所占的比重,在公式(1)中引入ωBi,进一步提高了互相关因子的计算精度。进一步,针对每个周期的采样序列与第一均值序列之间的互相关因子,将小于M个互相关因子的平均值的互相关因子所对应的周期设置在第一相似性集合内,否则,则设置在第二相似性集合内。上述论述中的互相关因子可用于衡量序列A与第B个周期的采样序列之间各个元素的差异程度,当序列A与第B个周期的采样序列越相似,则相关性因子越趋近于1,其中相关性因子的取值范围为(0,1)。举一个例子详细介绍互相关因子的计算方法,结合图3所示,图3为本发明实施例提供的采样数据示意图,包括三条采样序列,分别为第一周期采样序列301、基准序列A302、第二周期采样序列303。假设基准序列A为第一均值序列,假设基准序列A中的数据为{1,2,3,2,1
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