[發(fā)明專利]一種基于積木式架構(gòu)的面向5G的智能光接入網(wǎng)局端云系統(tǒng)

有效

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• 申請日: 2020-07-07
• 公開（公告）號: CN111865419B
• 公開（公告）日: 2021-09-28
• 發(fā)明（設計）人: 朱敏;任雪琦;周怡君;岳鵬;顧萍萍
• 申請（專利權）人: 東南大學;太倉市同維電子有限公司
• 主分類號: H04B10/25
• 分類號: H04B10/25;H04B10/2575;H04L12/931;H04L12/933
• 代理公司: 北京天奇智新知識產(chǎn)權代理有限公司 11340
• 代理人: 劉黎明

本發(fā)明公開了一種基于積木式架構(gòu)的面向5G的智能光接入網(wǎng)局端云系統(tǒng)，包括：虛擬OLT線路終端池、虛擬基帶處理單元vBBU池、承載虛擬網(wǎng)絡功能vNF的服務器池等三個資源池，OpenFlow虛擬交換機及其客戶層代理器，以及智能接入云系統(tǒng)軟件定義控制器和網(wǎng)絡功能虛擬化編排控制器；其中，OpenFlow虛擬交換機將上述三種資源池聯(lián)系在一起，互聯(lián)互通。本發(fā)明的核心功能在于實現(xiàn)了光纖、無線和邊緣數(shù)據(jù)中心相融合的未來智能接入云系統(tǒng)，并采用積木式架構(gòu)，對傳統(tǒng)的光接入網(wǎng)局端站點完成一次革新升級，具有開放云化、模塊組合、靈活部署、簡化運維等特點。

技術領域

本發(fā)明涉及5G和光纖通信領域，具體涉及一種基于積木式架構(gòu)的面向5G的智能光接入網(wǎng)局端云系統(tǒng)。

背景技術

近年來，無源光網(wǎng)絡(PON)已成為光接入網(wǎng)領域中光纖到戶/到樓(FTTH/FTTB)應用的主流技術，在發(fā)達國家內(nèi)的家庭滲透率達到50％-75％。2018年，亞太地區(qū)的FTTH/FTTB用戶占世界總用戶的76％，中國已成為世界上擁有FTTH/FTTB用戶最多的國家之一。光接入網(wǎng)的廣泛鋪設需消耗大量能量，其能耗約占整個電信網(wǎng)絡能耗的70％。隨著5G應用的不斷發(fā)展，基于PON技術的光前傳網(wǎng)已成為最有潛力的方案。伴隨各式各樣的互聯(lián)網(wǎng)應用(如視頻會議、智能家庭系統(tǒng)、IPTV等)不斷興起，網(wǎng)絡業(yè)務日益多樣化與復雜化，并對帶寬需求和網(wǎng)絡性能提出不同的要求，定制化、差異化需求日益迫切。因此，傳統(tǒng)的光接入網(wǎng)架構(gòu)與技術難以滿足需求，構(gòu)建光纖、無線和數(shù)據(jù)中心相融合的未來智能接入成為了電信運營商的首要目標。

2008年，以軟件定義網(wǎng)絡(SDN)和網(wǎng)絡功能虛擬化(NFV)為代表的新技術，開啟了未來網(wǎng)絡與通信研究的熱潮。2017年全球未來網(wǎng)絡發(fā)展峰會在南京召開，劉韻潔院士在大會報告中指出，互聯(lián)網(wǎng)迎來了新一輪歷史變革，并將進入未來網(wǎng)絡發(fā)展階段?；?SDN/NFV思想的接入網(wǎng)研究起步較晚，直到2015年，ATT提出了中心局重構(gòu)數(shù)據(jù)中心項目(全稱Central Office Re-Architected as a Data Center，簡稱CORD)，其目標是將電信中心局CO重構(gòu)為類似于云服務提供商的數(shù)據(jù)中心，靈活地提供網(wǎng)絡和信息服務。本項目產(chǎn)品在CORD的基礎上，進一步融合資源池化(云化)、軟件定義光交換和機器學習人工智能等新技術，以實現(xiàn)基于積木式架構(gòu)的融合光纖接入和5G移動前傳于一體的綠色智能接入云系統(tǒng)設備。本項目產(chǎn)品處于國內(nèi)外領先地位，市場前景十分看好，市場潛力十分巨大。

近幾年，已有部分研究工作嘗試將SDN技術引入到光接入網(wǎng)中。西班牙UPC大學Hamzeh Khalili等人實現(xiàn)了基于軟件定義的SIEPON系統(tǒng)，其OLT設備中MAC控制層的Reporting、Gating處理等功能被虛擬化，并將部分虛擬化的功能轉(zhuǎn)移到SDN中央控制器中。臺灣中正大學Steven S.W.Lee等人實驗提出，將整個GPON系統(tǒng)抽象成一個虛擬 OpenFlow交換機，內(nèi)嵌在OLT中的OF代理器，一方面與外部的SDN中央控制器相通信，另一方面通過ONU管理控制接口(OMCI)控制著所有ONU。但是這些方案僅僅將SDN概念運用到數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)處理上面，沒有涉及到PON的控制架構(gòu)和資源配置方面。英國Bangor 大學Xiao Duan等人提出了一種新型的時分/波分復用無源光網(wǎng)絡，在OLT和各個ONU中實現(xiàn)一種內(nèi)嵌收發(fā)器的數(shù)字正交濾波器，并采用集中式的SDN控制器進行控制，使得ONU 能夠動態(tài)自適應地接入到共享的饋線光纖中，增加系統(tǒng)可重配置性和智能化。美國加州大學Davis分校的DivyaChitimalla等人提出了一種意識到業(yè)務應用層的軟件定義EPON 系統(tǒng)，利用收集到的客戶端信息，動態(tài)調(diào)整資源分配策略，改善ONU用戶體驗。但是這些方案沒有涉及到NFV、資源池化和智能優(yōu)化配置等新技術，在網(wǎng)絡體系架構(gòu)上仍延續(xù)原有的結(jié)構(gòu)，沒有實現(xiàn)光纖接入與移動業(yè)務的融合。