軟件定義光纖無線寬帶接入網(wǎng)節(jié)能與服務質(zhì)量研究.pdf

1、溫室效應、能源危機等全球性問題是制約社會發(fā)展的重大問題。接入網(wǎng)的能耗在電信網(wǎng)絡中占有較大比重，接入網(wǎng)節(jié)能技術已經(jīng)成為下一代寬帶接入網(wǎng)的重要研究方向。光纖無線寬帶接入網(wǎng)絡(Fiber-Wireless Broadband Access Network，F(xiàn)iWi)融合了光纖接入的大容量、高速率、低功耗與無線接入的移動性、靈活性等特點，已經(jīng)成為了下一代寬帶接入網(wǎng)絡中最具有前景的技術之一。隨著網(wǎng)絡規(guī)模的不斷擴大，業(yè)務激增復雜，多等級業(yè)務的服務質(zhì)

2、量(Quality of Service，QoS)保障對FiWi網(wǎng)絡提出了更高的要求。而傳統(tǒng)網(wǎng)絡中由于路由決定與報文轉(zhuǎn)發(fā)的緊耦合使新技術的部署造成網(wǎng)絡的高度復雜，軟件定義網(wǎng)絡(Software Defined Network，SDN)通過將網(wǎng)絡節(jié)點中控制與轉(zhuǎn)發(fā)解耦，通過軟件編程實現(xiàn)網(wǎng)絡中控制算法的部署，能夠集中、靈活地控制網(wǎng)絡流量，實現(xiàn)網(wǎng)絡能源效益與網(wǎng)絡性能的全面提升。基于此，本文將 SDN引入 FiWi網(wǎng)絡，進行軟件定義 FiWi網(wǎng)絡

3、(Software Defined-FiWi Network，SD-FiWi)架構的系統(tǒng)級設計，并對SD-FiWi網(wǎng)絡架構下的節(jié)能效率與網(wǎng)絡性能提升進行了研究，主要研究成果如下：
　　(1)首先將SDN概念引入FiWi網(wǎng)絡，提出三層SD-FiWi網(wǎng)絡系統(tǒng)架構，對此架構下支持 Openflow協(xié)議的基礎設施節(jié)點結(jié)構和可擴展控制器進行詳細設計，控制器中各組成部分的功能進行解析。對基于Openflow協(xié)議的控制層與基礎設施層的交互進行闡

4、述，此網(wǎng)絡架構簡化了FiWi網(wǎng)絡的復雜性，有效提升了FiWi網(wǎng)絡流量傳輸?shù)哪芰Α?br>　　(2)充分利用SD-FiWi網(wǎng)絡的集中控制功能，在SD-FiWi網(wǎng)絡架構下部署動態(tài)網(wǎng)絡區(qū)域劃分及網(wǎng)絡區(qū)域休眠策略，該策略利用控制層中網(wǎng)絡全局數(shù)據(jù)庫，綜合考慮網(wǎng)關負載與網(wǎng)絡區(qū)域間負載均衡，進行網(wǎng)絡區(qū)域的動態(tài)調(diào)整，使網(wǎng)絡業(yè)務一定程度地集中在特定網(wǎng)絡區(qū)域，通過特定的網(wǎng)關根據(jù)流表進行網(wǎng)絡流量的自由操控，將休眠網(wǎng)絡區(qū)域最大化來實現(xiàn)FiWi網(wǎng)絡節(jié)能。

5、　　(3)提出SD-FiWi網(wǎng)絡中的多等級QoS映射架構，基于SD-FiWi網(wǎng)絡的動態(tài)網(wǎng)絡區(qū)域，部署 QoS感知的域內(nèi)路由與域間路由機制，綜合考慮網(wǎng)絡中網(wǎng)關與鏈路質(zhì)量進行不同等級業(yè)務的路徑選取與休眠網(wǎng)絡的控制，充分保證高優(yōu)先級業(yè)務的QoS。
　　(4)為了驗證 SD-FiWi網(wǎng)絡控制器的可擴展性并進一步提升網(wǎng)絡的節(jié)能效率，在SD-FiWi網(wǎng)絡中進行控制器與流表NC功能擴展，對SD-FiWi網(wǎng)絡中基于Openflow的NC控制過程進