WDM-PON中基于SDN的节能与QoS机制研究

发布时间：2017-03-19 02:02

  本文关键词：WDM-PON中基于SDN的节能与QoS机制研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着信息技术的飞速发展,光网络技术也在不断地进行着变革,于是出现了越来越多的接入网技术,给“最后一公里”的接入问题提供了诸多解决方案。而在这些解决方案中,波分复用无源光网络作为解决宽带接入问题的最佳方案之一,已逐渐成为相关领域的研究重点。随着对波分复用无源光网络(Wavelength Division Multiple PON,WDM-PON)研究的不断深入,如何更灵活,有效的降低WDN-PON系统的能源消耗以及提高其服务质量,已经越来越多的成为接入网领域备受关注的话题。为了解决WDN-PON系统的能源消耗以及其服务质量问题,越来越多的科研人员开始关注软件定义网络的应用。OpenFlow属于软件定义网络的一种实现方式,是近些年为了鼓励信息技术的发展而提出的一种创新性的网络技术。它将控制平面和转发平面分离,因此人们可以通过软件控制的网络,所以它有着非常灵活的可操作性。基于此,本文在WDM-PON系统的框架下,引入软件定义网络(Software Defined Networks,SDN)技术,利用OpenFlow技术通过控制器实现对WDM-PON系统的全局操控。结合休眠技术,适时控制光网络单元(Optical Network Unit,ONU)与光线路终端(Optical Line Terminal,OLT)的休眠,并在此基础上,对传统的时隙带宽分配算法进行了改进,使该网络满足更高的服务质量(Quality of Service,QoS)支持能力。本文主要工作分为以下几个部分:(1)首先介绍了WDM-PON网络,并对SDN技术进行了深入分析。对无源光网络(Passive Optical Network,PON)中现有的节能技术以及QoS研究进行了介绍。并对研究背景、研究意义以及国内外研究现状进行了深入调研,探讨了对WDN-PON中节能技术与QoS方案研究的必要性。(2)在WDM-PON中引入SDN技术,将控制平面与数据转发平面分离,并通过API接口实现硬件可编程以及对整个PON网络的集中控制,并在此基础上研究如何实现灵活QoS控制机制与节能策略。(3)将OpenFlow技术与WDM-PON中休眠节能机制相结合,以简化转发平面通信过程,提高ONU与OLT的通信效率,实现对相关模块休眠状态的灵活控制。在此基础上提出了有效的ONU、OLT休眠控制机制,增加休眠时间,进一步降低WDM-PON中的能源消耗。(4)对OpenFlow控制平面进行了QoS模块部署,以及对原有同步轮询带宽分配(Simultaneous and Interleaved Polling with Adaptive Cycle Time,SIPACT)算法进行了改进,根据转发平面数据包的情况动态下发QoS策略。在此基础上实现不同优先级的QoS保障,保证各ONU之间的公平性。最后,对文中所提出的方案进行了仿真验证。
【关键词】：波分复用无源光网络 软件定义网络 节能 服务质量
【学位授予单位】：河北工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN929.1
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 第1章 绪论11-19
• 1.1 研究背景及意义11-12
• 1.1.1 研究背景11-12
• 1.1.2 研究意义12
• 1.2 国内外研究现状12-17
• 1.2.1 WDM-PON的发展情况12-14
• 1.2.2 PON网络中节能技术的研究现状14-15
• 1.2.3 QOS技术研究现状15-16
• 1.2.4 SDN技术研究现状16-17
• 1.3 论文的研究内容及结构17-18
• 1.4 本章小结18-19
• 第2章 WDM-PON与SDN技术19-28
• 2.1 WDM-PON架构及工作原理19-22
• 2.1.1 WDM-PON架构19-20
• 2.1.2 WDM-PON传输原理20-21
• 2.1.3 WDM-PON优势分析21-22
• 2.2 Open Flow网络模型与相关协议22-27
• 2.2.1 Open Flow网络模型22-23
• 2.2.2 Open Flow相关协议23-27
• 2.3 本章小结27-28
• 第3章 基于SDN的WDM-PON架构的实现28-34
• 3.1 基于SDN的WDM-PON基本架构28-31
• 3.1.1 基于SDN的WDM-PON中控制平面的设计29-30
• 3.1.2 基于SDN的WDM-PON中转发平面的设计30-31
• 3.2 转发平面与控制平面的信息交互31-32
• 3.3 本章小结32-34
• 第4章 基于SDN的WDM-PON中节能机制的研究34-44
• 4.1 休眠技术在PON网络中的应用原理34-35
• 4.2 基于SDN的WDM-PON中节能机制设计35-37
• 4.2.1 节能机制在上行方向的实现35-36
• 4.2.2 节能机制在下行方向的实现36-37
• 4.3 仿真分析37-43
• 4.3.1 基于SDN的WDM-PON网络在OPNET上的搭建38-41
• 4.3.2 优化性能验证41-43
• 4.4 本章小结43-44
• 第5章 基于SDN的WDM-PON中QOS方案设计44-55
• 5.1 流表的改进44-48
• 5.1.1 流表项的拓展44-45
• 5.1.2 流处理过程45-48
• 5.2 QOS方案设计48-51
• 5.3 仿真分析51-54
• 5.4 本章小结54-55
• 结论55-57
• 致谢57-58
• 参考文献58-62
• 作者简介62
• 攻读硕士学位期间发表的论文和科研成果62-63

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 余辰东;;PON网络QoS技术部署策略及实现[J];电信快报;2013年04期

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3 郭春梅;张如辉;毕学尧;;SDN网络技术及其安全性研究[J];信息网络安全;2012年08期

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中国重要报纸全文数据库 前1条

1 ;OpenFlow挖掘网络绿色潜力[N];网络世界;2008年

中国硕士学位论文全文数据库 前3条

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  本文关键词：WDM-PON中基于SDN的节能与QoS机制研究，由笔耕文化传播整理发布。

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本文编号：255334