基于SDN的水声通信网络框架研究

张阳 高翔 张宏滔

（1.东南大学信息科学与工程学院，南京，210096；2.第七一五研究所，杭州，310023）

SDN核心思想就是将网络的控制管理功能与数据转发功能解耦合，通过集中化的逻辑控制器掌管全网的拓扑结构与数据流向，并根据应用层的需求合理分配网络资源，底层标准化的交换设备按照控制器的指示进行单纯的数据中继转发。鉴于SDN技术在计算机和无线通信网络领域当中的成功应用，越来越多的人尝试将其扩展到水声通信网络领域，并做一些适应性的细节调整。文献[1]最先提出了SDN技术应用于水声领域名为SoftWater的框架。在数据转发平面中，综合运用声学、光学和磁感应通信手段来实现不同速率、不同距离的数据传输。对于网络的控制层面，开放标准接口满足各种应用程序对资源的调度和使用，使得上层业务对网络的变更需求直接体现在逻辑网络上。

在此基础上，研究人员从多个角度对 SDN在水声通信网络中的应用进行初步的探索和尝试，主要是以下两方面：（1）底层硬件自定义。如今水声通信网络已经由单一型水下通信节点集合发展为水下节点、无人潜航器和水面操作平台组成的混合模型，要把它们有效组织起来可能会涉及多种协议、多种通信体制的使用和配置。文献[2,3]中介绍的SDR（Software-Defined Radio）采用软件定义的方式动态改变物理层和链路层中关键内容，从而适应不同通信质量、端到端时延和吞吐量等方面的性能要求。（2）负载均衡。在集中式的 SDN水声网络当中，可以设置多个辅助节点管理局部网络，分担网络流量。……