软件定义光纤无线宽带接入网基于网络编码的多路径传输机制研究

发布时间：2020-04-14 14:13

【摘要】：光纤无线宽带接入网(Fiber Wireless broadband access network,FiWi)融合了光纤接入的大容量,高速率和无线接入的灵活,多变等特点而备受关注。软件定义(Software Defined Network,SDN)控制与转发分离的网络架构和网络功能软件化的特点有望成为解决当前网络难题的新方法。数据的多路径传输改变了单路径传输的网络瓶颈,但也带来了数据包拆分重组的包乱序问题。网络编码(Network Coding,NC)的提出,解决了多路径传输的包乱序问题,同时也很大程度上提高了网络吞吐量,提高网络资源利用率,实现负载均衡。因此本文将SDN与FiWi网络相结合,设计新型软件定义FiWi网络(Software Defined-FiWi Network,SD-FiWi)架构并在此架构上进行基于NC的多路径传输机制的设计与研究,研究成果如下。(1)对SDN及FiWi网络进行研究,设计新型SD-FiWi网络架构,包括对基础设施FiWi网络节点的设计,对网络控制器的设计以及对数据包按照OpenFlow流表协议转发过程的研究。(2)在SD-FiWi网络中部署多路径传输机制,以路径时延和丢包率为路由判据,提出了一种节点不相交的多路径选择算法,并由部署该机制造成的SD-FiWi网络控制层和流表做出改进。通过仿真证明该机制可有效提升网络资源利用率,提高网络吞吐量,达到负载均衡。(3)在SD-FiWi网络中实现基于NC的多路径传输,在网络编码过程中提出了一种动态自适应修正冗余因子算法确定插入冗余包的个数,此外,将编码包按照当前路径丢包率倒数所占比例进行分配,有效提升网络整体性能。
【图文】：

网络架构

章将对 FiWi 网络架构、工作原理进行介绍，对 SDN 网络架构及其做简要说明，结合 FiWi 网络与 SDN 的特点，就 SDN 对接入网中多络编码技术的影响做了技术分析。Wi 网络技术研究iWi 网络是由 Maier 等人在 2007 年提出的，将 PON 网络和 WMN 网纤侧懫用 EPON 技术，在无线侧采用 WMN 的组网方案。FiWi 网络融合光纤和无线接入技术优势，提供高带宽、低成本、大容量、高的、灵活多变的最后一英里互联网接入，有望解决人们日益增长的，在未来接入技术中将成为一颗璀璨的明珠。下面具体介绍 FiWi 的作原理及多路径传输与网络编码技术在其上的应用分析。) FiWi 网络架构iWi 网络架构如图 2-1 所示。

传输原理

河北工程大学硕士学位论文络通常采用“树形-网状”(Tree-Mesh)拓扑，网络后端采 OLT、无源光分路器(Splitter)和 ONU 组成，三者之间采 OLT 也通过光纤互连，进行核心网的信心传递。端采用无线网状网络结构，包括许多无线接入点(MeshAP 之间通过无线链路进行数据的传输。在 PON 与 WM元网关节点(Optical Network Unit- Mesh Portal Point, ONU后端 PON 中的 ONU 与前端 WMN 的无线网关通过有线关功能集中到 ONU 中实现，构成 ONU-MPP。进行上网功能时，首先将数据分组发送给临近的无线路由多跳将数据转发到无线网关 ONU-MPP 处，，ONU-MPP 再T，再由 OLT 将数据发送到主干网，从而完成用户与网i 网络工作原理络工作方式如图 2-2 所示。
【学位授予单位】：河北工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN925.93

【参考文献】