[发明专利]一种隧道环境下基于软件定义网络的低时延图像传输方法

说明书

一种隧道环境下基于软件定义网络的低时延图像传输方法，包括：在隧道内外布置无线交换机和转发交换机形成软件定义网络，并将网络控制器、图像采集装置和图像接收装置均接入软件定义网络；分别设置图像采集装置和接收装置的IP地址；网络控制器解析图像数据首包，根据网络拓扑结构生成最短传输路径，按传输路径向所有无线交换机和转发交换机发送指令，实现图像数据的低时延传输。本发明基于物理距离最近和泛洪算法传输，在确保数据包一定会被送达到软件定义网络中全部节点的前提下，快速生成时延最小传输路径，不仅节约了链路带宽资源，还提高了低时延路径规划能力和路径的可靠性，更加适用于隧道等具有地理位置信息的应用场景。

技术领域

本发明涉及图像传输技术领域，更具体地，涉及一种隧道环境下基于软件定义网络的低时延图像传输方法。

背景技术

近年来，随着数字成像、3D视觉以及3D显示等技术的飞速发展，数字3D视频技术正在电力行业中得到广泛应用。由于3D视频系统涉及多个视点的视频采集，其数据量巨大，因此在视频采集、记录、压缩与无线传输方面都面临着巨大的挑战。在3D视频的传输方面，受到传输路径固定限制以及拥塞状况影响，导致3D视频传输存在较为严重的时延。

软件定义网络(Software Defined Network，SDN)，是一种新型网络创新架构，其核心技术OpenFlow通过将网络设备控制面与数据面分离开来，从而实现了网络流量的灵活控制，为核心网络及应用的创新提供了良好的平台。目前的软件定义网络在3D视频传输方面的应用包括：

中国发明专利(CN105430531B)公开了“一种基于软件定义网络的远程医疗3D视频服务传输方法”，软件定义网络控制器从所有可达路径里选择传输一个3D视频图像组的一条QoS代价最小的路径，以及深度提取与压缩服务接点和视点绘制与压缩服务节点，通过控制网络服务节点切换和路径转发，对整个3D视频图像进行传输服务。实现了视频图像传输路径的多量化，再通过第三方检测工具检测并获得各个节点的信息，并通过公式计算出每一个服务器的处理延时、视点绘制服务的时延和相邻节点之间的传输时延，通过三种时延的相加，得到时延最小的视频传输路径，作为3D视频图像的最优传输路径。该专利技术，仅考虑各个节点的处理延时和负载能力，不适用于具有地理位置信息的应用场景。

中国发明专利申请(CN113098778A)公开了“一种软件定义网络中基于生成树折叠路由的流表压缩方法”，根据给定的网络拓扑，手机每个节点在一定时间段的数据包请求得出流量矩阵，根据节点之间的链路时延得出时延矩阵，基于生成树算法，以最小化路径代价和时延代价、最大化链路重合率为目标，通过约束每段链路的最大容量、每条路径的最大时延、穷举所有科学的路径等约束条件，实现流表的压缩的同时减小了传输延时。该专利技术主要考虑流表项规模过大，进行流表项压缩后以节约交换设备的流表项存储资源，也不适用于具有地理位置信息的应用场景。

中国发明专利(CN111083050B)公开了“一种基于软件定义网络的数据流传输方法”，首先确定目标数据流的传输需求信息(起始交换机结点、终止交换机结点、时延需求、丢包率需求、带宽需求)，获取包含交换机结点和交换机结点间链路的网络拓扑结构，以及每条链路的链路性能参数，基于传输需求信息以及每条链路的性能参数，根据预先构建的传输代价函数，确定目标传输路径。该专利技术未考虑地理位置信息进行最短路径计算，在隧道环境下，可能无法达到最优化效果。

综上，需要研究一种隧道环境下基于软件定义网络的低时延图像传输方法，以降低图像传输路径上的时延。

发明内容

为解决现有技术中存在的不足，本发明的目的在于，提供一种隧道环境下基于软件定义网络的低时延图像传输方法。

一种隧道环境下基于软件定义网络的低时延图像传输方法，包括：

步骤1，在隧道内布置多个无线交换机，各无线交换机之间串联连接；在隧道外布置多个转发交换机，每两个转发交换机相互连接；多个无线交换机和多个转发交换机共同形成隧道环境下的软件定义网络；