软件定义FiWi网络中网络编码控制方法
d o i :10.13756/j .g t x y j
.2015.04.003光通信系统与网络技术
软件定义F i W i 网络中网络编码控制方法
刘 杰,郭 锋,李文竹,任丹萍,刘 心
(河北工程大学信息与电气工程学院,河北邯郸 056038
)摘要:针对传统F i W i (光纤无线混合接入)网络中网络编码控制过程中大量G a t e 二R e p
o r t 信息交换导致的网络信息复杂二编码时延增大等问题,设计了一种支持编码功能的软件定义F i W i 网络架构和基于O p e n f l o w 协议的网络编码控制方法三仿真结果表明,所提出的软件定义F i W i 网络架构中的集中编码控制方法及其实现方案能够减少网络中控制信息数量,提高带宽利用率,有效降低数据传输时延并提高网络吞吐量三关键词:F i W i 网络;
软件定义网络;网络编码中图分类号:T N 929.18 文献标志码:A 文章编号:1005-8788(2015)04-0007-03
N e t w o r k c o d i n g c
o n t r o l s c h e m e i n s o f t w a r e -d e f i n e d f i b e rw i r e l e s s a c c e s s n e t w o r k s L i u J i e ,G u oF e n g ,L iW e n z h u ,R e nD a n p i n g ,L i uX i n (S c h o o l o f I n f o r m a t i o na n dE l e c t r i cE n g i n e e r i n g ,H e b e iU n i v e r s i t y o fE n g i n e e r i n g
,H a n d a n056038,C h i n a )A b s t r a c t :I nv i e wo f t h e c o m p l e xn e t w o r k i n f o r m a t i o na n d t h e i n c r e a s i n g c o d i n g d e l a y a r i s i n g f r o ml a r g
e a m o u n t so fG a t e a n d R e p o r tm e s s a g e e x c h a n g e s i n t h eN e t w o r kC o d i n g (N C )c o n t r o l p r o c e s s o
f t h e c o n v e n t i o n a l h y b r i dF i b e r -W i r e l e s s (F i W i )a c -c e s sn e t w o r k s ,w ed e s i
g na n N C -s u p p o r t e ds o f t w a r e -d e f i n e dF i W in e t w o r ka r c
h
i t e c t u r ea n da no p e n f l o w -b a s e d N Cc o n t r o l s c h e m e .T h e s i m u l a t i o n r e s u l t s s h o wt h a t t h e p r o p o s e d c e n t r a l i z e d c o n t r o lm e t h o da n d i t s i m p l e m e n t a t i o ns c h e m e i n t h e s o f t -w a r e -d e f i n e dF i W i n e t w o r k a r c h i t e c t u r e c a n r e d u c e t h e a m o u n t o f t h e c o n t r o l l e d i n f o r m a t i o n ,i m p r o v e t h e b a n d w i d t hu t i l i z a t i o n r a t e ,e f f e c t i v e l y r e d u c e t h e d a t a t r a n s m i s s i o nd e l a y a n d i m p r o v e t h en e t w o r k t h r o u g h p
u t .K e y w o r d s :F i W i n e t w o r k ;s o f t w a r e -d e f i n e dn e t w o r k ;N C 0 引 言
F i W i
(光纤无线混合接入)网络融合了光纤接入与无线接入的优势,在通信网络中扮演着重要的角色三视频会议二视频点播等业务的快速发展使业务日益趋于本地化,引入N C (网络编码)技术来提升F i W i 网络的性能备受关注三无线光宽带接入网
络中基于N C 的分布式多播算法[1],P O N (无源光网络)中包队列编码方法[2]和F i W i 网络包队列按位编码机制[3]提高了网络带宽利用率三文献[4-5]
在网络中部署基于N C 的休眠与混合调度机制,获得了节能与提高服务质量的效果三然而,以上研究中
的编码方案使网络节点控制功能高度复杂三S D N (软件定义网络)[6]
将控制逻辑从I P 网络节点分离,
利用控制器实现对网络的集中操控,在网络创新上迈出了一大步三文献[7]研究了S D N 技术对光传送
网的影响,文献[8]首次在O p e n f l o w 平台上应用了N C ,文献[8-9]设计了N C 与软件定义P O N 融合架
构和N C o S (软件定义网络中网络编码)架构,文献[10]对基于S D N 的F i W i 网络架构进行了研究三
然而,如何在软件定义F i W i 网络中进行N C 的
部署,利用S D N 的集中控制优势来提高F i W i 网络的性能尚未有研究成果三本文在软件定义F i W i 网络架构下设计了一种新型编码控制方法,即在控制器中实现源编码包的筛选与编码控制,全面提升了F i W i 网络中的编码效率与网络性能三
1 N C -F i W i 架构及原理
F i W i 网络架构及N C 原理如图1所示三F i W i
网络主要由O L T (光线路终端)二O N U -M P P (
光网络单元网关节点)与WMN (无线网状网)中的MA P
(无线接入点)组成三上行传输中MA P 以任播传输方式经无线链路向O N U -M P P 发送数据包P 1二P 2,
O N U -M P P 以T D MA (
时分多址接入)方式将数据包发送到O L T 三无N C 下行传输中,O L T 对两个数据包进行广播,O N U -M P P 1与O N U -M P P 2分别
接收数据包P 2二P 1,并单播到目的MA P 三有N C 的
下行传输方案中,O L T 将接收到的数据包进行按位异或编码操作,生成数据包P 1⊕P 2并广播,O N U -
M P P 1与O N U -M P P 2接收到编码包后利用缓存的
收稿日期:2015-04-08
基金项目:国家自然科学基金资助项目(61440001);教育部新世纪优秀人才支持计划(N C E T -13-0770);河北省高等学校高层次人才科学研究项目(G C C 2014062);河北省高等学校科学技术研究项目(Q N 20131064
)作者简介:刘杰(1990-)
,女,河北唐山人三硕士研究生,主要研究方向为下一代光网络与宽带接入三7
2015年 第4期总第190期
光通信研究
S T U D Y O N O P T I C A LC OMMU N I C A T I O N S
2015.08
(S u m.N o .190
)