将智慧网元作为基本网络单元的组网方法及其组成的网络

摘要

本发明公开了一种将智慧网元作为基本网络单元的组网方法及其组成的网络,该智慧网元将多业务处理功能集成于一体，其作为普通网站独立运行，或者与特定的用户终端组成局域网，或与城域网相连，该智慧网元作为用户侧的基本网络单元，根据不同的应用需求可配备不同的处理功能。本发明可设计出各种一体化的设备，用其取代现有组网技术中的网关，使其具备网关功能、路由器功能、音视频功能和大数据处理等多种功能，从而改变现有的网络构成方式，大大减轻城域网接入层和汇聚层的流量压力，还可以更好地支持移动性应用和对实时性要求高的应用，可满足未来多媒体网络通信及多网融合时代组网的需求，并在智慧城市、物联网和车联网等领域发挥重要作用。

说明书

技术领域

本发明涉及组网方法，尤其涉及一种将智慧网元作为基本网络单元的组网方法及其组成的网络。

 

背景技术

 现代通信网络组网技术中，一般网络由大型集中式的网络平台、骨干传输网络、城域网（包括汇聚层、边缘接入层）以及局域网组成。其基本思路是将计算处理能力集中在网络平台（例如，云计算中心）、然后通过传输骨干网、城域网接入到局域网用户。这里城域网最基本的网络单元就是处于边缘接入层的用户网关（例如，用于家庭的边缘接入层的基本网络单元设备就是家庭网关）。

现有网络组网方法中存在以下缺陷：

第一，现有的网络组网方法中，用户侧的基本网络单元是网关。但网关不具有服务器的计算功能、不具有业务处理功能（例如语音、视频、物联网控制等处理功能），也不具有存储转发的功能。

用户网关的基本功能仅仅是接入和转发数据包，但并不具备对数据内容直接处理能力，例如对高清视频数据应用，用户网关就不具备存储、视频分发和视频处理的能力。但是，如果将所有数据处理都送到平台服务器去处理的话，势必造成城域网汇聚层和边缘接入层的流量非常巨大。况且电信运营商的城域网都是从语音通信网络逐步过渡和扩容而建成的，城域网的带宽和端口数量都存在一定的瓶颈，很难承受大数据时代流量的爆发性增长。

第二，对于一些需要复杂计算但又要求实时性的应用，采用网关作为基本网络单元的组网方式，在未来以多媒体视频为特征的大数据网络时代就明显不合适了。因为如果所有的大数据从采集、接入、汇聚到计算，均需要多层网络接力，计算结果也需要多层网络接力后再传回，时间延迟很大。如果将这些需要实时处理的数据在用户侧的小型网站服务器上处理，也就是说将业务数据的实时处理能力也集成在用户侧的设备上，就能很好的解决一些实时性的应用问题，同时，也降低了接入层、汇聚层的数据流量压力。

第三，对于一些需移动网络支持的应用，如汽车和轨道交通应用，采用网关组网方式就明显不合适，当速度快的时候或者无线网络信号弱的时候，常常造成数据无法有效传输到网络平台，或者因为处理数据的服务器都集中在平台端，移动网络带宽资源有限，无法接纳大流量的应用，或者用户承受不了大流量无线传输带来的运营成本，造成这类移动场景中的应用体验很差或难以大规模商用。如果将小型化和一体化的智慧网元直接安装在需要移动的场景中，大部分业务数据都将直接在智慧网元和与其相连的局域网中处理，也可以大大减少对移动网络带宽和流量压力，同时也提高了处理的实时性。

第四、如果采用现有的网关技术要实现音频视频处理、网络接入和存储转发等功能，组网时必须增加独立的服务器和交换机等网络设备，且必须配置多个独立设备，联网工程的实施和维护难度都会比较大。而大多数服务器都是按照固定机房场景来设计的，并不适用于在移动环境内安装，因此造成很多移动场景中（例如汽车和火车）无法安装网关和独立服务器。

现有的网站系统都采用独立服务器、局域网设备等多种设备搭建而成。

尽管采用独立服务器和局域网设备通过联网搭建，也可以实现一些多业务的处理功能，但这种用分立设备组合联网的方式须要在固定的机房中搭建，设备种类多，对空间和环境要求高，联网施工和配置都比较复杂，网络建设和维护成本高，难以直接将分立设备的网站系统整体应用到“移动环境、或空间较小、或实时性要求高”场景中。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于针对现有组网技术中汇聚层和接入层流量负荷过大、处理信息不及时、不能有效支持移动性场景的缺陷，提供一种可以解决上述技术问题的一体化设备（即 “智慧网元”），作为基本网络单元的组网方法及其组成的网络。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

提供一种多功能一体化的设备（称为“智慧网元”），并以其作为基本网络单元的组网方法。组网方法中，该智慧网元将多业务处理功能集成于一体，其作为普通网站独立运行，或者与特定的用户终端组成局域网，或与城域网相连。该智慧网元作为用户侧的基本网络单元，根据不同的应用需求可配备不同的处理功能。

本发明所述的组网方法中，该智慧网元根据预先设置的算法或硬件组合来设计和配置，有选择地将大流量数据进行本地处理和存储，或者将本地数据提供给局域网中的其他用户访问，以将大部分流量终止于本地，达到减少汇聚层和接入层流量的目的。

本发明所述的组网方法中，数据可以通过有线或者无线的方式接入该智慧网元。

本发明所述的组网方法中，该智慧网元安装在一固定或移动的场景中时，部分业务数据将直接通过该智慧网元在本设备或局域网中处理。

本发明所述的组网方法中，该智慧网元还提供用户定制化功能的组合。

本发明所述的组网方法中，所述处理功能包括以下一种或者多种功能的组合：服务器功能、局域网网关功能、广域网路由器功能、无线网络接入功能、有线网络接入功能、视频处理功能、无线报警触发和智能设备控制功能、音频处理功能、位置与导航功能和其他用户自定义的功能。

本发明所述的组网方法中，该智慧网元设有各种数据处理协议和通信协议栈以及多种接口的组合。

本发明还提供一种将智慧网元作为基本网络单元的组网方法，包括网络平台、传输骨干网、城域网和局域网，该局域网通过智慧网元与城域网连接，该智慧网元作为用户侧的基本网络单元，根据不同应用需求配置不同的处理功能。

本发明还提供一种一体化集成的设备，其作为用户侧的基本网络单元，该设备可作为网站独立运行、或设置在局域网中、或与城域网相连，该设备包括根据不同应用需求配备的不同功能的多个模块。

本发明产生的有益效果是：按本发明的组网方法可设计出各种小型化的智慧网元，或者称之为超级网络单元或智能网络单元，用其取代现有技术中的网关，使其具备网关功能、路由器功能、大数据处理等多种功能的组合，从而改变现有的网络构成方式，减轻城域网接入层和汇聚层的流量压力，可满足未来多媒体通信网络及多网融合时代组网的需求，可在智慧城市、物联网和车联网等领域发挥重要作用。

 

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明一个实施例“将智慧网元作为基本网络单元”的网络结构示意图；

图2是本发明一个实施例的“智慧网元的一种模块结构”示意图。

 

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明的组网方法将智慧网元作为基本网络单元，该智慧网元独立运行、或者与特定的用户终端组成局域网、或与城域网相连（该智慧网元直接与城域网相连，或者该智慧网元设置在局域网中，并与城域网相连）。该智慧网元作为用户端的基本网络单元，根据不同应用的需求配备不同的业务处理功能。即,将基本网络单元由用户网关改为用户侧的一体化智慧网元作为基本网络单元，很多流量就可以在本地或局域网内直接发起和终止，不再需要通过城域网（接入层和汇聚层）了。例如，如果采用智慧网元作为基本网络单元，当一个人第一次下载某个游戏或电影（大流量数据）后，该数据将存储于智慧网元上，从第二个用户开始，以后的所有用户下载同一内容时，流量都将全部发起和终止于智慧网元上或局域网内了。

本发明的一个实施例中，如图1所示，为通过上述组网方法组成的网络，该网络包括网络平台、传输骨干网、城域网和局域网，该局域网通过智慧网元与城域网连接，该智慧网元作为用户侧的基本网络单元，根据不同应用需求配置不同的处理功能。

本发明将多种功能集成在智慧网元中，其具体表现形式可以为集成多个功能模块的一体化设备，该设备可作为网站独立运行、或设置在局域网中、或与城域网相连，该设备包括根据不同应用需求配备的不同功能的多个模块。该一体化的设备可以具有以下列出的部分或者全部功能：

服务器功能（鉴权、请求、计算、存储）；或

局域网网关功能；或

广域网路由器功能；或

无线网络接入功能（3G、或4G、或WiFi、或兰牙等）功能；或

有线网络接入功能（GE、或FE、或SPF、或SC、或FC、或10GE、或STM-1、或STM-4、或STM-16、或E1等）功能；或

视频处理（监控、或存储、或分发、或推送、或下载、或点播、或回放等）功能；或

无线报警触发和智能设备控制（ASK、或FSK、或QFSK、或Zigbee、或Z-Wave等）功能；或

音频处理功能(Microphone、或Speaker、或“点对点”通话、或“点对多点”通话、调度）；或

位置与导航功能（LBS, 或Navigate, 或支持GPS、或北斗、或GNOLASS）；或

各种数据处理协议和通信协议栈（UDP、RTP、或RTSP、或HTTP、或Onvif、或Sip、或H.264、或H.265、或H.323、或G.711, 或802.11x，或802.15x之类的协议等）。

支持多种接口（RJ45、或RS232、或RS485、或CAN、或I/O接口、BNC等）。

将以上功能的部分或全部根据实际应用需要做剪裁组合后，融合集成到一个智慧网元中，作为用户端的基本网络单元。该智慧网元还提供用户定制化功能的组合,因此根据不同的应用需求，智慧网元可以构造出各种低成本、多功能、小型化、一体化的系统，能广泛应用在智慧城市、智慧交通、车联网、物联网、三网融合等各种不同的应用领域。

如图2所示，为本发明一个实施例中智慧网元的模块化结构示意图，通过模块化的设计实现所需要的功能，同时也减小了设备的体积。智慧网元的构成模块可以根据应用需求增删，例如可以采用n个服务器模块（n=1， 2，… 根据需要可合理选择和配置），如果需要特定功能模块还可自定义和增加。数据输入和输出可以通过功能模块自带接口，也可以集中通过多种接口模块，或一部分数据通过自带接口和一部分数据通过多种接口模块接入。

本发明将基本网络单元由用户网关改为用户端的小型智慧网元作为基本网元，很多流量就可以在该智慧网元上处理，或在局域网内直接发起和终止，不再需要通过城域网（接入层和汇聚层）了。例如，如果采用智慧网元作为基本网络单元，根据预先设置的算法或硬件组合来设计和配置，有选择地将大流量数据进行本地处理和存储，或者将本地数据提供给局域网中的其他用户访问，当一个人第一次下载某个游戏或电影（大流量数据）后，该数据将存储于该缩微网站上，从第二个用户开始，以后的所有用户下载同一内容时，流量都将全部发起和终止于局域网内了，从而降低了接入层、汇聚层的数据流量压力。

本发明的智慧网元可集成处理器模块，用于实现服务器功能，包括进行复杂的计算。同时智慧网元还可以实时处理数据，能够快速响应用户请求，满足用户对实时性的需求。

本发明还可将小型化的智慧网元直接安装在任何固定或需要移动的场景中，使得大部分业务数据都将直接在该智慧网元上或移动局域网中处理，也可以大大减少对网络带宽和流量压力，同时也提高了处理的实时性。此外，本发明适用于很多固定（例如空间受限或无法安装独立网关和独立服务器的地点）或移动场景中（例如汽车、火车或者其它移动的物体中）。

本发明将特定网站的各种业务功能任意组合，缩微集成到一个独立设备（智慧网元）中，可减少汇聚层和接入层的流量压力，提高对大数据处理的实时性，以及提高对移动应用的适应性。本发明可以很好地适应“宽带、4G、大数据、移动互联网、物联网、多媒体网络、多网融合等”各领域下一代大数据流量（例如，视频网络、高清电视、物联网等）的业务应用。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。