基于NetFPGA 10G平臺(tái)的網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)在軟件定義PON中的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著信息產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，用戶對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬的需求也日益增長(zhǎng)。接入網(wǎng)是連接骨干網(wǎng)絡(luò)與用戶之間的橋梁，在網(wǎng)絡(luò)發(fā)展進(jìn)程中起著舉足輕重的作用。無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)(Passive Optical Network，PON)以其成本低、維護(hù)簡(jiǎn)單、組網(wǎng)靈活等特點(diǎn)成為了用戶及各大運(yùn)營(yíng)商最青睞的寬帶接入技術(shù)之一。隨著PON技術(shù)的不斷演進(jìn)和發(fā)展，PON系統(tǒng)的帶寬容量得到了巨大提升。如何更加高效、靈活地經(jīng)營(yíng)擁有巨大帶寬容量的PON網(wǎng)絡(luò)成為了運(yùn)營(yíng)商對(duì)未來(lái)接入網(wǎng)的又一個(gè)重要訴

2、求。軟件定義網(wǎng)絡(luò)(Software Defined Network，SDN)作為一種全新的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，主張將原有網(wǎng)絡(luò)中的控制功能從基礎(chǔ)設(shè)施中分離出來(lái)，從而為集中化、精準(zhǔn)化地控制網(wǎng)絡(luò)提供了可能。SDN技術(shù)在PON網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用備受關(guān)注，軟件定義無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)(SoftwareDefined Passive Optical Network，SD-PON)應(yīng)時(shí)而生。然而，隨著人們對(duì)更高性能網(wǎng)絡(luò)的需求，以及在能源危機(jī)、氣候變暖等全球性問(wèn)題逐漸加劇的情況

3、下，電信行業(yè)對(duì)節(jié)能技術(shù)的研究更加關(guān)鍵，尤其是對(duì)在電信行業(yè)中占較大能源消耗比重的接入網(wǎng)中節(jié)能技術(shù)的研究。網(wǎng)絡(luò)編碼(Network Coding，NC)作為信息論中的重要突破之一，能有效降低發(fā)射機(jī)的發(fā)送能耗、減小網(wǎng)絡(luò)時(shí)延、提高網(wǎng)絡(luò)吞吐量等，因此將其加入到SD-PON中可進(jìn)一步提高該網(wǎng)絡(luò)的傳輸性能，從而滿足人們對(duì)節(jié)能減排及高性能網(wǎng)絡(luò)的需求。NetFPGA系列板卡是由斯坦福大學(xué)研發(fā)的，以其低成本、高性能、模塊化、開(kāi)源性等優(yōu)點(diǎn)而備受開(kāi)發(fā)者關(guān)注。綜

4、合NC能有效提高網(wǎng)絡(luò)性能的特點(diǎn)以及NetFPGA10G開(kāi)發(fā)平臺(tái)的優(yōu)越性，本文提出了一種基于NetFPGA10G平臺(tái)的NC技術(shù)在SD-PON中的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)方案。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴分析了研究背景和研究意義，從而有力論證了其必要性和重要性。對(duì)與本課題相關(guān)的PON、SDN、SD-PON、NC-PON及NetFPGA的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀進(jìn)行了深入調(diào)研。⑵結(jié)合以太網(wǎng)無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)(Ethernet Passive Optical Networ

5、k，EPON)及SDN的優(yōu)點(diǎn)對(duì)新型的SD-PON進(jìn)行了詳細(xì)的分析，創(chuàng)新性地提出了將NC技術(shù)應(yīng)用于SD-PON中，不僅簡(jiǎn)化了傳統(tǒng)EPON中繁瑣的信息交互，也為進(jìn)一步降低接入網(wǎng)的能耗，提高網(wǎng)絡(luò)傳輸性能提供了可能。⑶在NetFPGA10G開(kāi)發(fā)平臺(tái)上對(duì)本文中所提出的基于NC的SD-PON從光網(wǎng)絡(luò)單元(Optical Network Unit，ONU)、光線路終端(Optical Line Terminal，OLT)和OpenFlow控制器三方面