CN101296118A - 一种基于2m环网络的数据传输应用自适应方法 - Google Patents

一种基于2m环网络的数据传输应用自适应方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种基于2M环网络的数据传输应用自适应方法,由中心端和多个基站端通过2M环组网作为下层,基于该2M环网络的数据传输应用作为上层,所述下层的中心端设有TCP/IP适配器,而基站端则设有串口适配器,所述TCP/IP适配器与串口适配器通过2M环网络进行通讯,所述上层在中心端设有TCP/IP通信服务器,TCP/IP通信服务器与下层的TCP/IP适配器和串口适配器共同桥接,且TCP/IP通信服务器以抽象的虚链路形式为映射对每个桥接对象进行通信管理。

Description

一种基于2M环网络的数据传输应用自适应方法
技术领域
本发明属于2M环网络的数据传输应用领域,特别是涉及一种当2M环网络在下层的网络层进行切割环时,上层的链路层可根据下层的网络层所发出的相关信息进行自适应的方法。
技术背景
2M网络作为电信运营商的基础网络,不少设备提供厂商利用电信运营商已有的2M网络现有资源,在其上建立数据传输应用,为中心对基站上的各种自动化设备的远程集中监控铺平了道路。但在实际运营当中,底层2M网络资源是为运营商的主机系统而不是为辅机系统提供数据传输服务的,且2M网络管理部门和基站运维管理部门彼此分立,此时对于搭便车式的上层通信应用,当下层2M网络自行切换环网时,因网络的切换,将导致上层的数据传输应用造成中断。为了解决这个问题,运营商通常只能够通过部门之间的工作协调,来降低对2M传输部门在切割环网时对运维管理部门的负面影响。但该人工处理方法是比较无奈的问题处理方法,其缺点显而易见:
1、2M环网的调整是运营商传输部门每天基本的工作,部门之间的人工协作方式将导致运营商的传输和运维两个部门之间沟通成本的急剧增加,并最终难以承受。
2、部门之间沟通信息的歧义、传输部门内信息统计的完整性,运维部门的系统配置调整的正确性,以及其他各种人工沟通过程中存在的人为因素,都将对建立在传输上的集中监控应用造成很大的影响。
3、人工沟通的及时性和滞后性无法达到集中监控应用的实时性要求,即使部门之间配合良好,滞后性也将导致运维部门实时监控系统的间断。
4、人工沟通方式与运营商的自动化和信息化管理意图背道而驰,导致2M之上的数据传输、集中监控等自动化应用失去了其价值。
发明内容
本发明的目的在于克服现有人工协作方式的不足,提供一种自动化方式,使之上层的链路层能够通过对下层的网络层进行物理切换时进行快速的自适应,为链路之上的网络应用提供稳定不变的数据传输服务。
为了实现发明目的,采用技术方案如下:
一种基于2M环网络的数据传输应用自适应方法,由中心端和多个基站端通过2M环组网作为下层,基于该2M环网络的数据传输应用作为上层,所述下层的中心端设有TCP/IP适配器,而基站端则设有串口适配器,所述TCP/IP适配器与串口适配器通过2M环网络进行通讯,所述上层在中心端设有TCP/IP通信服务器,TCP/IP通信服务器与下层的TCP/IP适配器和串口适配器共同桥接,且TCP/IP通信服务器以抽象的虚链路形式为映射对每个桥接对象进行通信管理。
下层中心端的TCP/IP适配器对基站端的串口适配器通过全局唯一性ID进行身份识别。
下层中心端的TCP/IP适配器对同一环网上的串口适配器的身份ID进行高速的网络广播扫描,以确定同环网中基站端串口适配器的网络结构特征,并将网络结构特征保存到中心端的TCP适配器中,并为上层进行TCP适配器与串口适配器结构网络从属结构的定时信息广播。
中心端的TCP/IP适配器在对串口适配器的身份ID进行高速的网络广播扫描后,还将当前网络结构特征与保存中心端TCP适配器中的上次结构特征进行比较,以确定TCP适配器和各串口适配器是否变化,并将变化后的2M网络从属结构信息通知给上层。
上述下层的操作应用于网络层中。
所述上层中心端的TCP/IP通信服务器设置有数据传输软件模块,数据传输软件模块通过下层链路层中的中心端TCP/IP适配器与基站端串口适配器共同桥接,数据传输软件模块对每个桥接以抽象的虚链路形式为映射而进行通信管理。
上层的数据传输软件模块通过下层中心端的TCP/IP适配器定时广播网络结构特征,以获得2M环网络的全局网络结构状态,并且会将网络结构特征与自身存储的2M网络结构进行比较,当比较发现上、下层网络结构一致,则不进行变化,当比较发现上、下层网络结构不一致,则对自身的2M网络结构调整到与下层的2M网络结构一致。
上层在对网络结构进行调整时,虚链路映射对桥接上的两端全局身份ID进行一致性保存,达到虚链路的桥接中间虽然发生变化,但虚链路的桥接两端却保持映射不变的目的。
上述上层的操作应用于链路层中。
所述上层的网络应用层通过虚链路与下层基站端的自动化设备进行数据通信,通过“数据传输软件模块-TCP/IP适配器-串口适配器”的桥接作用,使上层应用软件以虚链路的形式通过2M环网对远端基站中的自动化设备进行通信。
本发明基于2M环网络中上层的链路层在下层的网络层切割环时的自适应方法,使数据传输部门在独立调整2M环网时,运维部门所有的建立在其上的网络应用产品,可以通过直接侦测2M网络网络层所得调整信息,在链路层就根据其下面的网络层调整信息进行数据链路的快速自适应,为其上的集中监控应用提供稳定的网络数据传输。运维部门数据链路根据传输部门2M环调整进行自适应对上层自动的、不可见的、快速的、稳定的完成,解除了两个部门之间业务上的束缚,解除了运维部门对传输部门的依赖性,使运维部门可以独立的推行基站集中监控的自动化进程,降低运营商的运维成本和提高维护的及时性。
本发明与现有的人工协作方式相比,主要区别为跨部门协调管理与独立部门管理、人工方式与自动化方式、低速调整与高速调整、人工的低可靠性和计算机的高度可靠性区别。具体体现如下:
1、2M环网的调整是运营商传输部门每天基本的工作,原有的部门之间的人工协作方式将导致运营商的传输和运维两个部门之间沟通成本的急剧增加,并最终难以承受。本发明使运维部门的系统可对传输部门的网络结构变化进行自适应。这样就解开了传输部门和运维部门的束缚关系,使运维部门能独立于传输部门进行信息管理,即可不受影响的使用传输部门的网络资源。
2、部门之间沟通信息的歧义、传输部门内信息统计的完整,运维部门的系统配置调整的正确,以及其他各种人工沟通过程中存在的人为因素,都将建立在传输上的集中监控应用造成很大的影响。本发明将这些人工方式变为自动化的计算机处理方式,使运维部门的系统在运行时,不需要人工干涉即可对网络的自适应调整,降低了成本、提高了可靠性。
3、人工沟通的及时性和滞后性无法达到集中监控应用的实时性要求,即使部门之间配合良好,滞后性也将因为跟不上计算机系统的速度而导致运维部门实时监控系统的间断。本发明的反应速度可以有效、及时的进行网络的自适应调整,以保证上层监控应用的通信稳定性。
4、人工沟通方式与运营商的自动化和信息化管理意图背道而驰,导致2M之上的数据传输、集中监控等自动化应用失去了其价值。本发明使运维部门的信息化、自动化管理有了实际使用的基础和意义。
附图说明
图1为本发明的框架示意图;
图2为现有人工方式的框架示意图;
图3为本发明的架构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的说明。
本发明的框架示意图如附图1所示,附图2则是现有人工方式的框架示意图,通过图1和图2的对比可以非常明显的看出本发明与现有人工模式的区别,本发明的特点如下:
1、下层的网络层,包括在中心端的一组基于2M的2M--TCP/IP适配器硬件(简称TCP/IP适配器),这些TCP/IP适配器在物理上以及链路上可以将基于2M网络数据传输转化为TCP/IP网络数据传输。
2、下层的网络层,中心端的一个TCP/IP适配器硬件与远端基站端的几个2M-串口适配器硬件作为2M环网上的环网节点,通过2M环网进行数据通信。
3、下层的网络层,中心端的TCP/IP适配器硬件对基站端的2M-串口适配器通过基站端适配器的全局唯一性ID进行身份识别。
4、下层的网络层,中心端的TCP/IP适配器硬件对同一环网上的基站端的各串口适配器的身份ID进行高速的网络广播扫描,以确定同环网中基站端适配器节点数量、身份、以及排布结构等网络结构特征。并将网络结构特征保存到中心端的TCP适配器中,并为上层的链路层进行TCP适配器与串口适配器结构网络从属结构的定时信息广播。
5、下层的网络层,中心端的TCP/IP适配器硬件对同一环网上的基站端的各串口适配器的身份ID进行高速的网络广播扫描,以确定同环网中基站端适配器节点数量、身份、以及排布结构等网络结构特征。并将当前网络结构特征与保存中心端TCP适配器中的上次结构特征进行比较,以确定TCP适配器与各串口适配器是否变化,并将变化后的2M网络从属结构信息通知给上层的链路层。
上述1-5为下层的网络层侦测众多2M环网因传输部门自行切割环,或其他各种原因导致全网中(包括中心端、基站端)的各种2M适配器在众多2M环网重新分布,进行网络结构信息的网络结构、网络变化的侦测过程,以及对上层的链路层的网络信息通知过程。
6、上层的链路层,包括在中心端的一组TCP/IP通信服务器,各通信服务器中运行有数据传输软件模块,数据传输软件模块包括有软件通信模块。
7、上层的链路层,数据传输软件模块通过下层链路层中的中心端TCP/IP适配器与基站端串口适配器的共同桥接,可以以TCP/IP的形式将数据包通过2M适配器与基站端自动化设备进行通信。
8、上层的链路层,数据传输软件模块对每个桥接以抽象的虚链路形式为映射而进行通信管理,屏蔽了2M环网中各2M节点网络结构的复杂性。从而为链路层之上的应用层提供了稳定、统一的网络接口方式。
9、上层的网络应用层,上层应用层可以通过一系列的虚链路与远端基站的自动化设备进行数据通信。数据传输软件模块-TCP/IP适配器一串口适配器的桥接作用,使之上层应用软件可以以虚链路的形式通过2M环网对远端基站中的自动化设备进行通信。
10、上层的链路层,当下层的网络层定时广播或网络变更时,中心端的TCP/IP适配器会将2M网络结构信息通知给上层的链路层。上层的链路层由此可以得到2M的全局网络结构状态。
11、上层的链路层,当链路层中的软件通信模块接收到TCP/IP适配器广播的2M网络结构信息时,会将这些结构信息与自身的内部的2M网络结构进行比较。
12、上层的链路层,当链路层的软件通信模块比较发现上下网络结构一致,则不进行变化;当软件通信模块比较发现上下网络结构不一致,则对自身的2M网络结构调整到与下层的2M网络结构一致。调整时,虚链路映射对与2M适配器桥接上的两端全局身份ID进行一致性保存。此时可达到虚链路的桥接中间虽然发生变化,但虚链路的桥接两端却保持映射不变的目的。即此为虚链路对2M环网变化的自适应。
13、上层的链路层,上层链路层的软件通信模块根据下层的2M适配器所通知的2M网络结构信息进行自身网络数据结构的快速、及时的调整,以保持上层虚链路映射的不受下层2M网络变更的影响,从而为其上的网络应用提供稳定、可靠的数据传输。
本发明在下层环网的网络层中,2M-TCP/IP适配器作为主站对环网上的其他2M-串口适配器从站进行身份ID识别的广播侦测,借此来识别在线的各从站适配器的数量、身份、位置顺序,从而使主站适配器确认出该环网中的从站适配器的网络节点分布结构。每个环网上的2M适配器主站进行快速的、周期性的环网节点分布结构识别,以此来识别个环网上网络分布结构以及结构的变化。
在上层的链路层中,通信服务器中的通信软件模块对下属各个环网的2M节点进行通信管理,内部有表征全局各个环网网络结构的数据库,每个基站端到中心端的桥接用一个虚链路描述符来代表。通讯软件对全局网络结构进行数据管理,通讯软件对全局中心端到基站端的路由以虚链路来表征。
在上层的链路层中,每个2M-TCP/IP适配器主站会将其所管理2M环网上的网络结构以定时通知和变更通知两种形式发给通信服务器的软件通信模块。软件通信模块根据各TCP/IP主站适配器发过来的2M环网网络结构信息,实时地获知当前所有环网的网络结构分别,并将全网当前结构与自身的网络分布结构存储数据进行比较,并对2M网络结构分布差异之处进行调整,在调整时保持适配器从站与虚链路映射一致。
本发明的实质是,通过2M上各适配器节点的协作,通信服务器对内进行网络结构配置的自适应调整,以达到对外提供稳定、及时、可靠的虚链路接口。
作为一个实施例,本发明的架构示意图如附图3所示,智能电表、门禁系统、UPS不间断电源、智能空调等都是远端基站中的自动化设备,通过2M网络传输设备,包括作为TCP/IP适配器的串口数据集中上网服务器BASS-281,和作为串口适配器的数据接入复用器DAM-2160连接。
数据接入复用器DAM-2160可在2M线路1~31个时隙中任意抽取1~8个空闲时隙,提供RS232数据接口,每台数据接入复用器DAM-2160均可设置一个编码,用于对自动化设备的远程集中网管,方便与串口数据集中上网服务器BASS-281配合组成2M总线环集中监控数据传输平台,在监控数据传输平台上,通过一条E1链路,可以处理多路串口数据,将串行数据封装在IP包中,通过互联网(或支持IP协议的其它网络)传递到前端服务器上,同时可以将前端服务器发来的IP数据包解析到各路串行数据中,实现双向通信。
通信服务器中含有BASS-281通信服务机程序,以虚链路方式来描述【BASS-281-2M环路(线路)-DAM-2160-自动化设备】,并将通信服务器到每个DAM-2160虚链路给予全局唯一性的虚链路标识来表示。
当因网络切割而导致各基站端DAM-2160在各环路重新分配时,各中心端的BASS-281会检测到各自环网上的新分布状况,并将新的网络结构信息通知给通信服务器。通信服务器中的BASS-281通讯软件接收到新的网络结构信息后,对自身的全局网络结构进行调整,调整时保持中心到DAM-2160的虚链路标识不变即可。

Claims (10)

1、一种基于2M环网络的数据传输应用自适应方法,由中心端和多个基站端通过2M环组网作为下层,基于该2M环网络的数据传输应用作为上层,其特征在于所述下层的中心端设有TCP/IP适配器,而基站端则设有串口适配器,所述TCP/IP适配器与串口适配器通过2M环网络进行通讯,所述上层在中心端设有TCP/IP通信服务器,TCP/IP通信服务器与下层的TCP/IP适配器和串口适配器共同桥接,且TCP/IP通信服务器以抽象的虚链路形式为映射对每个桥接对象进行通信管理。
2、根据权利要求1所述的基于2M环网络的数据传输应用自适应方法,其特征在于下层中心端的TCP/IP适配器对基站端的串口适配器通过全局唯一性ID进行身份识别。
3、根据权利要求2所述的基于2M环网络的数据传输应用自适应方法,其特征在于下层中心端的TCP/IP适配器对同一环网上的串口适配器的身份ID进行高速的网络广播扫描,以确定同环网中基站端串口适配器的网络结构特征,并将网络结构特征保存到中心端的TCP适配器中,并为上层进行TCP适配器与串口适配器结构网络从属结构的定时信息广播。
4、根据权利要求3所述的基于2M环网络的数据传输应用自适应方法,其特征在于中心端的TCP/IP适配器在对串口适配器的身份ID进行高速的网络广播扫描后,还将当前网络结构特征与保存中心端TCP适配器中的上次结构特征进行比较,以确定TCP适配器与各串口适配器是否变化,并将变化后的2M网络从属结构信息通知给上层。
5、根据权利要求2或3或4所述的基于2M环网络的数据传输应用自适应方法,其特征在于所述下层的操作应用于网络层中。
6、根据权利要求1所述的基于2M环网络的数据传输应用自适应方法,其特征在于所述上层中心端的TCP/IP通信服务器设置有数据传输软件模块,数据传输软件模块通过下层链路层中的中心端TCP/IP适配器与基站端串口适配器共同桥接,数据传输软件模块对每个桥接以抽象的虚链路形式为映射而进行通信管理。
7、根据权利要求6所述的基于2M环网络的数据传输应用自适应方法,其特征在于上层的数据传输软件模块通过下层中心端的TCP/IP适配器定时广播网络结构特征,以获得2M环网络的全局网络结构状态,并且会将网络结构特征与自身存储的2M网络结构进行比较,当比较发现上、下层网络结构一致,则不进行变化,当比较发现上、下层网络结构不一致,则对自身的2M网络结构调整到与下层的2M网络结构一致。
8、根据权利要求7所述的基于2M环网络的数据传输应用自适应方法,其特征在于上层在对网络结构进行调整时,虚链路映射对桥接上的两端全局身份ID进行一致性保存,达到虚链路的桥接中间虽然发生变化,但虚链路的桥接两端却保持映射不变的目的。
9、根据权利要求6或7或8所述的基于2M环网络的数据传输应用自适应方法,其特征在于所述上层的操作应用于链路层中。
10、根据权利要求9所述的基于2M环网络的数据传输应用自适应方法,其特征在于所述上层的网络应用层通过虚链路与下层基站端的自动化设备进行数据通信,通过“数据传输软件模块-TCP/IP适配器-串口适配器”的桥接作用,使上层应用软件以虚链路的形式通过2M环网络对远端基站中的自动化设备进行通信。
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