CN108111931B - 一种电力光纤接入网的虚拟资源切片管理方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电力光纤接入网的虚拟资源切片管理方法及装置。所述方法包括：接收光网络单元ONU根据不同用户的业务请求生成的针对各个用户的切片请求；基于所述各个用户的切片请求和所述业务请求的资源信息，将所述电力光纤接入网的光线路终端OLT划分为多个虚拟OLT，根据所述多个虚拟OLT进行切片资源配置，以获得多个切片资源；将所述多个切片资源分别分配给各个用户和/或不同用户的业务请求对应的业务。本发明通过将实体OLT划分为多个虚拟OLT实现切片配置，根据用户需求将不同用户或者不同业务划分至不同网络切片满足用户差异化的网络需求，实现业务的隔离，提升网络可靠性，实现网络电力光纤接入网络资源的利用率最大化。

Description

一种电力光纤接入网的虚拟资源切片管理方法及装置
技术领域
本发明涉及通信技术领域，更具体地，涉及一种电力光纤接入网的虚拟资源切片管理方法及装置。
背景技术
电力光纤入户在为用户提供电力传输的同时，还能为用户传输各种控制信号和网络信号，电力光纤到户(Power Fiber To The Home，PFTTH)作为一种四网融合的有效解决方案，该方案是利用光纤复合低压电缆OPLC中的光纤介质连接通信局端和用户，OPLC是一种具有低压电力和光通信双重传输能力的复合电缆，能够为用户提供巨大的带宽接入容量。PFTTH现有技术方案包括电力光纤***的工程搭建和电力和基于OPLC电力光纤的信息同网传输，以及信息机房，楼宇配电箱、用户接入点设备等设备的工程部署；也包括从业务融合角度提出光网络和电力网的融合接入，比如智能家居***、智能电网等融合光纤接入，实现有线电视网、互联网、通信网、电力信息传输网“四网合一”，并且实现数据、有线电视、语音的信息统一接入。
然而，目前尚未公开大规模电力光纤入户的技术方案，也没有提出基于TWDM-PON的电力光纤入户方案。而下一代电力光纤到户(PFTTH)的需求主要体现在于用户数众多、ONU数量大而且单个用户带宽需求较高而且需要考虑铺设成本和运维成本；由于点到多点的拓扑方式给众多用户提供高带宽接入，引发的另一个关键技术问题，即上层的资源控制机制要考虑到多业务融合接入的不同QoS参数。所以设计适用于相应的应用场景的网络架构和上层控制机制是一个关键的技术问题。
网络切片技术作为下一代网络关键技术之一，其意在使用最优化的资源分配更高效地解决垂直业务。对于未来网络，网络切片将有多种类型，而其中最基本的类型则是对应于下一代接入网络的三大应用场景的增强型移动宽带型切片、超高可靠与低延迟型切片和大规模机器类通信型切片。网络切片(Network Slice，NS)是由一组网络功能(NetworkFunction，NF)构成的完整的实例化逻辑网络，旨在为用户提供一系列其所需的网络服务。在相同物理基础设施上，利用软件定义网络(Software Defined Network，SDN)和网络功能虚拟化(Network Function Virtualization，NFV)等技术，针对不同的应用场景按需创建设定的网络切片，达到网络资源利用的最优化。
发明内容
本发明提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的电力光纤接入网的虚拟资源切片管理方法及装置。
根据本发明的一个方面，提供一种电力光纤接入网的虚拟资源切片管理方法，包括：
接收光网络单元ONU根据不同用户的业务请求生成的针对各个用户的切片请求；
基于所述各个用户的切片请求和所述业务请求的资源信息，将所述电力光纤接入网的光线路终端OLT划分为多个虚拟OLT，根据所述多个虚拟OLT进行切片资源配置，以获得多个切片资源；
将所述多个切片资源分别分配给各个用户和/或不同用户的业务请求对应的业务。
根据本发明的另一个方面，还提供一种电力光纤接入网的虚拟资源切片管理装置，包括：
切片请求模块，用于接收光网络单元ONU根据不同用户的业务请求生成的针对各个用户的切片请求；
切片资源模块，用于基于所述各个用户的切片请求和所述业务请求的资源信息，将所述电力光纤接入网的光线路终端OLT划分为多个虚拟OLT，根据所述多个虚拟OLT进行切片资源配置，以获得多个切片资源；以及
资源分配模块，用于将所述多个切片资源分别分配给各个用户和/或不同用户的业务请求对应的业务。
根据本发明的另一个方面，还提供一种电子设备，包括：
至少一个处理器；以及
与所述处理器通信连接的至少一个存储器，其中：
所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令，所述处理器调用所述程序指令能够执行本发明电力光纤接入网的虚拟资源切片管理方法及其任一可选实施例的方法。
根据本发明的另一个方面，还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其特征在于，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令使所述计算机执行本发明电力光纤接入网的虚拟资源切片管理方法及其任一可选实施例的方法。
本发明提出一种电力光纤接入网的虚拟资源切片管理方法，通过将实体OLT划分为多个虚拟OLT实现切片配置，从而可根据用户需求将不同用户或者不同业务划分至不同网络切片来满足用户差异化的网络需求，实现业务的隔离，提升网络可靠性；并实现了多用户管理和资源的按需分配，实现网络电力光纤接入网络资源的利用率最大化，减小网络能源消耗等，用户可以基于网络切片标识灵活的选择网络业务，不需要具体的去配置网络切片的端口。
附图说明
图1为本发明实施例一种电力光纤接入网的虚拟资源切片管理方法流程示意图；
图2为本发明实施例虚拟化的电力光纤接入网的网络切片示意图；
图3为本发明实施例切片流程示意图；
图4为本发明实施例切片创建信令流程示意图；
图5为本发明实施例一种电力光纤接入网的虚拟资源切片管理装置示意图；
图6为本发明实施例一种电子设备的框架示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
图1为本发明实施例一种电力光纤接入网的虚拟资源切片管理方法流程示意图，如图1所示的电力光纤接入网的虚拟资源切片管理方法，包括：
S100，接收光网络单元ONU根据不同用户的业务请求生成的针对各个用户的切片请求；
S200，基于所述各个用户的切片请求和所述业务请求的资源信息，将所述电力光纤接入网的光线路终端OLT划分为多个虚拟OLT，根据所述多个虚拟OLT进行切片资源配置，以获得多个切片资源；
S300，将所述多个切片资源分别分配给各个用户和/或不同用户的业务请求对应的业务。
本发明实施例所述电力光纤接入网的虚拟资源切片管理方法，通过将实体OLT划分为多个虚拟OLT实现切片配置，从而可根据用户需求将不同用户或者不同业务划分至不同网络切片来满足用户差异化的网络需求，实现业务的隔离，提升网络可靠性；并实现了多用户管理和资源的按需分配，实现网络电力光纤接入网络资源的利用率最大化，减小网络能源消耗等，用户可以基于网络切片标识灵活的选择网络业务，不需要具体的去配置网络切片的端口。
图2为本发明实施例虚拟化的电力光纤接入网的网络切片示意图，请参考图2，本发明实施例的执行主体为切片管理器NSM，设备层为电力光纤接入网，包括光线路终端OLT、光分配网络ODN和光网络单元ONU；OLT位于小区配电室，光分配网络位于楼宇配电室和楼层配电室，光网络单元分为两种，一种为智能电网信息采集ONU位于各个楼层，一种为传统宽带接入ONU，位于用户家中。利用本发明实施例所述方法，切片管理器NSM将一个实体OLT能够划分为不同的虚拟OLT，承载不同的业务，从而减少OLT的数量，减少资源浪费，提升资源利用率，从而提高机房空间利用率和降低能耗。
请参考图2，通过本发明实施例所述方法将实体OLT划分为多个虚拟OLT、进行切片资源配置并进行切片资源分配后，资源层包括N个切片(N为整数，N大于1)，具体包括切片1、切片2至切片N；每个切片包括至少一个虚拟OLT和其他的网络资源。需要指出，一个切片资源包括至少一个虚拟OLT，但不排除一个虚拟OLT可以分配给多个切片资源，即多个切片资源共用一个虚拟OLT。
请参考图2，切片管理器NSM可以根据用户或业务请求，将每个切片分配给不同的用户或者分配给不同的业务请求，即一个切片资源可以为一个用户专用，也可以为某种业务类型专用，也可以为某些用户共用，也可以为某些用户的某些业务共用，可根据实际需求而确定。
在一个可选的实施例中，步骤S200，所述基于所述各个用户的切片请求和所述业务请求的资源信息，将所述电力光纤接入网的光线路终端OLT划分为多个虚拟OLT，根据所述多个虚拟OLT进行切片资源配置，以获得多个切片资源，之前还包括：
根据所述不同用户的业务请求分别采集对应的资源信息，所述资源信息包括所述业务请求的业务类型、QoS等级、用户类型和业务持续时间；
根据每一个用户的业务请求的资源信息，对所述业务请求进行QoS封装和资源映射，以进行切片化调度。
本发明实施例所述QoS等级包括业务请求的QoS等级以及扩展的QoS等级，根据各业务请求的QoS等级以及扩展的QoS等级对各业务请求进行QoS封装和资源映射。
基于上述实施例，所述根据每一个用户的业务请求的资源信息，对所述业务请求进行QoS封装和资源映射，以进行切片化调度，还包括：
将所述QoS封装和资源映射结果存储至数据库，根据所述数据库中的QoS封装和资源映射结果进行切片化调度。
本发明实施例中，切片管理器NSM根据用户的业务请求的业务类型，QoS保障等参数按照预定的虚拟资源映射方法，将物理网络划分成独立的逻辑网络切片，不同的网络切片间分权分域，实现业务的隔离，互不干扰，从而保证转发安全和专线业务的高可靠性。所述预定的虚拟资源映射方法可根据具体的硬件配置和网络资源配置确定，本发明实施例对此不作限定。
在一个可选的实施例中，步骤S200，所述基于所述各个用户的切片请求和所述业务请求的资源信息，将所述电力光纤接入网的光线路终端OLT划分为多个虚拟OLT，根据所述多个虚拟OLT进行切片资源配置，以获得多个切片资源，具体包括：
获取网络资源利用率，所述网络资源包括OLT资源和带宽资源；
基于所述业务请求的资源信息，若所述网络资源满足所述切片请求的需求，则根据所述各个用户的切片请求，将所述电力光纤接入网的光线路终端OLT实例化为多个虚拟OLT并，获得多个虚拟OLT资源；
基于所述多个虚拟OLT资源，为每个用户的切片请求配置波长资源、时隙资源和虚拟OLT资源，以获得多个切片资源。
本发明实施例所述满足切片请求的需求是指达到所述切片请求对应的业务请求的资源信息的要求。
基于上述实施例，所述OLT资源包括总的虚拟OLT资源的使用容量和闲置容量，还包括各ONU的虚拟OLT资源的占用情况；
相应的，所述方法还包括：
实时监控虚拟OLT资源的使用容量和闲置容量，并实时监控各个ONU的虚拟OLT资源的占用情况。
进一步的，切片管理器NSM周期性的获取各个ONU的实时业务量、总业务请求带宽大小以及各个业务等级的带宽请求大小，以便根据各个ONU的实时业务量、总业务请求带宽大小以及各个业务等级的带宽请求大小进行切片资源配置。
基于上述实施例，步骤S200，所述基于所述各个用户的切片请求，将所述电力光纤接入网的光线路终端OLT划分为多个虚拟OLT，根据所述多个虚拟OLT进行切片资源配置，以获得多个切片资源，还包括：
若所述网络资源不能满足所述切片请求的需求，则等待下一个切片周期进行切片资源配置。
本发明实施例所述切片周期为预设的时间周期。
进一步，本发明实施例通过SDN控制器对电力光纤接入网中切片的创建、运行和维护的信令控制与数据转发进行分离。
图3为本发明实施例切片流程示意图，请参考图3，在一定周期内，即某个切片周期内，用户发起业务请求，切片管理器NSM搜集用户业务信息，包括业务类型、QoS等级、用户类型以及业务持续时间等；同时搜集网络资源利用情况，包括OLT资源，带宽资源等。切片管理器NSM根据采集到的信息对用户业务进行QoS封装和资源映射存储至数据库，资源调度模块根据数据库信息对资源进行切片化调度：如果网络资源足够满足切片的需求，则将相应的网络资源分配给所述切片并完成网络实体资源的实例化；如果网络资源不够，则切片创建失败，需要等待下一个周期的切片创建。每完成一次切片创建，信息采集模块都会搜集相关数据并完成数据库的数据更新。其中SDN控制器用于对各个模块进行统一管理和协同调度，实现对网络实体的信令控制和数据转发控制，对切片网络进行建立运行和维护。
在一个可选的实施例中，步骤S300，所述将所述切片资源分别分配给各个用户和/或不同用户的业务请求，具体包括：
将所述切片资源的配置信息发送给所述电力光纤接入网的光网络单元ONU，以供所述ONU根据所述切片资源的配置信息配置波长资源、时隙资源和虚拟OLT资源，从而为各个用户和/或不同用户的业务请求提供数据传输服务。
图4为本发明实施例切片创建信令流程示意图，请参考图4，本发明实施例所述电力光纤接入网的虚拟资源切片管理方法的执行主体为图4中的切片管理器。本发明实施例切片创建的简要信令流程包括：在每个切片创建周期，用户发起业务请求至光网络单元，光网络单元控制器根据用户业务请求信息发起切片请求至切片管理器，切片管理器根据切片管理策略对切片请求进行虚拟资源分配并完成切片实例化。光网络单元收到切片实例化消息后反馈切片确认反馈信息。用户按照切片参数完成设置并进行业务发送。
综上所述，本发明实施例所述电力光纤接入网的虚拟资源切片管理方法中，电力光纤接入网络中OLT设备是基于SDN的虚拟化OLT池。电力光纤接入网切片管理器位于OLT处；切片管理器能够实现网络资源的灵活调度和配置，完成网络切片的创建。所述电力光纤接入网中的业务除了传统宽带接入业务、语音业务等，还包括智能电网的业务，其业务QoS封装可以与传统EPON中的业务QoS实现映射和无缝融合。
通过本发明实施例所述电力光纤接入网的虚拟资源切片管理方法，可以实现网络虚拟资源的灵活配置和调度来实现不同的网络切片。通过不同切片完成业务和用户的隔离，实现电力网络从而实现网络的高效率运维，具有良好的有益效果。
图5为本发明实施例一种电力光纤接入网的虚拟资源切片管理装置示意图，如图5所示，本发明实施例还提供一种电力光纤接入网的虚拟资源切片管理装置，包括：
切片请求模块，用于获取光网络单元ONU根据不同用户的业务请求和所述业务请求的资源信息生成的针对各个用户的切片请求；
切片资源模块，用于基于所述各个用户的切片请求，将所述电力光纤接入网的光线路终端OLT划分为多个虚拟OLT，根据所述多个虚拟OLT进行切片资源配置，以获得多个切片资源；以及
分配模块，用于将所述多个切片资源分别分配给各个用户和/或不同用户的业务请求。
本发明实施例的装置，可用于执行图1所示的电力光纤接入网的虚拟资源切片管理方法实施例的技术方案，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。
图6示出了本发明实施例所述电子设备的框架示意图。
参照图6，所述电子设备，包括：处理器(processor)601、存储器(memory)602和总线603；其中，所述处理器601和存储器602通过所述总线603完成相互间的通信；
所述处理器601用于调用所述存储器602中的程序指令，以执行上述各方法实施例所提供的方法，例如包括：接收光网络单元ONU根据不同用户的业务请求生成的针对各个用户的切片请求；基于所述各个用户的切片请求和所述业务请求的资源信息，将所述电力光纤接入网的光线路终端OLT划分为多个虚拟OLT，根据所述多个虚拟OLT进行切片资源配置，以获得多个切片资源；将所述多个切片资源分别分配给各个用户和/或不同用户的业务请求对应的业务。
本发明另一实施例公开一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，计算机能够执行上述各方法实施例所提供的方法，例如包括：接收光网络单元ONU根据不同用户的业务请求生成的针对各个用户的切片请求；基于所述各个用户的切片请求和所述业务请求的资源信息，将所述电力光纤接入网的光线路终端OLT划分为多个虚拟OLT，根据所述多个虚拟OLT进行切片资源配置，以获得多个切片资源；将所述多个切片资源分别分配给各个用户和/或不同用户的业务请求对应的业务。
本发明另一实施例提供一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令使所述计算机执行上述各方法实施例所提供的方法，例如包括：接收光网络单元ONU根据不同用户的业务请求生成的针对各个用户的切片请求；基于所述各个用户的切片请求和所述业务请求的资源信息，将所述电力光纤接入网的光线路终端OLT划分为多个虚拟OLT，根据所述多个虚拟OLT进行切片资源配置，以获得多个切片资源；将所述多个切片资源分别分配给各个用户和/或不同用户的业务请求对应的业务。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述设备实施例或方法实施例仅仅是示意性的，其中所述处理器和所述存储器可以是物理上分离的部件也可以不是物理上分离的，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种电力光纤接入网的虚拟资源切片管理方法，其特征在于，包括：
接收光网络单元ONU根据不同用户的业务请求生成的针对各个用户的切片请求；
根据所述不同用户的业务请求分别采集对应的资源信息，所述资源信息包括所述业务请求的业务类型、QoS等级、用户类型和业务持续时间；
根据每一个用户的业务请求的资源信息，对所述业务请求进行QoS封装和资源映射，以进行切片化调度；
基于所述各个用户的切片请求和所述业务请求的资源信息，将所述电力光纤接入网的光线路终端OLT划分为多个虚拟OLT，根据所述多个虚拟OLT进行切片资源配置，以获得多个切片资源；
将所述多个切片资源分别分配给各个用户和/或不同用户的业务请求对应的业务。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据每一个用户的业务请求的资源信息，对所述业务请求进行QoS封装和资源映射，以进行切片化调度，还包括：
将所述QoS封装和资源映射结果存储至数据库，根据所述数据库中的QoS封装和资源映射结果进行切片化调度。
3.根据权利要求1-2任一所述的方法，其特征在于，所述基于所述各个用户的切片请求和所述业务请求的资源信息，将所述电力光纤接入网的光线路终端OLT划分为多个虚拟OLT，根据所述多个虚拟OLT进行切片资源配置，以获得多个切片资源，具体包括：
获取网络资源利用率，所述网络资源包括OLT资源和带宽资源；
基于所述业务请求的资源信息，若所述网络资源满足所述切片请求的需求，则根据所述各个用户的切片请求，将所述电力光纤接入网的光线路终端OLT实例化为多个虚拟OLT，获得多个虚拟OLT资源；
基于所述多个虚拟OLT资源，为每个用户的切片请求配置波长资源、时隙资源和虚拟OLT资源，以获得多个切片资源。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于所述各个用户的切片请求和所述业务请求的资源信息，将所述电力光纤接入网的光线路终端OLT划分为多个虚拟OLT，根据所述多个虚拟OLT进行切片资源配置，以获得多个切片资源，还包括：
若所述网络资源不能满足所述切片请求的需求，则等待下一个切片周期进行切片资源配置。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述将所述切片资源分别分配给各个用户和/或不同用户的业务请求，具体包括：
将所述切片资源的配置信息发送给所述电力光纤接入网的光网络单元ONU，以供所述ONU根据所述切片资源的配置信息配置波长资源、时隙资源和虚拟OLT资源，从而为各个用户和/或不同用户的业务请求提供数据传输服务。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述OLT资源包括总的虚拟OLT资源的使用容量和闲置容量，还包括各ONU的虚拟OLT资源的占用情况；
相应的，所述方法还包括：
实时监控虚拟OLT资源的使用容量和闲置容量，并实时监控各个ONU的虚拟OLT资源的占用情况。
7.一种电力光纤接入网的虚拟资源切片管理装置，其特征在于，包括：
切片请求模块，用于接收光网络单元ONU根据不同用户的业务请求生成的针对各个用户的切片请求；
切片调度模块，用于根据所述不同用户的业务请求分别采集对应的资源信息，所述资源信息包括所述业务请求的业务类型、QoS等级、用户类型和业务持续时间；根据每一个用户的业务请求的资源信息，对所述业务请求进行QoS封装和资源映射，以进行切片化调度；
切片资源模块，用于基于所述各个用户的切片请求和所述业务请求的资源信息，将所述电力光纤接入网的光线路终端OLT划分为多个虚拟OLT，根据所述多个虚拟OLT进行切片资源配置，以获得多个切片资源；以及
资源分配模块，用于将所述多个切片资源分别分配给各个用户和/或不同用户的业务请求对应的业务。
8.一种电子设备，其特征在于，包括：
至少一个处理器；以及
与所述处理器通信连接的至少一个存储器，其中：
所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令，所述处理器调用所述程序指令能够执行如权利要求1至6任一所述的方法。
9.一种非暂态计算机可读存储介质，其特征在于，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令使所述计算机执行如权利要求1至6任一所述的方法。
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