SDN是對傳統(tǒng)IP網(wǎng)絡(luò)的一次深刻的變革，它從三個方面對IP網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生著深遠的影響：首先是讓網(wǎng)絡(luò)可編程，通過提供北向接口讓應(yīng)用可以根據(jù)需求對網(wǎng)絡(luò)做調(diào)整，促進網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新;其次是控制面集中，集中的控制面對網(wǎng)絡(luò)有全局的視圖，解決了IP網(wǎng)絡(luò)分段自治和無序的狀態(tài);最后因為控制面與轉(zhuǎn)發(fā)面分離，通過抽象轉(zhuǎn)發(fā)面的行為，使用標準的南向接口，使得轉(zhuǎn)發(fā)面可以盡量通用和簡化。

傳統(tǒng)IP網(wǎng)絡(luò)在根據(jù)業(yè)務(wù)需求部署上線以后，如果業(yè)務(wù)對網(wǎng)絡(luò)的需求發(fā)生改變，需要重新修改相應(yīng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備(路由器、交換機、防火墻)上的配置，這是一件非常繁瑣的事情。在互聯(lián)網(wǎng)/移動互聯(lián)網(wǎng)瞬息萬變的業(yè)務(wù)環(huán)境下，網(wǎng)絡(luò)的高穩(wěn)定與高性能還不足以滿足業(yè)務(wù)需求，靈活性和敏捷性反而更為關(guān)鍵。引入SDN后，可以將網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上的控制權(quán)分離出來，由集中的控制器管理，無須依賴底層網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，屏蔽了來自底層網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的差異。而控制權(quán)是完全開放的，用戶可以自定義任何想實現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)路由和傳輸規(guī)則策略，從而更加靈活和智能。

在SDN網(wǎng)絡(luò)中，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的配置大大簡化，設(shè)備的端口、鏈路等都是通過默認的協(xié)議自動發(fā)現(xiàn)，應(yīng)用只需根據(jù)自己的需要定義好簡單的網(wǎng)絡(luò)規(guī)則即可。SDN提供基于業(yè)務(wù)邏輯的開放性編程接口，使得網(wǎng)絡(luò)作為“管道”的發(fā)展空間變?yōu)闊o限可能。如果未來云計算的業(yè)務(wù)應(yīng)用模型可以簡化為“云—管—端”，那么SDN就是 “管”這一環(huán)的重要技術(shù)支撐。SDN在數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)取得了廣泛的應(yīng)用，針對數(shù)據(jù)中心的流量特點，使用SDN技術(shù)可以明顯提升網(wǎng)絡(luò)的帶寬利用率;SDN可以大大簡化網(wǎng)絡(luò)配置，節(jié)省運維成本，因此在城域網(wǎng)、接入網(wǎng)等領(lǐng)域也取得了顯著成效。

隨著4G網(wǎng)絡(luò)的演進，CloudRAN以及未來5G網(wǎng)絡(luò)的形態(tài)逐漸清晰，xHaul網(wǎng)絡(luò)從單一的承載Backhaul演變?yōu)槌休dFronthaul、Backhaul、以及CO(Central Office)內(nèi)的交換網(wǎng)絡(luò)。在移動網(wǎng)絡(luò)中更強調(diào)端到端的服務(wù)保證，xHaul網(wǎng)絡(luò)承載多個網(wǎng)元/計算節(jié)點之間數(shù)據(jù)的傳遞，需要全程保證數(shù)據(jù)包的QOS，使用SDN技術(shù)可以全程全網(wǎng)的去協(xié)同調(diào)度網(wǎng)絡(luò)資源，從而提供端到端的服務(wù)保證。

移動網(wǎng)絡(luò)本身就具備控制面和數(shù)據(jù)面分離、業(yè)務(wù)和承載分離的特點，先天性的具備SDN的思想，在3GPP規(guī)范里也明確定義了網(wǎng)絡(luò)控制器的網(wǎng)元，例如GSM網(wǎng)絡(luò)中的BSC、UMTS網(wǎng)絡(luò)中的RNC，但由于承載網(wǎng)歷史上屬于固網(wǎng)傳輸部分，并沒有開放統(tǒng)一的接口，加上這些傳輸設(shè)備來自不同的廠家，導(dǎo)致RAN網(wǎng)絡(luò)的控制器BSC/RNC對于承載網(wǎng)的控制作用非常有限，并沒有達到全程全網(wǎng)的服務(wù)保證要求。

因此，作為未來無線網(wǎng)絡(luò)中的承載網(wǎng)，5G xHaul不僅需要引入SDN技術(shù)解決網(wǎng)絡(luò)開放編程、控制面集中、控制轉(zhuǎn)發(fā)分離的基本需求，更需要把傳輸網(wǎng)的SDN技術(shù)與RAN網(wǎng)絡(luò)深度融合，從而滿足面向未來5G的業(yè)務(wù)多樣化、IoT業(yè)務(wù)千億連接、工業(yè)控制/ARVR超低時延等訴求。

5G xHaul網(wǎng)絡(luò)有著無線網(wǎng)絡(luò)獨有的特點，當前為數(shù)據(jù)中心和固網(wǎng)承載為主要應(yīng)用場景而設(shè)計的SDN架構(gòu)并不能完全無線，特別是5G時代的全部要求，xHaul Controller以及承載網(wǎng)的傳輸設(shè)備要滿足如下要求：

1. 多種網(wǎng)絡(luò)的融合調(diào)度

5G xHaul網(wǎng)絡(luò)會繼承現(xiàn)有的Backhaul網(wǎng)絡(luò)，同時新建或增強一些新的網(wǎng)絡(luò)，因此會存在多種傳輸技術(shù)共存的局面，包括基于光的波分或PON設(shè)備、基于微波的mmW設(shè)備、Gbit級的以太網(wǎng)，以及基于TDM的點對點設(shè)備。5G xHaul網(wǎng)絡(luò)需要能夠在異構(gòu)的傳輸資源之間進行全局的資源調(diào)度，分配業(yè)務(wù)匹配的最優(yōu)傳輸路徑，實現(xiàn)多種傳輸技術(shù)之間的協(xié)同，達到動態(tài)調(diào)整、節(jié)能、提升可靠性的目的。

2. 5G xHaul網(wǎng)絡(luò)的端到端切片

5G多樣化業(yè)務(wù)對QOS的要求差異非常大，RAN網(wǎng)絡(luò)和核心網(wǎng)已經(jīng)有切片技術(shù)來解決該問題。傳統(tǒng)的承載網(wǎng)對QOS只能做簡單的資源預(yù)留或提供區(qū)分服務(wù)，網(wǎng)絡(luò)資源的使用仍然是搶占，提供的QOS服務(wù)有限。作為連接網(wǎng)元之間或計算節(jié)點之間的承載網(wǎng)，xHaul必須有能力為不同的切片提供單獨的QOS能力，切片之間不受影響，并且這種能力是全程全網(wǎng)。為實現(xiàn)這一挑戰(zhàn)目標，xHaul網(wǎng)絡(luò)也需要提供切片能力，將傳輸設(shè)備資源、網(wǎng)絡(luò)拓撲從物理和邏輯上進行切片，對每個切片實施QOS管理，匹配每一類型的業(yè)務(wù)。

3. 極低時延網(wǎng)絡(luò)的控制

CPRI是基于固定速率的技術(shù)，帶寬獨占時延保證，CPRI分組化以后不能降低QOS質(zhì)量，尤其是5G的一些面向工業(yè)控制和AR/VR類業(yè)務(wù)，需要極低的時延，5G xHaul需要提供一種能力，在一個給定的切片中，通過控制器對整網(wǎng)的統(tǒng)一調(diào)度，提供確定的轉(zhuǎn)發(fā)路徑和最低的轉(zhuǎn)發(fā)時延，滿足業(yè)務(wù)需要。

4. 基于帶寬和時延最優(yōu)的選路算法

現(xiàn)有的SDN技術(shù)在選路算法上策略單一，只能根據(jù)最短路徑或者帶cost的最優(yōu)路徑選擇，在5G xHaul網(wǎng)絡(luò)中，需要提供帶寬保證和時延最優(yōu)的選路算法，這種算法根據(jù)輸入的帶寬參數(shù)和時延參數(shù)，計算端到端的帶寬預(yù)留和時延參考，從中選出最優(yōu)的路徑供業(yè)務(wù)使用。

5. 無線與傳輸資源的快速聯(lián)動

無線網(wǎng)絡(luò)由于移動性和空口質(zhì)量的快變特性，對5G xHaul網(wǎng)絡(luò)有著快速調(diào)整的需求，這種調(diào)整不同于一般傳輸網(wǎng)絡(luò)的動態(tài)配置，它具有極高的頻度，例如當用戶在高速移動時的小區(qū)切換、人流密集區(qū)域的小區(qū)負載變化，都要求5G xHaul快速的做出響應(yīng)并調(diào)整到新的最優(yōu)路徑。這對無線資源和傳輸資源的聯(lián)動要求很高，當前的SDN控制器通過北向接口很難滿足這種場景，5G xHaul網(wǎng)絡(luò)提供統(tǒng)一的控制器，將無線的控制單元和傳輸網(wǎng)絡(luò)控制單元合一部署，從而提供快速聯(lián)動。

6. QOS性能實時監(jiān)控

當業(yè)務(wù)體驗變化時，網(wǎng)絡(luò)需要提前感知，對5G xHaul來說，要能夠及時發(fā)現(xiàn)業(yè)務(wù)鏈路上的丟包、時延、吞吐率的變化，實時反饋給網(wǎng)絡(luò)控制單元，及時做出調(diào)整，優(yōu)化傳輸網(wǎng)絡(luò)。采用類似于現(xiàn)有的IPPM技術(shù)，在時延、吞吐率、丟包率上做進一步增強，匹配SDN新架構(gòu)。

7. 網(wǎng)絡(luò)精細化管理

應(yīng)對5G的業(yè)務(wù)承載，xHaul網(wǎng)絡(luò)將更加智能化，為支持切片、低時延的需求，除了傳統(tǒng)SDN的流表資源外，交換節(jié)點會開放出更多的接口供控制器統(tǒng)一調(diào)度，比如交換機處理報文的線程、隊列深度、buffer、邏輯端口等，SDN控制器通過對這些資源的全局統(tǒng)一精細化管理，實現(xiàn)端到端的全程全網(wǎng)精確QOS控制。

8. Openflow協(xié)議擴展

Openflow協(xié)議是現(xiàn)有SDN架構(gòu)下的標準南向接口，用于SDN控制器和SDN交換機之間通信，完成配置和查詢。Openflow協(xié)議對數(shù)據(jù)面報文轉(zhuǎn)發(fā)做了抽象，有一系列的match-action組成，報文匹配流表執(zhí)行對應(yīng)的動作，從而完成數(shù)據(jù)面的轉(zhuǎn)發(fā)任務(wù)。在5G xHaul網(wǎng)絡(luò)中，數(shù)據(jù)面的行為抽象需要進一步擴展，比如要支持GTPU隧道，支持Fronthaul-Split后新的封裝和動作，因此要對Openflow協(xié)議進行匹配無線業(yè)務(wù)的擴展。