現(xiàn)今，有線和無(wú)線技術(shù)正在競(jìng)爭(zhēng)下一代接入網(wǎng)絡(luò)的支配權(quán)。由于帶寬的巨大需求，光網(wǎng)絡(luò)仍會(huì)在接下來(lái)的發(fā)展中扮演著主要角色。其中，PON是公認(rèn)的寬帶架構(gòu)。這種技術(shù)能夠促使網(wǎng)絡(luò)融合，比如，開(kāi)發(fā)電話網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)前傳和回傳業(yè)務(wù)。盡管如此，混合解決方案將很有可能在很多場(chǎng)景中應(yīng)用。在本文中，業(yè)務(wù)融合和統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)控制和管理機(jī)制被認(rèn)為是通過(guò)合適的系統(tǒng)接口使能數(shù)據(jù)平面集成之外的技術(shù)的關(guān)鍵。

為應(yīng)對(duì)上文所述的需求，SDN成為了控制平面和數(shù)據(jù)平面分離的關(guān)鍵，開(kāi)發(fā)開(kāi)源軟件以適用不同操作系統(tǒng)的編排平臺(tái)。其中一個(gè)開(kāi)源協(xié)議就是OpenFlow 協(xié)議，最初設(shè)想被應(yīng)用于二層交換機(jī)和三層路由器。特別的，在OpenFlow 網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，控制和轉(zhuǎn)發(fā)平面的分離是通過(guò)定義好的API接口來(lái)實(shí)現(xiàn)的，API接口可以用來(lái)通過(guò)OpenFlow協(xié)議構(gòu)造流表，用于完成過(guò)濾，查找在data path和交換機(jī)節(jié)點(diǎn)之間轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)包。

虛擬化領(lǐng)域，是SDN的補(bǔ)充項(xiàng)目。它定義了一個(gè)使用通用的硬件軟件資源，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)功能和服務(wù)，也稱為網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化。NFV在接入網(wǎng)領(lǐng)域的一個(gè)值得關(guān)注的例子就是CORD 計(jì)劃（端局重構(gòu)為數(shù)據(jù)中心）。CORD旨在于將現(xiàn)有的專屬的硬件設(shè)備虛擬化，并且開(kāi)發(fā)在商業(yè)硬件上運(yùn)行的相應(yīng)的軟件。CORD的基礎(chǔ)設(shè)施將基于白盒設(shè)備，ONOS, Openstack和 XOS這些開(kāi)源架構(gòu)。因此CORD的目標(biāo)是利用簡(jiǎn)化的GPON 光網(wǎng)絡(luò)單元系統(tǒng)作為用戶前提，接入點(diǎn)配置G.fast終端柜和光線路終端芯片提供最低級(jí)別的L1/L2 GPON功能。

HYDRA提出的CORD也有相似的基于SDN/NFV的融合服務(wù)的目標(biāo)，不過(guò)范圍更大。HYDRA正在開(kāi)發(fā)一個(gè)融合的多樣網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算基礎(chǔ)架構(gòu) ，用來(lái)提升該高分布式的數(shù)據(jù)中心架構(gòu)，比CORD推進(jìn)NFV更接近末端用戶，是一個(gè)被霧計(jì)算啟發(fā)的模型。活動(dòng)遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)（ARN）聚合來(lái)自多個(gè)異構(gòu)接入網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)，并通過(guò)純傳輸繞過(guò)MAN分片，以這種方式集成接入和核心段，導(dǎo)致性能增強(qiáng)和清晰開(kāi)銷的優(yōu)勢(shì)。在HYDRA中，來(lái)自異構(gòu)接入系統(tǒng)和微數(shù)據(jù)中心（μ-DC）基礎(chǔ)設(shè)施的業(yè)務(wù)的流量在ARN中聚合，提供給網(wǎng)絡(luò)功能和應(yīng)用/服務(wù)，以訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)，計(jì)算和存儲(chǔ)的資源池方案與將數(shù)據(jù)來(lái)回傳輸?shù)竭h(yuǎn)程的備選方案作比較。圖1給出了ARN的示意圖。

圖1：將SDN控制平面抽象表示為基于GPON的訪問(wèn)域作為分級(jí)交換機(jī)級(jí)聯(lián)

當(dāng)前使用基于SDN的接入系統(tǒng)的方法

基于SDN的控制平面的GPON接入系統(tǒng)的工作仍處于早期階段，尚未商定接口標(biāo)準(zhǔn)化。指示性地給出了基于SDN的控制平面在接入中的高級(jí)演示 ，修訂了OpenFlow協(xié)議，用于將使用OpenFlow協(xié)議的城域網(wǎng)和使用L2RS路由器頂級(jí)接口基于OpenFlow控制器的GPON接入網(wǎng)相融合。控制平面架構(gòu)類似于圖2的上部所示的架構(gòu)，其中OF在接入集線器處終止，并且GPON接入段通過(guò)OF代理經(jīng)由南向接口管理到GPON管理系統(tǒng)。然而，基于OF的集成的提出超出了到回傳網(wǎng)絡(luò)的接入集中器接口，防止GPON接入段無(wú)縫地集成到公共SDN控制平面。

圖2：SDN控制平面集成，將基于GPON的訪問(wèn)域表示為分級(jí)交換機(jī)級(jí)聯(lián)

基于商用GPON接入系統(tǒng)的原型實(shí)現(xiàn)

如上所述，HYDRA旨在聯(lián)合編排多個(gè)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)接入，因此OF不需要定制拓展。為此，需要抽象以隱藏PON特定細(xì)節(jié)，同時(shí)允許對(duì)其操作的有效處理。 例如，GPON的傳輸匯聚（TC）層（其中QoS被管理）使用多個(gè)內(nèi)部標(biāo)識(shí)符（如端口ID和Alloc-ID）來(lái)分別尋址邏輯連接和上游T-CONT（業(yè)務(wù)容器）隊(duì)列。因此，我們建議將接入段仿真為分層交換機(jī)的級(jí)聯(lián)，其中OLT和與同一PON段相關(guān)聯(lián)的ONU被表示為單個(gè)OF交換機(jī)（圖2）。

使用此交換機(jī)級(jí)聯(lián)模型的GPON的表示如下：業(yè)務(wù)流被識(shí)別為上行（VS），下行（DS）和多播（MC）。如圖2所示，每個(gè)ONU具有多個(gè)離散客戶端需要被映射到對(duì)應(yīng)于具有不同優(yōu)先級(jí)的虛擬輸出端口的內(nèi)部T-CONT隊(duì)列口。最后，來(lái)自O(shè)LT的輸出連接到朝著核心或到μ-DC的用于數(shù)據(jù)處理或發(fā)起數(shù)據(jù)服務(wù)的“L2交換機(jī)”轉(zhuǎn)發(fā)業(yè)務(wù)。在DS中，流量匹配用于將流量定向到適當(dāng)?shù)腛NU端口，同時(shí)自動(dòng)分配Port-ID，同時(shí)在客戶端端口應(yīng)用US流量匹配規(guī)則。由ONU支持的每個(gè)T-CONT被表示為在其中US流被定向的網(wǎng)絡(luò)端口中的隊(duì)列，其中相關(guān)的Alloc-ID被自動(dòng)分配。 同樣，當(dāng)使用此方案時(shí)，Port-ID可以自動(dòng)分配。 對(duì)于MC流，對(duì)于每個(gè)目的地ONU，應(yīng)當(dāng)使用類型為“全部”的“動(dòng)作集”。