CN111836134B - 网络拓扑信息的获取方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种网络拓扑信息的获取方法、装置、设备及存储介质，属于网络技术领域。所述方法包括：获取网络中目标用户侧设备的第一物理数据，同一级分光设备下的目标用户侧设备的第一物理数据处于同一目标数值范围内；对所述目标用户侧设备的第一物理数据进行聚类分析，得到一个或多个数据组，同一数据组的第一物理数据对应的目标用户侧设备为同一级分光设备下的用户侧设备；对不同级分光设备下的目标用户侧设备隶属的分光设备进行等级划分，得到所述目标用户侧设备隶属的分光设备的等级；根据所述目标用户侧设备隶属的分光设备的等级，确定网络拓扑信息。本申请可以实现快速、准确的获取网络中拓扑信息。

Description

网络拓扑信息的获取方法、装置、设备及存储介质

技术领域

本申请涉及网络技术领域，特别涉及一种网络拓扑信息的获取方法、装置、设备及存储介质。

背景技术

无源光纤网络(passive optical network,PON)主要由光线路终端(opticalline terminal,OLT)、含有无源光器件的光配线网络(optical distribution network,ODN)以及用户侧的光网络单元(optical network unit,ONU)组成。其中，ODN包含了光纤以及无源分光设备，通过无源分光设备和光纤形成多级网络拓扑结构。依实际使用需要，PON网络可形成不同的拓扑结构。

由于PON网络场景复杂，且在实际使用过程中ONU与网络中的分光设备的对应关系经常变动，导致PON网络的拓扑信息也随之改变。相关技术中，获取PON网络拓扑信息的方法一般通过人工管理，以得到更新后各级分光设备的拓扑信息。

然而，由于PON网络中分光设备的拓扑信息非常繁琐，单单依靠人工管理，维护难度大、成本高、效率低且可能出现拓扑信息不准确的问题。

申请内容

本申请实施例提供了一种网络拓扑信息的获取方法、装置、设备及计算机可读存储介质，以解决相关技术提供的问题，技术方案如下：

第一方面，提供了一种网络拓扑信息的获取方法，所述方法包括：获取网络中目标用户侧设备的第一物理数据，同一级分光设备下的目标用户侧设备的第一物理数据处于同一目标数值范围内；对所述目标用户侧设备的第一物理数据进行聚类分析，得到一个或多个数据组，同一数据组的第一物理数据对应的目标用户侧设备为同一级分光设备下的用户侧设备；对不同级分光设备下的目标用户侧设备隶属的分光设备进行等级划分，得到所述目标用户侧设备隶属的分光设备的等级；根据所述目标用户侧设备隶属的分光设备的等级，确定网络拓扑信息。

可选地，所述根据所述目标用户侧设备隶属的分光设备的等级，确定网络拓扑信息，包括：获取目标用户侧设备的标识信息；根据所述目标用户侧设备的标识信息和所述目标用户侧设备隶属的分光设备的等级，确定所述网络拓扑信息。

可选地，所述获取网络中目标用户侧设备的第一物理数据之前，还包括：获取表征用户侧设备稳定性的第二物理数据；将第二物理数据满足目标阈值的用户侧设备作为目标用户侧设备。

可选地，所述对不同级分光设备下的目标用户侧设备隶属的分光设备进行等级划分，得到所述目标用户侧设备隶属的分光设备的等级，包括：获取每一个数据组内的目标用户侧设备的第一物理数据的代表数据；根据所述代表数据及所述代表数据对应的设置标准，确定不同级分光设备下的目标用户侧设备隶属的分光设备的等级。

可选地，所述第一物理数据和所述第二物理数据包括：光功率和/或光距。

可选地，当所述目标用户侧设备的第一物理数据包括光功率时，所述设置标准包括网络中分光设备级数以及每一级分光设备的分光比例，所述分光比例用于确定每一级分光设备下用户侧设备的光功率，不同级分光设备下用户侧设备的光功率不同；所述根据所述代表数据及所述代表数据对应的设置标准，确定不同级分光设备下的目标用户侧设备隶属的分光设备的等级，包括：将所述光功率的代表数据与网络中分光设备下用户侧设备的光功率进行匹配；当匹配成功时，将匹配出的分光设备下用户侧设备的光功率所对应的分光设备的级数，作为所述光功率的代表数据对应的目标用户侧设备隶属的分光设备的等级。

可选地，当所述目标用户侧设备的第一物理数据包括光距时，所述设置标准包括网络中分光设备级数以及每一级分光设备下的用户侧设备的约束光距，不同级分光设备下的用户侧设备的约束光距不同；所述根据所述代表数据及所述代表数据对应的设置标准，确定不同级分光设备下的目标用户侧设备隶属的分光设备的等级，包括：将所述光距的代表数据与每一级分光设备下的用户侧设备的约束光距进行匹配；当匹配成功时，将匹配出的用户侧设备的约束光距所对应分光设备的级数，作为所述光距的代表数据对应的目标用户侧设备隶属的分光设备的等级。

可选地，所述目标用户侧设备的标识信息包括目标用户侧设备在网络中的端口信息；所述获取目标用户侧设备的标识信息，包括：通过端口信息通讯协议，获取所述目标用户侧设备在网络中的端口信息。

第二方面，提供了一种网络拓扑信息的获取装置，所述装置包括：获取模块，用于获取网络中目标用户侧设备的第一物理数据，同一级分光设备下的目标用户侧设备的第一物理数据处于同一目标数值范围内；聚类模块，用于对所述目标用户侧设备的第一物理数据进行聚类分析，得到一个或多个数据组，同一数据组的第一物理数据对应的目标用户侧设备为同一级分光设备下的用户侧设备；等级划分模块，用于对不同级分光设备下的目标用户侧设备隶属的分光设备进行等级划分，得到所述目标用户侧设备隶属的分光设备的等级；确定模块，用于根据所述目标用户侧设备隶属的分光设备的等级，确定网络拓扑信息。

可选地，所述确定模块，用于获取目标用户侧设备的标识信息；根据所述目标用户侧设备的标识信息和所述目标用户侧设备隶属的分光设备的等级，确定所述网络拓扑信息。

可选地，所述获取模块，还用于获取表征用户侧设备稳定性的第二物理数据；将第二物理数据满足目标阈值的用户侧设备作为目标用户侧设备。

可选地，所述等级划分模块，包括：获取单元，用于获取每一个数据组内的目标用户侧设备的第一物理数据的代表数据；确定单元，用于根据所述代表数据及所述代表数据对应的设置标准，确定不同级分光设备下的目标用户侧设备隶属的分光设备的等级。

可选地，所述第一物理数据和所述第二物理数据包括：光功率和/或光距。

可选地，当所述目标用户侧设备的第一物理数据包括光功率时，所述设置标准包括网络中分光设备级数以及每一级分光设备的分光比例，所述分光比例用于确定每一级分光设备下用户侧设备的光功率，不同级分光设备下用户侧设备的光功率不同；所述确定单元，用于将所述光功率的代表数据与网络中分光设备下用户侧设备的光功率进行匹配；当匹配成功时，将匹配出的分光设备下用户侧设备的光功率所对应的分光设备的级数，作为所述光功率的代表数据对应的目标用户侧设备隶属的分光设备的等级。

可选地，当所述目标用户侧设备的第一物理数据包括光距时，所述设置标准包括网络中分光设备级数以及每一级分光设备下的用户侧设备的约束光距，不同级分光设备下的用户侧设备的约束光距不同；所述确定单元，用于将所述光距的代表数据与每一级分光设备下的用户侧设备的约束光距进行匹配；当匹配成功时，将匹配出的用户侧设备的约束光距所对应分光设备的级数，作为所述光距的代表数据对应的目标用户侧设备隶属的分光设备的等级。

可选地，所述目标用户侧设备的标识信息包括目标用户侧设备在网络中的端口信息；所述确定模块，用于通过端口信息通讯协议，获取所述目标用户侧设备在网络中的端口信息。

第三方面，提供了一种网络拓扑信息的获取设备，所述设备包括：存储器及处理器，所述存储器中存储有至少一条指令，所述至少一条指令由所述处理器加载并执行，以实现第一方面或第一方面的任一种可能的实施方式中的方法。

第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质中存储有至少一条指令，所述指令由处理器加载并执行以实现如第一方面或第一方面的任一种可能的实施方式中的方法。

第五方面，提供了另一种通信装置，该装置包括：收发器、存储器和处理器。其中，该收发器、该存储器和该处理器通过内部连接通路互相通信，该存储器用于存储指令，该处理器用于执行该存储器存储的指令，以控制收发器接收信号，并控制收发器发送信号，并且当该处理器执行该存储器存储的指令时，使得该处理器执行第一方面或第一方面的任一种可能的实施方式中的方法。

可选地，所述处理器为一个或多个，所述存储器为一个或多个。

可选地，所述存储器可以与所述处理器集成在一起，或者所述存储器与处理器分离设置。

在具体实现过程中，存储器可以为非瞬时性(non-transitory)存储器，例如只读存储器(read only memory，ROM)，其可以与处理器集成在同一块芯片上，也可以分别设置在不同的芯片上，本申请实施例对存储器的类型以及存储器与处理器的设置方式不做限定。

第六方面，提供了一种计算机程序(产品)，所述计算机程序(产品)包括：计算机程序代码，当所述计算机程序代码被计算机运行时，使得所述计算机执行上述各方面中的方法。

第七方面，提供了一种芯片，包括处理器，用于从存储器中调用并运行所述存储器中存储的指令，使得安装有所述芯片的通信设备执行上述各方面中的方法。

第八方面，提供另一种芯片，包括：输入接口、输出接口、处理器和存储器，所述输入接口、输出接口、所述处理器以及所述存储器之间通过内部连接通路相连，所述处理器用于执行所述存储器中的代码，当所述代码被执行时，所述处理器用于执行上述各方面中的方法。

本申请提供的技术方案带来的有益效果至少包括：

通过获取网络中在不同级分光设备下的目标用户侧设备的第一物理数据，对得到第一物理数据进行聚类分析，得到数据组，将同一数据组的物理数据对应的目标用户侧设备作为同一级分光设备下的用户侧设备，以此将目标用户侧设备划分在不同级的分光设备下。之后对不同级分光设备下的目标用户侧设备隶属的分光设备进行等级划分，确定目标用户侧设备隶属的分光设备的级别，通过得到的目标用户侧设备隶属的分光设备的级别，可以得到目标用户侧设备在网络中的拓扑信息，继而利用该网络拓扑信息定位用户侧设备在网络中的拓扑结构关系，解决了拓扑信息需要依靠人工管理，维护难度大、成本高、效率低以及可能出现拓扑信息不准确的问题。

附图说明

图1为本申请实施例提供的PON网络结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种网络拓扑信息的获取方法的流程图；

图3为本申请实施例提供的PON网络结构示意图；

图4为本申请实施例提供的一种网络拓扑信息的获取方法的数据处理过程示意图；

图5为本申请实施例提供的一种网络拓扑信息的获取方法的聚合结果示意图；

图6为本申请实施例提供的一种网络拓扑信息的获取方法的聚合结果示意图；

图7为本申请实施例提供的一种网络拓扑信息的获取方法的流程图；

图8为本申请实施例提供的一种网络拓扑信息的获取方法的稳定性分析结果示意图；

图9为本申请实施例提供的一种网络拓扑信息的获取方法的数据处理过程示意图；

图10为本申请实施例提供的一种网络拓扑信息的获取方法的流程图；

图11为本申请实施例提供的一种网络拓扑信息的获取装置的结构示意图；

图12为本申请实施例提供的一种网络拓扑信息的获取设备的结构示意图。

具体实施方式

本申请的实施方式部分使用的术语仅用于对本申请的具体实施例进行解释，而非旨在限定本申请。

首先对本申请实施例涉及的应用场景进行说明，本申请实施例记载的方法可应用于使用分光设备形成的网络拓扑结构中。其中分光设备可以是分光器，当然也可以是能起到相同作用的其他设备。本申请实施例以通过分光器形成的多级无源光纤网络为例，对本申请的技术方案进行详细描述。示例性地，如图1所示，图1是一种单链多级无源光纤网络，该网络主要由光线路终端(optical line terminal,OLT)、含有无源光器件的光配线网络(optical Distribution Network,ODN)以及用户侧设备，图1中的用户侧设备为光网络单元(optical network unit，ONU)。其中，ODN包含主干光纤5、二级光纤6、三级光纤7、四级光纤8以及第一级分光器1、第二级分光器2、第三级分光器3、第四级分光器4。OLT与第一级分光器之间由主干光纤5连接，第一级分光器1与第二级分光器2之间由二级光纤6连接、第二级分光器2与第三级分光器3之间由三级光纤7连接、第三级分光器与第四级分光器之间由四级光纤8连接，通过分光器和光纤形成由单点到多点的树型网络拓扑结构。

第一级分光器1包括1:2子分光器11和1:8子分光器14，第二级分光器2包括1:2子分光器12和1:8子分光器15，第三级分光器3包括1:2子分光器13和1:8子分光器16，第四级分光器4包括1:8子分光器17。其中1:2的含义是该分光器有1个输入端口和2个输出端口，同理1:8的含义是该分光器有1个输入端口和8个输出端口。本领域技术人员可以根据实际使用需要设置每一级分光器包含的子分光器的数量和每一个子分光器的输入端口数量和输出端口数量，本申请不作限定，只是为了描述方案需要而设置。同时在图1中每一个1:8输出端口可用于连接最多8个ONU，图1中只示出了1个ONU。当然，除了图1所示的网络拓扑结构外，本领域技术人员可以根据实际网络设置要求，部署成其他的网络拓扑结构。

本申请实施例提供一种网络拓扑信息的获取方法，应用于可进行网络数据处理的分析设备。如图2所示，该方法包括：

S21，获取网络中目标用户侧设备的第一物理数据，同一级分光设备下的目标用户侧设备的第一物理数据处于同一目标数值范围内。

由于用户侧设备网络状态稳定的情况下，用户侧设备的物理数据也能保持平稳状态，因而能从一定程度上体现拓扑相关情况。对此，本申请实施例中以达到稳定性的用户侧设备作为目标用户侧设备，获取目标用户侧设备的第一物理数据，从而据此获取拓扑信息。如图3所示，分光器21为一个级别的分光器，称为第一级分光器；分光器22和分光器23为同一级的分光器，称为第二级分光器；分光器24为一个级别的分光器，称为第三级分光器。当用户侧设备221、用户侧设备222、用户侧设备223和用户侧设备224的稳定性均满足稳定性要求，则用户侧设备221、用户侧设备222、用户侧设备223和用户侧设备224均为第二级分光器下的目标用户侧设备。同理当用户侧设备241满足稳定性要求，则用户侧设备241为第三级分光器下的目标用户侧设备。关于确定目标用户侧设备的方式，可参见后续S211-S212的相关描述，此处暂不赘述。其中，目标用户侧设备的第一物理数据可以是先通过目标用户侧设备自身周期性上报数据到OLT，OLT再统一周期性上报到数据采集设备；也可以通过目标用户侧设备直接周期性上报数据到数据采集设备。

目标用户侧设备上报数据的周期可以根据网络实际使用需要设置，可以是分钟级，也可以是秒级。在上报到数据采集设备之后，数据采集设备可以将数据统一存储到分析设备的存储模块内，以便分析设备分析使用。该存储模块可以是分布式文件系统(hadoopdistributed file system,HDFS)。通过将数据存储至存储模块，分析设备可以随时获取存储模块中的数据进行分析处理，也可以根据用户的请求来进行数据分析处理。同时数据采集设备也可以将采集到的数据直接上传至分析设备，当分析设备接收到数据时，触发分析设备进行分析处理，可见图4。

本领域技术人员可知，网络中处于同一级分光器下的用户侧设备理论上是等同的。但也可能由于第一物理数据的传输损失，同一级分光设备下的用户侧设备的第一物理数据存在偏差。故本申请实施例的方案，只要是同一级分光设备下的用户侧设备的第一物理数据处于同一目标数值范围即可。该目标数值范围可以根据实际网络性能测试得到。

示例性地，该第一物理数据可以是目标用户侧设备的光功率(包括接收光功率和/或发送光功率)和/或光距。目标用户侧设备的光功率和光距在网络中不同级分光器下不等同。通过获取该种特征的数据，便于后续对目标用户侧设备的物理数据进行聚类分析，达到对目标用户侧设备隶属的分光器的等级进行判别的目的。

当然，本领域技术人员也可以选用目标用户侧设备的其他物理数据作为分光器等级的划分计算数据。在本申请实施例中选用的第一物理数据可以是上述物理数据中的任意一个，也可以是多个。在选择多个物理数据的情况，可分别进行分析计算，根据综合得到的分析结果来判定网络拓扑信息，提高了获得的网络拓扑信息的准确性。作为本申请一个示例性实施方式，本申请实施例的第一物理数据以用户侧设备的接收光功率为例进行说明。

S22，对目标用户侧设备的第一物理数据进行聚类分析，得到一个或多个数据组，同一数据组的第一物理数据对应的目标用户侧设备为同一级分光设备下的用户侧设备。

通过步骤S21可知，本申请实施例使用的第一物理数据的特征是在同一级分光器下第一物理数据处于同一目标数值范围内，因而可以使用聚类分析将同一目标数值范围内的第一物理数据分为不同的组别。例如用户侧设备的接收光功率为-20dB、-19.5dB、-24dB、-23.9dB，聚类标准：第一组别范围[-19dB，-20dB]，第二组别范围[-23.5dB，-24dB]。由此可见，可以将-20dB、-19.5dB分为第一组别，-24dB、-23.9dB分为第二组别。数据组的数量可根据网络中分光器的级数确定。如图3所示，若经上述聚类分析后，得到两个数据组，第一数据组的数据为-19.1dB、-19.2dB、-19.3dB、-19.4dB，该四个数据分别对应用户侧设备221、用户侧设备222、用户侧设备223以及用户侧设备234，则将用户侧设备221、用户侧设备222、用户侧设备223以及用户侧设备234作为同一级分光器下的用户侧设备。同理得到的第二组数据为-23.6dB，若该数据对应用户侧设备241，则将用户侧设备241作为同一级分光器下的用户侧设备。上述进行聚类分析得到数据组的过程也可以采用K-Means聚类方法实现，本领域技术人员可根据实际聚类需求确定，本申请实施例对此不作限定。

示例性地，图5为各用户侧设备的接收光功率统计图，在利用聚类分析后，可得到图6所示的四个组别的用户侧设备聚类示意图。各个组别可以标示为C1、C2、C3、C4，即识别出分别挂在四个不同分光器下的用户侧设备。假设0_0,0_1,0_2,0_3,1_0,1_1,1_2,1_3为同一个PON下部分不同用户侧设备的编号，如果0_0,0_1,0_2,0_3之间接收光功率比较相近，1_0,1_1,1_2,1_3之间接收光功率比较相近，则聚类的结果会形如{‘C₁’:[0_0,0_1,0_2,0_3],‘C₂’:[1_0,1_1,1_2,1_3]}，依次类推可得到C3和C4。即将接收光功率相近的用户侧设备聚合在同一组别里面。聚合结果{‘C₁’:[0_0,0_1,0_2,0_3],‘C₂’:[1_0,1_1,1_2,1_3]}对应到拓扑信息的含义：0_0,0_1,0_2,0_3在同一级分光器下，1_0,1_1,1_2,1_3在同一级分光器下。

S23，对不同级分光设备下的目标用户侧设备隶属的分光设备进行等级划分，得到目标用户侧设备隶属的分光设备的等级。

通过聚合结果，识别出在同一级分光器下的目标用户侧设备之后，对目标用户侧设备隶属的分光器的等级进行划分，通过等级划分结果以确定分光器间的层级连接关系。在对目标用户侧设备隶属的分光器的等级进行划分时，可以依次对同种数据类型的数据组间的数据进行相互比对，得到同种数据类型的组别间的数据大小排序关系。其中大小排序关系的获得可以是分别将组别中的数据相加，得到每一组别数据之和，通过数据之和大小进行排序。再根据本领域技术人员可知的该种数据类型的数据在网络中的数值变化关系，得到目标用户侧设备隶属的分光器的等级关系。

作为本申请一个可选地实施方式，步骤S23包括：

S231，获取每一个数据组内的目标用户侧设备的第一物理数据的代表数据。

由于形成的每一种数据组中包含的数据数量可以有多个，可以在同一数据组内选出一个代表数据来对目标用户侧设备隶属的分光器的等级进行划分，提高了对目标用户侧设备隶属的分光器的等级进行划分的效率。其中代表数据可以是每一个数据组中所有数据的平均值或者是中位数。本领域技术人员也可以选用其他数据作为代表数据，本申请实施例对此不作限制。

S232，获取网络中对应代表数据的数据类型的设置标准。

作为本申请一个示例性实施方式，当获取的目标用户侧设备的第一物理数据为接收光功率时，对应该接收光功率的约束条件可以是：分光器按照设置的分光比例向用户侧设备的输出功率。例如当分光比例为7:3时，分光器以接收到光功率的30％向用户侧设备输出；由此可知，网络中每一级分光器的输出功率呈现逐级衰减趋势。基于上述约束条件，以图1为例，图1中从第一级分光器到第三级分光器，各级分光器下连接的用户侧设备的接收光功率呈递减状态。例如OLT的发出功率为5dB为例，经过各级分光器以一定的分光比例分光后，假设各级分光器的分光比例为7:3时，则可得第一级分光器下挂ONU的接收光功率约为-15dB，第二级分光器下挂的ONU的接收光功率约为-17dB，第三分光器下挂ONU的接收光功率约为-19dB，第四级分光器因为少了1:2的子分光器的衰减，所以其下挂ONU的收光功率约为-16dB。如此得到的各级分光器下的用户侧设备的接收光功率就可以作为设置标准。可以看出不同级分光器之间用户侧设备的接收光功率是有衰减的，衰减值可以根据下述公式(1)确定：

链路衰减值＝L×a+n1×b+n2×c+d (1)

式中：L为光缆长度；a为光缆每公里衰耗，如1310nm波长光缆的每公里衰减a取0.35dB；n1为熔接点数量；b为熔接点衰耗，其中b可取0.1dB；n2为活动连接器数量；c为活动连接器衰耗，c可取0.3dB；d：分光器衰耗，如1:2分光器的分光比为70％：30％。其中70％输出端口的衰减功率如下式(2)计算，70％输出端口用于连接下一级分光器；30％输出端口的衰减功率由下式(3)计算，30％输出端口用于连接1:8子分光器。

-10*log0.7＝1.55dB (2)

-10*log0.3＝5.23dB (3)

根据链路衰减值就可以得到到达各级分光器下的用户侧设备的光功率，以第一级分光器下挂ONU的接收光功率约为-15dB为例。图1中OLT发出的5dB光功率后，经过子分光器11和子分光器14以及连接光纤的传输后，达到第一级分光器下ONU。该ONU的接收光功率计算过程为公式(4)所示。假设第一级分光器的1:2子分光器11的分光比为(70％：30％)和1:8子分光器等比输出：

-15dB＝5-3*0.35-8*0.1-8*0.3-5.23(1:2分光器衰减)-10.5(1：8分光器衰减) (4)

上述各级分光器的数值以图1结构为标准计算，在已知网络中分光器的级数与分光比例后，可以根据不同分光比例的分光器的衰减系数和分光器之间连接链路的衰减系数确定，本领域技术人员可以根据实际网络部署需求使用其他计算公式，本申请对此不作限定。

当获取的目标用户侧设备的第一物理数据为光距时，对应该光距的约束条件是：(1)分光器之间的光缆长度大于200m；(2)分光器到用户侧设备间的光缆长度小于100m；(3)若在实际部署时，标准(1)和标准(2)的条件均不能满足时，则需要满足的光缆长度原则是：本级分光器到下一级分光器之间的光缆长度>本级分光器到本级用户侧设备的最长光缆长度+100m。当然本申请实施例不对光距设置标准进行限定，本领域技术人员可以根据实际网络部署情况进行设置，相关设置参数可参见图3。

S233，根据代表数据和代表数据对应的设置标准，确定不同级分光设备下的目标用户侧设备隶属的分光设备的等级。

在本申请一个示例性实施方式中，当目标用户侧设备的第一物理数据包括光功率时，设置标准包括网络中分光设备级数以及每一级分光设备的分光比例，分光比例用于确定每一级分光设备下用户侧设备的光功率，不同级分光设备下用户侧设备的光功率不同。若如图1中第一级分光器为例，该第一级分光器1包括了1:2子分光器11和1:8子分光器14，那么此时每一级分光器的分光比例，包括每一级分光器内部子分光器的分光比例，继而通过分光比例可得到经过每一级分光器的衰减比例。至于公式1中光缆长度衰耗、活动连接器衰耗以及熔接点衰耗，由于同级分光器下的光缆长度、活动连接器数量和熔接点数量基本上相同；且光缆长度、活动连接器以及熔接点三者的衰耗值较小，不同级分光器下的用户侧设备的接收光功率的不同，主要还是因为分光器的衰减，所以可以根据获取网络中分光器的级数和分光器的分光比例得到的各级用户侧设备的接收光功率的设置标准。当然，本领域技术人员也可以通过进一步获知光缆长度、活动连接器数量和熔接点数量等数据中的任意一种或几种来进一步更精确地计算出每一级设置标准。其中，各个分光设备的分光比例可以是等比的，也可以是不等比的。以图1所示的四个分光设备中的第一级分光器1为例，如果该第一级分光器1的分光比例为70:30，则70％的光功率分给下一级分光器，30％的光功率分给该分光器下的用户侧设备。不同级的分光设备的分光比例可以相同，也可以不同。当是不等比时，比例可以是70:30，也可以是90:10。本领域技术人员可以根据实际网络部署需要设置。

则步骤S233，包括：

首先，将光功率的代表数据与网络中分光设备下用户侧设备的光功率进行匹配。

匹配的标准可以是比较光功率的代表数据与网络中分光设备下用户侧设备的光功率是否等同。也可以是光功率的代表数据是否处于网络中分光设备下用户侧设备的光功率的标准浮动范围内。本领域技术人员可以根据使用需要自行设置标准浮动范围，在此不作限定。

其次，当匹配成功时，将匹配出的分光设备下用户侧设备的光功率所对应的分光设备的级数，作为该光功率的代表数据对应的目标用户侧设备隶属的分光设备的等级。

以匹配的标准为光功率的代表数据处于网络中分光设备下用户侧设备的接收光功率的标准浮动范围为例，当一ONU接收光功率的代表数据A为-20dB，网络中分光器有两个等级，每一个等级下用户侧设备的接收光功率范围为[-14dB，16dB]和[-18dB，-20dB]，对应[-18dB，-20dB]接收光功率范围的分光器为第二级分光器，对应[-14dB，-16dB]接收光功率范围的分光器为第一级分光器。经过匹配后，可知该接收光功率的代表数据A落在了[-18dB，-20dB]范围内。若[-18dB，-20dB]对应的分光器的级数为第二级，那么可以判定该接收光功率的代表数据为-20dB所在的数据组对应的分光器的等级为第二级。以此类推，可得到其他代表数据所在类别对应的分光器在网络中的级别。在确定等级时，可以将得到的光功率的代表数据进行排序，依次进行判断，也可以根据得到代表数据的先后顺序进行判断。

在本申请另一个示例性实施方式中，当目标用户侧设备的第一物理数据包括光距时，设置标准包括网络中分光设备级数以及用户侧设备在每一级分光设备下的目标侧设备的约束光距，不同级分光设备下的用户侧设备的约束光距不同。

则步骤S233，包括：

首先，将光距的代表数据与每一级分光设备下的用户侧设备的约束光距进行匹配。

光距匹配标准与上述功率匹配标准的设置原理相似，本领域技术人员可以根据上述功率匹配标准的设置原理进行光距匹配标准的设置，在此不再赘述。

其次，当匹配成功时，将匹配出的用户侧设备的约束光距所对应分光设备的级数，作为光距的代表数据对应的目标用户侧设备隶属的分光设备的等级。

以图1为例，根据网络的光距约束条件(1)和(2)可确定OLT到各用户侧设备的距离。假设OLT到第一级分光器1的距离为a米，则可得第一级分光器下连接的用户侧设备到OLT的距离为[a,a+100]m，第二级分光器下连接的用户侧设备到OLT的距离为[a+200,a+300]m，第三级分光器下连接的用户侧设备到OLT的距离为[a+400,a+500]m，第四级分光器下连接的用户侧设备到OLT的距离为[a+600,a+700]m。当一光距代表数据B为(220+a)m时，可以判定该代表数据B所在的数据类别对应的分光器等级为第二级。

上述根据接收光功率和光距确定不同类别间的目标用户侧设备隶属的分光器等级的过程中，可以择一选用其中任意一种判定方式，也可以同时选用两种判定方式。当同时选用两种判定方式进行判定时，提高了判定结果的准确性。根据两个判定结果来确定不同类别间的目标用户侧设备隶属的分光器等级时，可以设置判定标准的优先级，根据优先级顺序依次判断。本申请实施例记载的方案对此不作限定。

S24，根据目标用户侧设备隶属的分光设备等级，得到网络拓扑信息。

通过获取网络中在不同级分光设备下不等同的目标用户侧设备的第一物理数据，对得到的同一数据类型的第一物理数据进行聚类分析，得到数据组，将同一数据组的第一物理数据对应的目标用户侧设备作为同一级分光设备下的用户侧设备，以此将目标用户侧设备划分在不同级的分光设备下。之后，对不同级分光设备下的目标用户侧设备隶属的分光设备进行等级划分，确定目标用户侧设备隶属的分光设备的级别。通过得到的目标用户侧设备隶属的分光设备的级别，可以得到用户侧设备在网络中的拓扑信息，继而利用该网络拓扑信息可以辅助定位用户侧设备在网络中的拓扑结构关系，解决了网络拓扑信息需要依靠人工管理，维护难度大、成本高、效率低以及可能出现拓扑信息不准确的问题。

作为本申请一个可选实施方式，如图7所示，步骤S21之前，还包括：获取表征用户侧设备稳定性的第二物理数据；将第二物理数据满足目标阈值的用户侧设备作为目标用户侧设备。例如，如图7所示，步骤S21之前还包括：

S211，获取表征用户侧设备稳定性的第二物理数据。

其中，表征用户侧设备稳定性的第二物理数据可以包括：光功率、光距以及其他本领域技术人员可知的、能表征用户侧设备稳定性的物理数据。在本申请一个示例性实施方式中以用户侧设备的接收光功率为例。

S212，确定该第二物理数据是否满足目标阈值，当第二物理数据满足目标阈值时，执行步骤S213；当表征用户侧设备稳定性的物理数据不满足目标阈值时，执行步骤S211。

示例性地，用于计算数据稳定性的方法包括置信区间算法、ADF单位根检验算法或者是四分位距算法，本领域技术人员也可以根据实际使用需要选用其他可计算数据稳定性的方法，本申请实施例对此不作限定。本申请实施例以置信区间算法为例来计算接收光功率的稳定性，接收光功率数据用(时间，光功率值)的格式表示时间序列，如(2018-01-01-00:00:00，-20dB)表示在2018年01月06日00点00分00秒采集的接收光功率为-20dB。计算采集窗口内接收光功率的均值(mean)与标准差(std)。其中，不同大小的采集窗口包含的采集点的数量不同，采集窗口的大小可以根据实际采集需求或经验来确定。例如当采集窗口内采集点的数量为50个时，此时可以是50个采集点的数据均采集完成后再进行分析，当每个采集点的采集时间为15分钟，也就是用750分钟内采集到的用户侧设备的数据来判断用户侧设备的稳定性。结合置信度(confidence)得出置信上界(UCL)与置信下界(LCL)，如取99％置信度对应的confidence为2.58，计算公式如下：

式(5)中，mean为接收光功率均值；n为目标时间段内接收到的光功率的数量；xi为接收光功率。

式(6)中，std为接收光功率标准差；n为目标时间段内接收到的光功率的数量；xi为接收光功率；mean为式(1)得到的接收光功率均值。

UCL＝mean+confidence*std (7)

式(7)中，UCL为置信上界；mean为式(5)得到的接收光功率均值；confidence为置信度；std为式(6)得到的接收光功率标准差。

LCL＝mean-confidence*std (8)

式(8)中，LCL为置信下界；mean为式(5)得到的接收光功率均值；confidence为置信度；std为式(6)得到的接收光功率标准差。

根据得到的UCL和LCL来判断目标时间内接收光功率是否在置信区间内，当该目标时间内的接收光功率均在置信区间内时，表明此时对应的用户侧设备为满足静态平稳条件的用户侧设备，参见图8。

S213，将第二物理数据满足目标阈值的用户侧设备作为目标用户侧设备。

通过将满足目标阈值的用户侧设备作为目标用户侧设备，来获取目标用户侧设备的第一物理数据，以进行后续目标用户侧设备隶属的分光器等级的划分。

S21，获取网络中目标用户侧设备的第一物理数据。

实现过程与前述此步骤S21相同，在此不再赘述。

S22，对目标用户侧设备的第一物理数据进行聚类分析，得到数据组，同一数据组的第一物理数据对应的目标用户侧设备为同一级分光设备下的用户侧设备。

实现过程与前述此步骤相同，在此不再赘述。

S23，对不同级分光设备下的目标用户侧设备隶属的分光设备进行等级划分，得到目标用户侧设备隶属的分光设备的等级。

实现过程与前述此步骤相同，在此不再赘述。

S24，根据目标用户侧设备隶属的分光设备等级，得到网络拓扑信息。

实现过程与前述此步骤相同，在此不再赘述。

通过对选用网络中稳定的目标用户侧设备的物理数据作为后续分光设备等级判定的理论数据，提高了分光设备等级判别的准确度，如图9所示。

作为本申请一个可选实施方式，如图10所示，步骤S24还包括：

S25，获取目标用户侧设备的标识信息。

其中，目标用户侧设备的标识信息用于表明用户侧设备的身份，其在网络设置初始时设定，并在网络拓扑关系变化过程中，始终代表固定的用户侧设备，每一个用户侧设备对应一个标识信息。本申请实施例不对该标识信息的类别进行限定，只要可被分析设备读取即可。作为本申请一个示例性的实施方式，目标用户侧设备的标识信息包括用户侧设备在网络中的端口信息，该端口信息可以通过端口信息通讯协议获取得到。例如在PON网络中，OLT设备的PON端口信息，可以通过PPPoE通讯协议来实时获取。

S26，根据目标用户侧设备的标识信息和目标用户侧设备隶属的分光设备的等级，确定网络拓扑信息。

通过用户侧设备的标识信息和用户侧设备隶属的分光设备的等级，进一步提高得到的网络拓扑信息的全面性和多样性。

在上述实施例中，主要以单链组网模式进行说明，但本申请技术方案并不限制于单链组网模式，在双链或多链的组网模式时，需要配合其他器件和方法先区分出各单链。例如当网络的组网模式为双链时，先通过配合其他器件和方法区分出各单链后，再根据上述实施例记载的方法得到网络中各单链下挂的ONU以及该ONU所隶属的分光设备的等级。

基于相同构思，如图11所示，本申请实施例还提供了一种网络拓扑信息的获取装置，该装置包括：

获取模块1101，用于获取网络中目标用户侧设备的第一物理数据，同一级分光设备下的目标用户侧设备的第一物理数据处于同一目标数值范围内；

聚类模块1102，用于对目标用户侧设备的第一物理数据进行聚类分析，得到一个或多个数据组，同一数据组的第一物理数据对应的目标用户侧设备为同一级分光设备下的用户侧设备；

等级划分模块1103，用于对不同级分光设备下的目标用户侧设备隶属的分光设备进行等级划分，得到目标用户侧设备隶属的分光设备的等级；

确定模块1104，用于根据目标用户侧设备隶属的分光设备的等级，确定网络拓扑信息。

本申请实施例提供的网络拓扑信息的获取装置，通过获取网络中在不同级分光设备下不等同的目标用户侧设备的第一物理数据，对得到的同一数据类型的第一物理数据进行聚类分析，得到数据组，将同一数据组的物理数据对应的目标用户侧设备作为同一级分光设备下的用户侧设备，以此将用户侧设备划分在不同级的分光设备下。之后，对不同级分光设备下的目标用户侧设备隶属的分光设备进行等级划分，确定目标用户侧设备隶属的分光设备的级别，通过得到的目标用户侧设备隶属的分光设备的级别，可以得到目标用户侧设备在网络中的拓扑信息，继而利用该网络拓扑信息可以辅助定位用户侧设备在网络中的拓扑结构关系，解决了网络拓扑信息需要依靠人工管理，维护难度大、成本高、效率低以及可能出现拓扑信息不准确的问题。

作为本申请一个可选实施方式，确定模块1104，用于获取目标用户侧设备的标识信息；根据目标用户侧设备的标识信息和目标用户侧设备隶属的分光设备的等级，确定网络拓扑信息。

作为本申请一个可选实施方式，获取模块1101，还用于获取表征用户侧设备稳定性的第二物理数据；将第二物理数据满足目标阈值的用户侧设备作为目标用户侧设备。

作为本申请一个可选实施方式，等级划分模块1103，包括：

获取单元，用于获取每一个数据组内的目标用户侧设备的第一物理数据的代表数据；

确定单元，用于根据代表数据及代表数据对应的设置标准，确定不同级分光设备下的目标用户侧设备隶属的分光设备的等级。

作为本申请一个可选实施方式，第一物理数据和第二物理数据包括：光功率和/或光距。

作为本申请一个可选实施方式，当目标用户侧设备的第一物理数据包括光功率时，设置标准包括网络中分光设备级数以及每一级分光设备的分光比例，分光比例用于确定每一级分光设备下用户侧设备的光功率，不同级分光设备下用户侧设备的光功率不同；

确定单元，用于将光功率的代表数据与网络中分光设备下用户侧设备的光功率进行匹配；当匹配成功时，将匹配出的分光设备下用户侧设备的光功率所对应的分光设备的级数，作为光功率的代表数据对应的目标用户侧设备隶属的分光设备的等级。

作为本申请一个可选实施方式，当目标用户侧设备的第一物理数据包括光距时，设置标准包括网络中分光设备级数以及每一级分光设备下的用户侧设备的约束光距，不同级分光设备下的用户侧设备的约束光距不同；

确定单元，用于将光距的代表数据与每一级分光设备下的用户侧设备的约束光距进行匹配；当匹配成功时，将匹配出的用户侧设备的约束光距所对应分光设备的级数，作为光距的代表数据对应的目标用户侧设备隶属的分光设备的等级。

作为本申请一个可选实施方式，目标用户侧设备的标识信息包括目标用户侧设备在网络中的端口信息；

确定模块1104，用于通过端口信息通讯协议，获取目标用户侧设备在网络中的端口信息。

应理解的是，上述图11提供的装置在实现其功能时，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，即将设备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。另外，上述实施例提供的装置与方法实施例属于同一构思，其具体实现过程详见方法实施例，这里不再赘述。

基于相同构思，本申请实施例还提供一种网络拓扑信息的获取设备，如图12所示，所述设备包括：

存储器1203及处理器1202，处理器1202与存储器1203通过通信总线1201连接，所述存储器1203中存储有至少一条指令，所述至少一条指令由所述处理器1202加载并执行，以实现上述实施例所述的网络拓扑信息获取方法。

应理解的是，上述处理器可以是中央处理器(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(digital signal processing，DSP)、专用集成电路(application specific integrated circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(field－programmable gate array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者是任何常规的处理器等。值得说明的是，处理器可以是支持进阶精简指令集机器(advanced RISC machines，ARM)架构的处理器。

进一步地，在一种可选的实施例中，上述存储器可以包括只读存储器和随机存取存储器，并向处理器提供指令和数据。存储器还可以包括非易失性随机存取存储器。例如，存储器还可以存储设备类型的信息。

该存储器可以是易失性存储器或非易失性存储器，或可包括易失性和非易失性存储器两者。其中，非易失性存储器可以是只读存储器(read-only memory，ROM)、可编程只读存储器(programmable ROM，PROM)、可擦除可编程只读存储器(erasable PROM，EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(electrically EPROM，EEPROM)或闪存。易失性存储器可以是随机存取存储器(random access memory，RAM)，其用作外部高速缓存。通过示例性但不是限制性说明，许多形式的RAM可用。例如，静态随机存取存储器(static RAM，SRAM)、动态随机存取存储器(dynamic random access memory，DRAM)、同步动态随机存取存储器(synchronous DRAM，SDRAM)、双倍数据速率同步动态随机存取存储器(double data dateSDRAM，DDR SDRAM)、增强型同步动态随机存取存储器(enhanced SDRAM，ESDRAM)、同步连接动态随机存取存储器(synchlink DRAM，SLDRAM)和直接内存总线随机存取存储器(directrambus RAM，DR RAM)。

本申请提供了一种计算机程序，当计算机程序被计算机执行时，可以使得处理器或计算机执行上述方法实施例中对应的各个步骤和/或流程。

在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本申请所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线)或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘Solid StateDisk)等。

以上所述仅为本申请的实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (16)

1.一种网络拓扑信息的获取方法，其特征在于，所述方法包括：

获取网络中目标用户侧设备的第一物理数据，同一级分光设备下的目标用户侧设备的第一物理数据处于同一目标数值范围内，所述目标用户侧设备为达到稳定性的用户侧设备；

对所述目标用户侧设备的第一物理数据进行聚类分析，得到一个或多个数据组，同一数据组的第一物理数据对应的目标用户侧设备为同一级分光设备下的用户侧设备；

获取每一个数据组内的目标用户侧设备的第一物理数据的代表数据；

根据所述代表数据及所述代表数据对应的设置标准，确定不同级分光设备下的目标用户侧设备隶属的分光设备的等级；

根据所述目标用户侧设备隶属的分光设备的等级，确定网络拓扑信息。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述目标用户侧设备隶属的分光设备的等级，确定网络拓扑信息，包括：

获取目标用户侧设备的标识信息；

根据所述目标用户侧设备的标识信息和所述目标用户侧设备隶属的分光设备的等级，确定所述网络拓扑信息。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述获取网络中目标用户侧设备的第一物理数据之前，还包括：

获取表征用户侧设备稳定性的第二物理数据；

将第二物理数据满足目标阈值的用户侧设备作为目标用户侧设备。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一物理数据和所述第二物理数据包括：光功率和/或光距。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，当所述目标用户侧设备的第一物理数据包括光功率时，所述设置标准包括网络中分光设备级数以及每一级分光设备的分光比例，所述分光比例用于确定每一级分光设备下用户侧设备的光功率，不同级分光设备下用户侧设备的光功率不同；

所述根据所述代表数据及所述代表数据对应的设置标准，确定不同级分光设备下的目标用户侧设备隶属的分光设备的等级，包括：

将所述光功率的代表数据与网络中分光设备下用户侧设备的光功率进行匹配；

当匹配成功时，将匹配出的分光设备下用户侧设备的光功率所对应的分光设备的级数，作为所述光功率的代表数据对应的目标用户侧设备隶属的分光设备的等级。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，当所述目标用户侧设备的第一物理数据包括光距时，所述设置标准包括网络中分光设备级数以及每一级分光设备下的用户侧设备的约束光距，不同级分光设备下的用户侧设备的约束光距不同；

所述根据所述代表数据及所述代表数据对应的设置标准，确定不同级分光设备下的目标用户侧设备隶属的分光设备的等级，包括：

将所述光距的代表数据与每一级分光设备下的用户侧设备的约束光距进行匹配；

当匹配成功时，将匹配出的用户侧设备的约束光距所对应分光设备的级数，作为所述光距的代表数据对应的目标用户侧设备隶属的分光设备的等级。

7.根据权利要求2-6任一所述的方法，其特征在于，所述目标用户侧设备的标识信息包括目标用户侧设备在网络中的端口信息；

所述获取目标用户侧设备的标识信息，包括：

通过端口信息通讯协议，获取所述目标用户侧设备在网络中的端口信息。

8.一种网络拓扑信息的获取装置，其特征在于，所述装置包括：

获取模块，用于获取网络中目标用户侧设备的第一物理数据，同一级分光设备下的目标用户侧设备的第一物理数据处于同一目标数值范围内，所述目标用户侧设备为达到稳定性的用户侧设备；

聚类模块，用于对所述目标用户侧设备的第一物理数据进行聚类分析，得到一个或多个数据组，同一数据组的第一物理数据对应的目标用户侧设备为同一级分光设备下的用户侧设备；

等级划分模块，包括获取单元和确定单元，所述获取单元，用于获取每一个数据组内的目标用户侧设备的第一物理数据的代表数据；所述确定单元，用于根据所述代表数据及所述代表数据对应的设置标准，确定不同级分光设备下的目标用户侧设备隶属的分光设备的等级；

确定模块，用于根据所述目标用户侧设备隶属的分光设备的等级，确定网络拓扑信息。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述确定模块，用于获取目标用户侧设备的标识信息；根据所述目标用户侧设备的标识信息和所述目标用户侧设备隶属的分光设备的等级，确定所述网络拓扑信息。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述获取模块，还用于获取表征用户侧设备稳定性的第二物理数据；将第二物理数据满足目标阈值的用户侧设备作为目标用户侧设备。

11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述第一物理数据和所述第二物理数据包括：光功率和/或光距。

12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，当所述目标用户侧设备的第一物理数据包括光功率时，所述设置标准包括网络中分光设备级数以及每一级分光设备的分光比例，所述分光比例用于确定每一级分光设备下用户侧设备的光功率，不同级分光设备下用户侧设备的光功率不同；

所述确定单元，用于将所述光功率的代表数据与网络中分光设备下用户侧设备的光功率进行匹配；当匹配成功时，将匹配出的分光设备下用户侧设备的光功率所对应的分光设备的级数，作为所述光功率的代表数据对应的目标用户侧设备隶属的分光设备的等级。

13.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，当所述目标用户侧设备的第一物理数据包括光距时，所述设置标准包括网络中分光设备级数以及每一级分光设备下的用户侧设备的约束光距，不同级分光设备下的用户侧设备的约束光距不同；

所述确定单元，用于将所述光距的代表数据与每一级分光设备下的用户侧设备的约束光距进行匹配；当匹配成功时，将匹配出的用户侧设备的约束光距所对应分光设备的级数，作为所述光距的代表数据对应的目标用户侧设备隶属的分光设备的等级。

14.根据权利要求9-13任一所述的装置，其特征在于，所述目标用户侧设备的标识信息包括目标用户侧设备在网络中的端口信息；

所述确定模块，用于通过端口信息通讯协议，获取所述目标用户侧设备在网络中的端口信息。

15.一种网络拓扑信息的获取设备，其特征在于，所述设备包括：

存储器及处理器，所述存储器中存储有至少一条指令，所述至少一条指令由所述处理器加载并执行，以实现权利要求1-7中任一所述的网络拓扑信息的获取方法。

16.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质中存储有至少一条指令，所述指令由处理器加载并执行以实现如权利要求1-7中任一所述的网络拓扑信息的获取方法。

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