光和无线网络的生存需求分析

2023-06-19 理论教育版权反馈

【摘要】：随着移动互联网和物联网的发展，网络运营商已经重新设计了光与无线网络。在BBU池中进行集中处理的一个先决条件是一个具有高容量和低延迟的互联的前传网络，它是通过光传输的平台。然而RRH和BBU之间的交互与云端BBU间的资源调度变得更加复杂和频繁。这就导致了前传网络常常由于其带宽和延迟，限制了系统规模和用户需求的发展。已有研究在云光与无线网络中使用弹性光网络，以增强弹性光纤变换和网络资源效率。

随着移动互联网和物联网的发展，网络运营商（如AT&T、西班牙电信、中国移动等）已经重新设计了光与无线网络。这样的网络可以被控制调节，以提供用户和资源之间的有效访问，运营商使用接入网来部署服务，有着支持更高的数据速率、出色的端到端性能以及无所不在的用户覆盖、低延迟、低功耗和低成本[1]等特点。目前，第五代（5G）无线通信系统[2]与4G无线通信系统相比可以使系统容量增长至少1 000倍，能源效率增长至少10倍。为了使5G满足上述特点，运营商引入了云无线接入网（C-RAN），该系统旨在减少运营和资本支出，并促进实时计算，以提供更好的服务[3-4]。C-RAN将所有基站的计算资源集中到一个基带单元（BBU）池中，而分布式无线频率信号则由射频拉远头（RRH）从不同地理分布的天线中收集。在BBU池中进行集中处理的一个先决条件是一个具有高容量和低延迟的互联的前传网络，它是通过光传输的平台。

然而RRH和BBU之间的交互与云端BBU间的资源调度变得更加复杂和频繁。这就导致了前传网络常常由于其带宽和延迟，限制了系统规模和用户需求的发展。已有研究在云光与无线网络（Cloud-Radio over Fiber Network，C-RoFN）中使用弹性光网络，以增强弹性光纤变换和网络资源效率。然而越来越多的本地应用会在RRH和集中的BBUs之间产生大量冗余信息，从而加剧了前传的网络约束。此外，计算在网络的边缘放置了大量的存储、通信、配置和控制通道，而不是集中设置通道，这可以将传统的计算扩展到边缘网络上[5-6]。它可以利用当地的计算资源来解决带宽和延迟的挑战。此外，作为一个集中的软件控制架构，支持OpenFlow软件定义网络（Software Defined Networking，SDN）因为可以支持网络功能和协议[7-8]的编程性而变得流行起来，该网络能以一个全局视图为各种资源提供统一的控制，从而实现功能和服务的联合优化[9-12]。同时，一些研究利用SDN控制RoF系统[13-14]，提高了RoF传输的弹性。因此，在这样的环境中，应用SDN技术来控制和优化计算是非常必要的。

光和无线网络的生存需求分析

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