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网络革命拂晓:SDN进入智能宽带接入网[图]

2013-05-07 17:16
Hsiao Chen
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  OpenFlow的核心思想是将原本完全由交换机/路由器控制的数据包转发过程,转化为由OpenFlow交换机(OpenFlow Switch)和控制器(Controller)分别完成的独立过程。从而实现了数据转发和路由控制的分离。如图1所示,控制器可以通过OpenFlow协议来控制交换机中的流表(Flow Table),从而达到控制数据转发的目的。OpenFlow交换机接收到数据包后,首先在本地的流表上查找转发目标端口,如果没有匹配,则把数据包转发给Controller,由控制层决定转发端口。

  传统宽带接入网面临巨大挑战

  接入网一直被视为信息高速公路的最后一公里,为了解决网络宽带化的发展“瓶颈”,电信运营商正在大规模推广以无源光接入网(PON)为主的FTTx技术,接入网的光纤化有效解决了网络容量“瓶颈”,而接入网的运维管理“瓶颈”却未能有效解决。鉴于接入网建设成本巨大,升级改造极其困难,当前宽带接入网面临的诸多挑战应该在建网之初就采取有效措施加以解决。

  第一,接入网与骨干网融合不够。随着网络技术的快速发展,接入网与骨干网技术相融合是必然的趋势。而在现有的光接入网中,都是采用独立的网络管理平台和技术,没有和骨干网、城域网统一资源和管理信息,对通信的保护和恢复也没有形成统一的机制,造成协议转换复杂、传输效率低、缺乏统一的资源管控能力。接入网与骨干网的孤立也大大增加了电信运营商网络管理的成本和难度,随着网络成本的不断增加,电信运营商对网络全局资源调度和集中管控的需求越来越迫切,将接入网与骨干网无缝融合起来,可以大大提高网络效率,优化资源分配。

  第二,接入网运行维护成本高,用户体验差。接入网的服务质量直接关系到电信运营商和用户的切身利益。如何实现用户的快速接入,快速故障定位及恢复,方便快捷地实现用户终端的配置,提高用户体验,控制运营成本和提高网络的收益率,已经成为接入网亟待解决的问题。传统的接入网基本采用人工的方式进行管理,如用户的开户、业务办理、故障处理等,这种管理模式需要大量的人力和物力,使接入网的运营成本居高不下,而且用户体验差。随着FTTx技术的推广,电信运营商应抓住机遇,提升网络运营管理的智能化水平,全面提高用户体验,有效降低运营成本。

  第三,缺乏灵活的异构网络资源调度机制。当前光接入网包括EPON、GPON、WDM-PON、P2P-PON等技术,不同网络之间兼容性差,网络资源管控机制相互独立,缺乏灵活的异构网络资源调度机制,网络资源利用率低,而且可扩展性差,不利于未来光接入网的统一管理和技术升级。

  第四,多业务承载能力差,缺乏有效的端到端QoS保证机制。随着三网融合进程的不断推进,新一代宽带接入网应具有保证服务质量(Quality of Service — QoS)传输多业务类型的能力。即要求以端对端的方式对数据、语音、视频进行实时的高效地混合或并发传输。而现有的光接入网技术采取了与骨干网不同的业务分类和QoS保证机制,其业务QoS保证机制都局限于接入网本身,没有与整个网络的业务分类机制相对应,需要进行不同业务优先级的翻译,造成协议复杂、效率低下,缺乏端到端的QoS保证。迫切需要将接入网和城域网、骨干网无缝的融合起来,形成统一的端到端的多业务QoS保证机制。

  第五,接入网能耗居高不下。近年来,节能减排问题得到了全社会的广泛关注。电信网的节能已经迅速成为电信研究领域的最热点问题之一。最新报告显示,接入网的能耗占整个网络能耗的70%,虽然接入网单个设备的能耗远不如城域网和骨干网设备的能耗,但是由于接入网的用户基数大,所以其总能耗是非常巨大的。目前国内外已经针对EPON和GPON节能技术有了相关研究,但是受目前接入网架构封闭等因素的制约,实现机制都较复杂,还难以大规模推广。

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