一种流量分析方法及装置与流程

本申请涉及通信领域，尤其涉及一种流量分析的方法及装置。

背景技术：

在网络通信中，随着宽带应用的日益普及，特别是虚拟现实(virtualreality，vr)、增强现实(augmentedreality，ar)等新型业务的开展，一方面，用户对于宽带接入网络质量的要求日益增高。另一方面各运营商之间在宽带接入领域的竞争也愈发激烈。基于以上两点，对运营商在宽带接入网络的规划建设、运营维护方面提出了更高的要求。

在上述众多要求中，一个迫切的需求是清晰的统计出不同宽带套餐用户的使用流量。现有无源光纤网络(passiveopticalnetwork，pon)系统中，通常采用点到多点的构架方式，比如，参见图1所示的架构，一个分光器可以连接多个用户设备，这种情况下，pon端口通常只可以统计流经该pon端口的上行总流量或下行总流量，但是，pon端口通常不区分不同宽带套餐流量信息，导致不能满足对宽带接入网络的精细化管理需求。

技术实现要素：

本申请提供一种流量分析方法及装置，能够区分不同宽带套餐实际流量消耗，以满足宽带网络精细化管理的要求。

为达到上述目的，本申请采用如下技术方案：

第一方面，本申请提供一种流量分析的方法，该方法可以包括：

获取多个pon端口中每一pon端口下每种宽带套餐的在线用户数目，以及每一pon端口的上行流量或下行流量；根据每一pon端口下每种宽带套餐的在线用户数目，以及每一pon端口的上行流量或下行流量，构建流量模型；通过该流量模型获取上述多个pon端口下每一宽带套餐的平均使用流量。

第二方面，本申请提供一种流量分析装置，该装置包括：处理器。用于获取多个pon端口中每一pon端口下每种宽带套餐的在线用户数目，以及每一pon端口的上行流量或下行流量；根据每一pon端口下每种宽带套餐的在线用户数目，以及每一pon端口的上行流量或下行流量，构建流量模型；通过该流量模型获取上述多个pon端口下每一宽带套餐的平均使用流量。

第三方面，本申请提供一种流量分析装置，该装置包括：获取模块，用于获取多个pon端口中每一pon端口下每种宽带套餐的在线用户数目，以及每一pon端口的上行流量或下行流量；构建模块，用于根据每一pon端口下每种宽带套餐的在线用户数目，以及每一pon端口的上行流量或下行流量，构建流量模型；获取模块，还用于通过该流量模型获取上述多个pon端口下每一宽带套餐的平均使用流量。

第四方面，本申请提供一种流量分析装置，该装置包括：处理器、存储器和通信接口。其中，存储器用于存储一个或多个程序。该一个或多个程序包括计算机执行指令，当该装置运行时，处理器执行该存储器存储的该计算机执行指令，以使该装置执行第一方面及其各种可选的实现方式中任意之一所述的流量分析方法。

第五方面，本申请提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质中存储有指令，当计算机执行该指令时，该计算机执行上述第一方面及其各种可选的实现方式中任意之一所述的流量分析方法。

第六方面，本申请提供一种包含指令的计算机程序产品，当所述计算机程序产品在计算机上运行时，使得所述计算机执行上述第一方面及其各种可选的实现方式中任意之一所述的流量分析方法。

本申请提供的流量分析方法及装置，获取多个pon端口中每一pon端口下每种宽带套餐的在线用户数目，以及每一pon端口的上行流量或下行流量，并根据每一pon端口下每种宽带套餐的在线用户数目，以及每一pon端口的上行流量或下行流量，构建流量模型，进而通过构建的流量模型获取上述多个pon端口下每一宽带套餐的平均使用流量。相对于现有技术中，pon端口通常不区分不同宽带套餐的流量信息，不能满足网络的精细化管理的要求。本申请实施例提供的流量分析方法，能够通过构建的流量模型获取多个pon端口下每一宽带套餐的平均使用流量。后续，运营商可以根据每一宽带套餐的平均使用流量，进行网络规划建设，以满足宽带网络精细化管理的要求。

附图说明

图1为本申请实施例提供的pon应用的通信网络架构示意图；

图2为本申请实施例提供的流量分析方法示意图一；

图3为本申请实施例提供的流量分析方法示意图二；

图4为本申请实施例提供的流量分析装置的结构示意图一；

图5为本申请实施例提供的流量分析装置的结构示意图二；

图6为本申请实施例提供的流量分析装置的结构示意图三。

具体实施方式

下面结合附图对本申请实施例提供的流量分析方法及装置进行详细地描述。

在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。

此外，本申请的描述中所提到的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括其他没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

需要说明的是，本申请实施例中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本申请实施例中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。

在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指两个或两个以上。

本申请实施例提供的流量分析方法可以应用于pon系统中，如图1所示，该pon系统可以包含：设置于网络设备(图1中以网络设备为光线路终端(opticallineterminal，olt)为例)上的pon端口、分光器、用户设备。其中，pon端口连接一个或多个分光器(图1中仅示例性的示出一个)，分光器连接多个用户设备。用户设备的上行流量通过分光器到达pon端口，网络侧的下行流量通过pon端口、分光器到达用户设备。

需要说明的是，图1仅为示例性架构图，除图1中所示功能单元之外，该网络架构还可以包括其他功能单元，本申请实施例对此不进行限定。

本申请实施例提供的流量分析方法，应用于图1所示的pon系统中。利用网络设备获取的多个pon端口中每一pon端口下每种宽带套餐的在线用户数目，以及每一pon端口的上行流量或下行流量构建流量模型，并通过该流量模型获取上述多个pon端口下每一宽带套餐的平均使用流量。

具体的，本申请实施例提供一种流量分析方法，如图2所示，该方法可以包括s201-s203：

s201、获取多个无源光纤网络pon端口中每一pon端口下每种宽带套餐的在线用户数目，以及每一pon端口的上行流量或下行流量。

具体来说，客户在购买宽带网络接入服务时会根据自己的需求订购，例如购买50m、100m、200m或500m接入速率的宽带套餐。

其中，记录每一pon端口上行或下行的流量信息、上报流量信息的具体实现过程可参见现有的相关技术，这里不再赘述。流量信息包括每个pon端口下每种宽带套餐对应的在线用户数目以及该pon端口的上行流量和或下行流量和。具体的，在统计上行流量信息时，即统计用户设备到pon端口的流量信息时，流量信息指的是单个pon端口下每种宽带套餐的在线用户数目以及该pon端口的上行流量和。在统计下行流量信息时，流量信息指的是单个pon端口下每种宽带套餐的在线用户数目以及该pon端口的下行流量和。

在本申请实施例中，当提及某一pon端口的上行流量时，通常指的是流经该pon端口的总上行流量。类似的，当提及某一pon端口的下行流量时，通常指的是流经该pon端口的总下行流量。在此统一说明，下文不做赘述。

s202、根据每一pon端口下每种宽带套餐的在线用户数目，以及每一pon端口的上行流量或下行流量，构建流量模型。

作为一种可能的实现方式，根据图1所示，假设pon端口下所有用户共开通了n种宽带套餐，那么在预设时段内，该pon端口上行流量或下行流量就可以用下述流量模型表示：

其中，上述公式中的pon流量指的是通过该单个pon端口的总上行流量或总下行流量，i为宽带套餐的标识，i为正整数，n为正整数。这里，套餐i用户数目，指的是该pon端口下使用第i个宽带套餐的在线用户数目，套餐i的使用流量，指的是预设时段内，该pon端口下第i个宽带套餐的使用流量。比如，针对某一pon端口，该pon端口下有5个宽带套餐，其中，使用500m宽带套餐的在线用户数目为3，在预设时段内，平均每一用户的实际使用流量为200m带宽(实际情况可能是，在预设时段内，用户1使用100m带宽，用户2使用300m带宽，用户3使用200m带宽)。

其中，上述提及的预设时段可根据实际应用场景灵活设定，比如，设置1个小时为预设时段，或者，为了提高流量采集的精准度，半个小时作为预设时段，或者采用更小的时段粒度划分时段。本申请实施例不对采集流量信息的时段做出限定。

s203、通过该流量模型获取上述多个pon端口下每一宽带套餐的平均使用流量。

比如，针对某一带宽套餐，存在3个pon端口，第一个pon端口下该宽带套餐的使用流量为a，第二个pon端口下该宽带套餐的使用流量为b，第三个pon端口下该宽带套餐的使用流量为c，则在这3个pon端口下，该宽带套餐的平均使用流量为(a+b+c)/3。

作为一种可能的实现方式，以上述多个pon端口数目为m为例，如图3所示，s203可以实现为如下步骤s2031至s2034：

s2031、构建m个pon端口中每一pon端口下n种宽带套餐的总流量方程组。

k11×p1+k12×p2+…+k1r×pr…+k1n×pn＝p1(1)

k21×p1+k22×p2+…+k2r×pr…+k2n×pn＝p2(2)

kh××p1+kh2×p2+…+khr×pr…+khn×pn＝ph(h)

km1×p1+km2×p2+…+kmr×pr…+kmn×pn＝pm(m)

其中，kmn表示第m个pon端口下第n个宽带套餐的在线用户数目，khr表示第h个pon端口下第r个宽带套餐的在线用户数目，khr为自然数，pn表示第n种宽带套餐的平均使用流量，pr表示第r种宽带套餐的平均使用流量，pr为自然数，pm表示第m个pon端口的上行流量或下行流量，ph表示第h个pon端口的上行流量或下行流量，ph为自然数。m、h、r均为正整数。

示例性的，公式(1)右侧的p1表示第1个pon端口下n个宽带套餐的总流量。公式(1)中的k11×p1，表示第一个pon端口下第1个宽带套餐的在线用户数目与第一个宽带套餐的平均使用流量的乘积，公式(1)中的k1n×pn，表示第一个pon端口下第n个宽带套餐的在线用户数目与第n个宽带套餐的平均使用流量的乘积。

比如，以上述总流量方程组中的第1个pon端口为例，根据现有技术，可以获取该流经该pon端口的上行流量或下行流量p1(假设为880m)，假设n取值为3，即第1个pon端口下有3个宽带套餐(500m、200m、50m)，其中，使用500m宽带套餐的在线用户数目为3，在预设时段内，平均每一用户的实际使用流量为p1(待求解)。使用200m宽带套餐的在线用户数目为2，在预设时段内，平均每一用户的实际使用流量为p2(待求解)。使用50m宽带套餐的在线用户数目为2，在预设时段内，平均每一用户的实际使用流量为p3(待求解)。这种情况中，第1个pon端口对应的总流量方程为：

3×p1+2×p2+2×p3＝880

类似的，对于其他pon端口，也可以得到对应的总流量方程，进而，多个pon端口各自对应的总流量方程可构成上述总流量方程组。

s2032、根据上述总流量方程组，构建套餐用户分布矩阵x。

其中，矩阵x中的元素kmn为上述总流量方程组中pn的系数，矩阵x中的元素khr为上述总流量方程组中pr的系数。即上述总流量方程组中不同pr系数构成了矩阵x。矩阵x中每个元素的含义可参见上述总流量方程组中的相关描述，这里不再赘述。

s2033、根据上述总流量方程组，构建pon端口流量向量y：

其中，

即上述总流量方程组中等号右侧的p1、p2…pm等构成了矩阵y。矩阵y中每个元素的含义可参见总流量方程组中的相关描述，这里不再赘述。

s2034、确定预设时段的套餐流量向量θ。

当m≥n时，可以通过多元线性回归的方法求得宽带套餐i的平均使用流量，多元线性回归指的是，由多个自变量的最优组合共同来预测或估计因变量。比如，上述总流量方程组中，已知因变量，可以根据因变量求解自变量的最优组合，即可以根据因变量ph，确定自变量pr的最优组合，进而求得上述多个pon端口对应的自变量的最优组合，即套餐流量向量其中，pn为上述多个pon端口下第n种宽带套餐的平均使用流量。

具体的，在多元线性回归的过程中，作为一种可能的实现方式，可以使用正规方程的方法求解pr，即求解上述多个pon端口下某一宽带套餐的平均使用流量。具体的，采用如下公式求解上述pr：θ＝(x^tx)^-1x^ty。

其中，(x^tx)^-1表示(x^tx)的逆矩阵，x^t表示矩阵x的转置矩阵。关于矩阵x、y的详细含义可参见上文描述，这里不再赘述。通过上述方法，可求得p1、p2…pn，即可得到在预设时段内不同接入速率的宽带套餐中每个宽带套餐的平均使用流量。

在多元线性回归的过程中，作为另一种可能的实现方式，可以将矩阵x按行切分成不重复的n个对称子矩阵。其中，n＝c(m,n)，c(m,n)为组合数公式，从n个不同元素中取出m个元素的所有组合的个数。m和n的含义可参见上述总流量方程组中的相关描述，这里不再赘述。那么，就可以根据上述总流量方程组得到对应的子流量向量yq，根据公式即可分别求得各对称子矩阵的套餐流量向量θq，根据公式求得的作为最优的套餐流量向量θ。

一种可能的实施例中，根据上述总流量方程组，假设将矩阵x按行切分成三个对称的子矩阵，与三个子矩阵对应的子流量向量为y1、y2、y3，其中，

根据公式：分别求得θ1，θ2，θ3，则并将作为最优的套餐流量向量θ，

在多元线性回归的过程中，作为另一种可能的实现方式，可以通过构建误差函数的方法得出最佳拟合的套餐流量向量θ。

构建每个pon端口n个宽带套餐的在线用户数向量hs：

hs＝(k1,k2…kr…kn)；

其中，k1表示第s个pon端口使用宽带套餐1的在线用户数目；kr表示第s个pon端口使用宽带套餐r的在线用户数目，kn表示第s个pon端口使用宽带套餐n的在线用户数目。

对于m个pon端口，可以构建误差函数j：其中，θs表示试解参数θs＝(p1,p2…pn)，ys为实际的宽带套餐使用流量结果，表示第s个端口的上行流量或下行流量。

通过以下步骤，可以利用误差函数j衡量试解参数θs所拟合得到的宽带套餐使用流量结果(hsθs)与实际的宽带套餐使用流量结果ys的全局误差，具体的：

1)设定最小误差阈值jmin，初始化θs；可根据以往经验设定jmin和θs；

2)计算在该组θs下得到的误差函数j；

3)构建θs^*＝θs+δ，δ为参数组的一个微小变化量；

4)计算θs^*下得到的误差函数j`，如果j`<j，那么将θs换为θs^*，之后重复步骤2)到4)。

当j小于jmin时，循环结束，输出当前的θs，如果遍历所有的j无法找到小于jmin的对应的θs，那么就输出使得j最小的θs，并提示没有找到小于jmin的参量组θs，最终求得的θs作为最优的套餐流量向量θ。

本申请实施例提供的流量分析方法，获取多个pon端口中每一pon端口下每种宽带套餐的在线用户数目，以及每一pon端口的上行流量或下行流量，并根据每一pon端口下每种宽带套餐的在线用户数目，以及每一pon端口的上行流量或下行流量，构建流量模型，进而通过构建的流量模型获取上述多个pon端口下每一宽带套餐的平均使用流量。相对于现有技术中，pon端口通常不区分不同宽带套餐的流量信息，不能满足网络的精细化管理要求。本申请实施例提供的流量分析方法，能够通过构建的流量模型获取多个pon端口下每一宽带套餐的平均使用流量。后续，运营商可以根据每一宽带套餐的平均使用流量，进行网络规划建设，以满足宽带网络精细化管理的要求。

其中，在网络部署过程中，可以根据从pon端口采集的历史数据，制定网络部署的策略。历史数据可以为pon端口下不同宽带套餐的使用流量。比如，采用上述流量分析方法，获取已部署网络中pon端口下不同宽带套餐的平均使用流量为：购买500宽带套餐的用户中平均每个用户实际使用的流量为200m，则在新部署的网络中，可以为pon端口下购买500m宽带套餐的每一用户(可称为目标用户)预留200m带宽。如此，可以将500m中的300m流量分配给其他用户，提高带宽利用率。既能够满足目标用户的带宽需求，又能够有效利用闲置的带宽资源。

或者，预留250m，或者预留其他带宽。为每一用户预留的带宽可以大于或等于200m，且小于或等于500m。本申请实施例对预留的带宽不做具体限定。

采用上述流量分析方法，可以动态的获取pon端口下不同宽带套餐的平均使用流量，基于此，可以划分不同的时段，在不同时段，pon端口下为相同用户分配不同的带宽资源。比如，在工作日，pon端口下为每一用户配置较少的带宽资源，在节假日，pon端口下为每一用户配置较多的带宽资源。

本申请实施例可以根据上述方法示例对装置进行功能模块或者功能单元的划分，例如，可以对应各个功能划分各个功能模块或者功能单元，也可以将两个或两个以上的功能集成在一个处理模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块或者功能单元的形式实现。其中，本申请实施例中对模块或者单元的划分是示意性的，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。

图4示出了上述实施例中所涉及的装置的一种可能的结构示意图。该装置包括获取模块401、构建模块402。

获取模块401，用于获取多个无源光纤网络pon端口中每一pon端口下每种宽带套餐的在线用户数目，以及每一pon端口的上行流量或下行流量。

构建模块402，用于根据每一pon端口下每种宽带套餐的在线用户数目，以及每一pon端口的上行流量或下行流量，构建流量模型。

所述流量模型为：

其中，pon流量为通过单个pon端口的总上行流量或总下行流量，n为所述单个pon端口下的宽带套餐数目，i为宽带套餐的标识。

获取模块401，还用于通过所述流量模型获取上述多个pon端口下每一宽带套餐的平均使用流量。

在一种可能的实现方式中，所述获取模块401，用于通过所述流量模型获取上述多个pon端口下每一宽带套餐的平均使用流量，具体可以为：用于根据所述流量模型获取套餐用户分布矩阵x，以及端口流量向量y；根据所述套餐用户分布矩阵和所述端口流量向量确定每一宽带套餐的使用流量。

其中，khr为第h个pon端口下第r个宽带套餐的在线用户数目，kmn为第m个pon端口下第n个宽带套餐的在线用户数目，h、r、m、n均为正整数；pm为第m个pon端口的上行流量或下行流量。

在一种可能的实现方式中，所述获取模块，用于根据所述套餐用户分布矩阵和所述端口流量向量确定每一宽带套餐的使用流量，具体可以为：用于针对m个pon端口下的单个宽带套餐，采用多元线性回归的方法确定套餐流量向量θ：

其中，pn为所述m个pon端口下第n种宽带套餐的平均使用流量。

本申请实施例提供的流量分析装置，获取多个pon端口中每一pon端口下每种宽带套餐的在线用户数目，以及每一pon端口的上行流量或下行流量，并根据每一pon端口下每种宽带套餐的在线用户数目，以及每一pon端口的上行流量或下行流量，构建流量模型，进而通过构建的流量模型获取上述多个pon端口下每一宽带套餐的平均使用流量。相对于现有技术中，pon端口通常不区分不同宽带套餐的流量信息，不能满足网络的精细化管理要求。本申请实施例提供的流量分析方法，能够通过构建的流量模型获取多个pon端口下每一宽带套餐的平均使用流量。后续，运营商可以根据每一宽带套餐的平均使用流量，进行网络规划建设，以满足宽带网络精细化管理的要求。

图5示出了上述流量分析装置的一种可能的结构示意图。如图5所示，该装置可以包括：处理器501和通信接口502。处理器501用于对该装置的动作进行控制管理，例如，执行上述获取模块401和构建模块402执行的步骤，和/或用于执行本文所描述的技术的其它过程。通信接口502用于支持该装置与其他网络实体的通信。此外，该装置还可以包括存储器503和总线504，存储器503用于存储该装置的程序代码和数据。

其中，存储器503可以包括易失性存储器，例如随机存取存储器；该存储器也可以包括非易失性存储器，例如只读存储器，快闪存储器，硬盘或固态硬盘；该存储器还可以包括上述种类的存储器的组合。

上述处理器501可以是实现或执行结合本申请公开内容所描述的各种示例性的逻辑方框，模块和电路。该处理器可以是中央处理器，通用处理器，数字信号处理器，专用集成电路，现场可编程门阵列或者其他可编程逻辑器件、晶体管逻辑器件、硬件部件或者其任意组合。其可以实现或执行结合本申请公开内容所描述的各种示例性的逻辑方框，模块和电路。所述处理器也可以是实现计算功能的组合，例如包含一个或多个微处理器组合，dsp和微处理器的组合等。

总线504可以是扩展工业标准结构(extendedindustrystandardarchitecture，eisa)总线等。总线504可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图5中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。

如图6所示，本申请实施例提供流量分析装置的另一种可能的结构示意图。该装置600包括：处理单元601。处理单元601用于对装置400的动作进行控制管理，例如，执行上述获取模块401、构建模块402执行的步骤，和/或用于执行本文所描述的技术的其它过程。装置还可以包括存储单元602和通信单元603，存储单元602用于存储该装置的程序代码和数据；通信单元603用于支持该装置与其他网络实体的通信。

其中，结合图5和图6,上述处理单元601可以是装置500中的处理器501或控制器。

存储单元602可以是装置500中的存储器等，该存储器可以包括易失性存储器，例如随机存取存储器；该存储器也可以包括非易失性存储器，例如只读存储器，快闪存储器，硬盘或固态硬盘；该存储器还可以包括上述种类的存储器的组合。

通信单元603可以是装置500中的收发器、收发电路或通信接口等。

通过以上的实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质中存储有指令，当流量分析装置执行该指令时，该装置执行上述方法实施例所示的方法流程中流量分析装置执行的各个步骤。

其中，计算机可读存储介质，例如可以是但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(randomaccessmemory，ram)、只读存储器(read-onlymemory，rom)、可擦式可编程只读存储器(erasableprogrammablereadonlymemory，eprom)、寄存器、硬盘、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(compactdiscread-onlymemory，cd-rom)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合、或者本领域熟知的任何其它形式的计算机可读存储介质。一种示例性的存储介质耦合至处理器，从而使处理器能够从该存储介质读取信息，且可向该存储介质写入信息。当然，存储介质也可以是处理器的组成部分。处理器和存储介质可以位于特定用途集成电路(applicationspecificintegratedcircuit，asic)中。在本申请实施例中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何在本申请揭露的技术范围内的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。