一種多通道接入網(wǎng)絡(luò)中的流量分配方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及網(wǎng)絡(luò)通信領(lǐng)域，特別涉及一種多通道接入網(wǎng)絡(luò)中的流量分配方法。
【背景技術(shù)】
[0002]基于雙向有線電視網(wǎng)的互動電視業(yè)務(wù)不斷發(fā)展，用戶在電視平臺上對于互聯(lián)網(wǎng)的依賴性有所增加，因而終端平臺對于數(shù)據(jù)下行速率的需求也越來越高。如今，接入下行速率不足已經(jīng)成為數(shù)字電視業(yè)務(wù)發(fā)展所需解決的問題，也是影響用戶體驗(yàn)的主要因素之一。
[0003]對于數(shù)字電視終端平臺，如果采用IP網(wǎng)接入方式，對于4M ADSL寬帶，下行速率只有4Mbps。然而高清互動電視的直播業(yè)務(wù)通常采用MPEG-2編碼格式，碼率大約在20-25Mbps。采用H.264編碼，碼率也在7Mbps左右。
[0004]面對互動電視業(yè)務(wù)日新月異的發(fā)展，以及用戶對海量高速下載業(yè)務(wù)的潛在需求，采用現(xiàn)有單通道技術(shù)的下行速率仍然難以滿足高清影片的快速下載需求。利用多通道方式進(jìn)行下行帶寬的提升越來越被人們重視，但是對于多個(gè)通道，如何根據(jù)數(shù)據(jù)流的特征為數(shù)據(jù)流分配一個(gè)合適的通道，是一個(gè)關(guān)鍵問題。
[0005]目前的流量分配主要有如下兩種分配方案:
[0006](I)、簡單輪詢(或者針對異構(gòu)通道實(shí)施加權(quán)輪詢)所有通道，找到一條非阻塞通道進(jìn)行發(fā)送。這種方式的主要目的是保證每個(gè)通道的公平性。但這種方式的不足之處在于，由于在不同通道中可能產(chǎn)生的亂序，需要在多個(gè)通道上給每個(gè)報(bào)文維護(hù)一個(gè)序號值，用于接收方對報(bào)文重新排序。一方面，發(fā)送方和接收方都需要額外處理序號，另一方面在系統(tǒng)負(fù)載很重的情況下，將會導(dǎo)致報(bào)文重組的時(shí)間過長。另外在實(shí)際應(yīng)用中，所有通道都必須工作，導(dǎo)致通道資源浪費(fèi)。
[0007](2)、查看通道擁擠程度，如果第一通道擁擠程度不高，則將報(bào)文從第一通道傳輸，否則將其從第二通道傳輸。這種方案雖提高了通道利用率，但不足之處與方法(I)是一致的。
[0008]因此，現(xiàn)有技術(shù)中的上述方案均是以數(shù)據(jù)包為單位進(jìn)行流量分配，而不是以流作為分配單位，不可避免地引入了亂序問題，處理亂序問題所耗費(fèi)的時(shí)間過大，甚至?xí)霈F(xiàn)嚴(yán)重丟包，降低QoS。一種合理的多通道接入網(wǎng)絡(luò)的流量分配方法應(yīng)該在保證用戶帶寬需求的前提下，提升通道的利用率，避免資源的浪費(fèi)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的流量分配方法耗費(fèi)時(shí)間大、丟包現(xiàn)象嚴(yán)重等缺陷，從而提供一種能有效提升通道利用率的多通道接入網(wǎng)絡(luò)中的流量分配方法。
[0010]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種多通道接入網(wǎng)絡(luò)中的流量分配方法，所述多通道至少包含IP通道和QAM通道，該方法包括:
[0011]步驟I)、對新接收到的數(shù)據(jù)流進(jìn)行初始流量分配，比較其所需帶寬和IP通道剩余帶寬，如果所需帶寬小于IP通道剩余帶寬，則將該路數(shù)據(jù)流分配至IP通道；否則，將該路數(shù)據(jù)流分配至QAM通道；
[0012]步驟2)、在數(shù)據(jù)流的傳輸過程中，檢測數(shù)據(jù)流的丟包率，當(dāng)丟包率出現(xiàn)異常時(shí)切換傳輸通道；該步驟包括:
[0013]a)、當(dāng)IP通道的丟包率大于IP通道丟包率閾值時(shí)，將IP通道上占用帶寬最大的流切換至QAM通道；或
[0014]b)、當(dāng)QAM通道上某頻點(diǎn)的丟包率大于QAM通道頻點(diǎn)丟包率閾值時(shí)，將帶寬大于超額帶寬的端口集合中帶寬最小的端口所承載的所有數(shù)據(jù)流切換至其它頻點(diǎn)。
[0015]上述技術(shù)方案中，所述步驟I)包括:
[0016]步驟1-1)、對新接收到的數(shù)據(jù)流，在流量分配表中查找是否存在對應(yīng)的表項(xiàng)，若存在，轉(zhuǎn)入步驟1-7);否則轉(zhuǎn)入步驟1-2);其中，所述流量分配表記錄了數(shù)據(jù)流的流標(biāo)識和傳輸通道的通道標(biāo)識的對應(yīng)關(guān)系；
[0017]步驟1-2)、將所接收數(shù)據(jù)流的帶寬信息與IP通道的當(dāng)前剩余帶寬進(jìn)行比較，如果該路數(shù)據(jù)流的帶寬大于IP通道的當(dāng)前剩余帶寬，轉(zhuǎn)入步驟1-5);否則轉(zhuǎn)入步驟1-3)；
[0018]步驟1-3)、在所述流量分配表里新增表項(xiàng)，表項(xiàng)的流標(biāo)識為此路新數(shù)據(jù)流的標(biāo)識，對應(yīng)通道標(biāo)識設(shè)置為IP通道標(biāo)識，然后轉(zhuǎn)入步驟1-4)；
[0019]步驟1-4)、將該數(shù)據(jù)流中的數(shù)據(jù)包通過IP通道發(fā)送，結(jié)束；
[0020]步驟1-5)、在流量分配表里新增表項(xiàng)，新增表項(xiàng)的流標(biāo)識為此路新數(shù)據(jù)流的標(biāo)識，對應(yīng)通道標(biāo)識設(shè)置為QAM通道標(biāo)識，轉(zhuǎn)入步驟1-6)；
[0021]步驟1-6)、將該數(shù)據(jù)流中的數(shù)據(jù)包通過QAM通道發(fā)送，結(jié)束；
[0022]步驟1-7)、對于已存在流量分配表中的數(shù)據(jù)流，直接將該數(shù)據(jù)流通過流量分配表中對應(yīng)的通道發(fā)送，結(jié)束。
[0023]上述技術(shù)方案中，在所述的步驟2)中，步驟a)包括:
[0024]步驟a-Ι)、檢測到IP通道丟包率超過IP通道丟包率閾值；
[0025]步驟a-2)、選取IP通道中帶寬最大數(shù)據(jù)流；
[0026]步驟a-3)、將流量分配表中對應(yīng)表項(xiàng)的通道標(biāo)識由IP通道修改為對應(yīng)QAM通道標(biāo)識,結(jié)束。
[0027]上述技術(shù)方案中，在所述的步驟2)中，步驟b)包括:
[0028]步驟b-Ι )、檢測到QAM通道的丟包率超過QAM通道頻點(diǎn)丟包率閾值；
[0029]步驟b-2)、從切換前的QAM通道的當(dāng)前頻點(diǎn)下的所有端口中，選擇帶寬大于超額帶寬的，并且?guī)捵罱咏~帶寬的端口 ；
[0030]步驟b_3)、選擇一個(gè)頻點(diǎn)，此頻點(diǎn)需有足夠的剩余帶寬能容納待切換端口所承載的所有數(shù)據(jù)流；
[0031]步驟b_4)、從步驟b_3)所選擇的頻點(diǎn)中選擇一端口，然后修改流量分配表對應(yīng)表項(xiàng)，將待切換端口下的數(shù)據(jù)流的通道標(biāo)識更改為切換后端口的通道標(biāo)識，所述通道標(biāo)識包括切換后的頻點(diǎn)與端口，最后結(jié)束。
[0032]上述技術(shù)方案中，在所述步驟2)中，通道的丟包率通過計(jì)算重傳報(bào)文占所有該通道下的報(bào)文的比率獲得，或通過計(jì)算由于通道限速機(jī)制而被丟棄的報(bào)文占所有該通道下的報(bào)文的比率獲得。
[0033]上述技術(shù)方案中，所述超額帶寬為一頻點(diǎn)所承載的所有數(shù)據(jù)流的所需帶寬與頻點(diǎn)容量的差值。
[0034]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0035]本發(fā)明在滿足用戶帶寬需求的前提下，提升通道的利用率，減少通道資源的浪費(fèi)。
【附圖說明】
[0036]圖1是多通道接入網(wǎng)絡(luò)的示意圖；
[0037]圖2是本發(fā)明的在多通道接入網(wǎng)絡(luò)中對數(shù)據(jù)流進(jìn)行流量分配的方法的流程圖；
[0038]圖3是將數(shù)據(jù)流從IP通道切換到QAM通道的流程示意圖；
[0039]圖4是數(shù)據(jù)流在QAM通道之間切換的流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0040]現(xiàn)結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。
[0041]在對本發(fā)明做詳細(xì)說明之前，首先對本發(fā)明所涉及的多通道接入網(wǎng)絡(luò)這一應(yīng)用場景進(jìn)行說明。圖1為多通道接入網(wǎng)絡(luò)的示意圖，為了提高終端用戶的下行帶寬，在原有IP通道(即圖1 中的 OLT (Optical Line Terminal,光線路終端)和 ONU (Optical NetworkUnit，光網(wǎng)絡(luò)單元)所在的通道)的基礎(chǔ)上增加QAM通道(即圖1中IPQAM設(shè)備所在的通道)，一般來說，QAM通道的帶寬大于IP通道的帶寬。通道管理設(shè)備同時(shí)連接到IP通道與QAM通道。
[0042]本申請中，利用通道管理設(shè)備對數(shù)據(jù)流如何在IP通道與QAM通道間加以分配進(jìn)行管理。具體的說，通道管理設(shè)備負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)流的分發(fā)和切換工作，以及IP通道、QAM通道的剩余帶寬、丟包率和各路數(shù)據(jù)流的帶寬的統(tǒng)計(jì)工作。通道管理設(shè)備也對QAM通道和IP通道提供了通道限速機(jī)制，即當(dāng)通道中數(shù)據(jù)流的帶寬大于通道容量時(shí)，丟棄應(yīng)發(fā)送至該通道的報(bào)文。該限速機(jī)制使用令牌桶實(shí)現(xiàn)，由定時(shí)器觸發(fā)周期地向令牌桶內(nèi)加入和通道容量成正比的令牌數(shù)，數(shù)據(jù)包等待轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)，先與當(dāng)前令牌數(shù)進(jìn)行比較，如果令牌數(shù)量足夠，則減去與數(shù)據(jù)包大小成正比的令牌數(shù)量，轉(zhuǎn)發(fā)該報(bào)文，否則丟棄該報(bào)文。通道管理設(shè)備也據(jù)此獲得丟包率大小。
[0043]下面對本發(fā)明如何在多通道接入網(wǎng)絡(luò)這一環(huán)境下對數(shù)據(jù)流實(shí)現(xiàn)流量分配進(jìn)行說明。
[0044]參考圖2，本發(fā)明的在多通道接入網(wǎng)絡(luò)中對數(shù)據(jù)流進(jìn)行流量分配的方法包括:
[0045]步驟S201，通道管理設(shè)備維護(hù)流量分配表，該表記錄流標(biāo)識和通道標(biāo)識的對應(yīng)關(guān)系；通道管理設(shè)備對于新接收到的每路流，首先在流量分配表中查找是否存在對應(yīng)的表項(xiàng)，如果存在，轉(zhuǎn)入步驟S207 ;否則轉(zhuǎn)入步驟S202 ；