光与无线融合接入网虚拟化技术研究

Fiber and wireless access network convergence is one of hotpots in the research and development of the next generation access network. The project, using the basic priciples of network virtualization, focuses on the convergence of heterogeneous access network, resource sharing networking model,method and key technologies. In order to establish the foundation of access network resources' global control and unified scheduling, the hierarchical model and the service model of network virtualization based fiber and wireless access network are investigated, using hierarchical model to hide the diversity of fiber and wireless access network and the differences of heterogeneous network's physical techologies, migrating services upon virtual network. Resource-awared multipath routing mechanism is also investigated, to meet the diversity of users' service needs in fiber and wireless access network and the differences of fiber network resources and wireless network resources. The key node in fiber and wireless access network and experiment systems are developed, building the testbed based on software-defined network (SDN) that supports innovative networking and new emerged service experiment.

光与无线接入网融合是国际上研究与开发的新一代接入网热点技术之一。本项目运用网络虚拟化的基本原理，研究接入网异构融合、资源共享的组网模型、组网方法与关键技术。主要研究基于网络虚拟化的光与无线融合接入网组网层次模型与服务模型，屏蔽光与无线接入网多样、异构的物理网络技术方式的差异性，而把业务服务迁移到虚拟网络之上，为实施接入网资源的全局控制、统一调配建立理论基础。研究基于资源感知的多路径路由机制，以适应光与无线融合接入网用户业务需求多样性及光与无线网络资源特性的差异性。研制光与无线融合接入网的关键节点设备，开发基于软件定义网络（SDN）的实验系统，构建能够支持新颖组网与业务实验的试验床。

本项目运用网络虚拟化的基本原理，研究接入网异构融合、资源共享的组网模型、组网方法与关键技术。.深化研究了光与无线(FiWi)融合接入网虚拟化模型，提出了一种包含高能力物理网络、软体化和虚拟化、面向业务动态组网以及与社会要素四个维度的未来接入网模型；研究提出了一种成本-收益比约束的无标度网络构建方法，能够降低网络中节点之间的平均路径长度(APL)，减小数据传递时延，有利于网络的优化利用；提出一种融合接入网分布式缓存方法，使用最优化方法求解确定网络内容分布，并采用全局视图、集中控制的方式获得更高的缓存命中率和较低的内容分发时延。.提出了一种资源感知的多路径网络虚拟化机制及其实现方案，其主要特点在于解耦数据平面和控制平面，利用网络虚拟化技术将物理网络抽象形成网络资源的全局视图，设计了基于软件定义网络（SDN）和网络功能虚拟化（NFV）的多路径网络虚拟化实施方案，实现了多路径网络资源的集中控制和调度编排，突破了传统多路径路由机制需要采用专用协议和方法进行多节点复杂跨层协作的限制，从而利于性能优良的多路径算法在网络中的实际应用。提出了一种在可扩展网络操作系统上实施的网络虚拟化构建方案，基于典型的SDN控制器开发了网络构建与路由扩展功能、OpenFlow协议扩展功能、协同控制器等模块，适应融合网络环境下的多样性应用需求。.基于已授权专利研制实现了光与无线融合接入网的关键节点设备（FiWi ECN），通过了第三方检测机构的测试验证，包含FiWi节点设备测试、FiWi虚拟网络测试、Openflow协议测试、FiWi融合组网测试、FiWi网络时间同步测试、精确时间协议（PTP）测试，验证了融合组网模型、组网方法与关键技术的有效性；开发构建了SDN实验系统与试验床，完成了多路径路由机制、低时延融合组网、视频分发应用等试验与评测。