[发明专利]一种无线光纤混合网络场景下工业物联网数据可靠传输方法

说明书

本发明涉及一种无线光纤混合网络场景下工业物联网数据可靠传输方法，包括如下步骤：软件定义网络控制器计算出网络中各条链路的时延信息，根据时延信息选择最优并行传输路径；光线路终端将原始数据进行编码并广播给无线光网络单元；无线光网络单元通过并行多跳路径将编码分组转发到目的终端；目的终端实施解码操作，恢复原始数据。本发明在采取无线光纤混合网络架构的基于软件定义网络的工业物联网中，结合网络编码技术，提出一种数据并行传输方法。与传统方法相比，本方法在设备链路发生故障时不需要任何数据重传或重路由，并能够有效地降低丢包率对网络传输性能的影响，在提高可靠性的同时，显著缩短数据传输的完成时间，提高网络的有效吞吐量。

技术领域

本发明涉及工业物联网领域，具体为一种无线光纤混合网络场景下工业物联网数据可靠传输方法。

背景技术

物联网是指通过各种通信技术，将任意终端设备接入互联网，进行信息交换和处理，从而实现对各类设备进行识别、监控、定位和管理等智能化控制的一种网络。工业物联网是物联网在工业领域的应用。随着对智能化的需求不断增加，物联网已成为工业领域的热门技术。工业物联网能够有效地整合工业系统中的各种设施资源，改善各类现有资源的利用率，提高工业信息化与自动化水平。

无线光纤混合接入网络实现了光纤和无线两种技术优势的互补，相比于传统接入技术，其能够为终端设备提供更高的带宽、更灵活的接入、更好的服务与体验质量，能够真正意义上实现网络的全覆盖。整个网络可以分为前端和后端两部分。工业无线拓扑网络位于前端，无源光网络作为光纤回程位于后端，无线光网络单元充当关联网络前后两端的网关。无源光网络部分包括光线路终端和光分路器，光线路终端的上行与骨干网相连，下行与光分路器相连，光分路器与网络前端的无线拓扑网相连。无线光纤混合接入网已经逐渐成为宽带接入技术领域的主流模式，能够满足工业物联网对接入网络的高容量、低延迟、高可靠性和高灵活性等要求。

随着工业应用不断发展，机器、传感器、控制单元和用户等各类智能设备不断产生大量数据，现有传输方法已逐渐无法满足工业物联网对于传输性能的高要求。此外，工业场景中无法避免的动态噪声、干扰会对无线传输造成严重影响，如使得无线信道的丢包率增加；并且无线光纤混合接入网络中的任何部件节点都有可能发生故障，从而中断通信，传统方法只能寻找其他路径重新进行传输，严重降低了网络性能。本发明在采取无线光纤混合网络架构的基于软件定义网络的工业物联网中，结合网络编码技术，提出了一种数据并行传输方法，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无线光纤混合网络场景下工业物联网数据可靠传输方法，在设备链路发生故障时不需要任何数据重传或重路由，并能够有效地降低丢包率对网络传输性能的影响，在提高可靠性的同时，显著缩短数据传输的完成时间，提高网络的有效吞吐量。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种无线光纤混合网络场景下工业物联网数据可靠传输方法，包括以下步骤：

S1：软件定义网络控制器计算出网络中各条链路的时延信息，根据时延信息选择最优并行传输路径；

S2：光线路终端将原始数据进行编码并广播给无线光网络单元；

S3：无线光网络单元通过并行多跳路径将编码分组转发到目的终端；

S4：目的终端实施解码操作，恢复原始数据。

优选的，所述步骤S1中，网络中各链路时延信息的计算方法如下：

T1、在无源光网络部分，光线路终端采用广播的方式将数据发送给多个无线光网络单元，根据光线路终端与无线光网络单元之间的距离计算得到各条光纤链路的时延D_Opart＝L_i/S_optical，其中L_i表示光线路终端与第i个无线光网络单元之间的距离，S_optical是光信号在光纤中的传输速度。