SDN是對傳統IP網絡的一次深刻的變革，它從三個方面對IP網絡產生著深遠的影響：首先是讓網絡可編程，通過提供北向接口讓應用可以根據需求對網絡做調整，促進網絡創新;其次是控制面集中，集中的控制面對網絡有全局的視圖，解決了IP網絡分段自治和無序的狀態;最后因為控制面與轉發面分離，通過抽象轉發面的行為，使用標準的南向接口，使得轉發面可以盡量通用和簡化。

傳統IP網絡在根據業務需求部署上線以后，如果業務對網絡的需求發生改變，需要重新修改相應網絡設備(路由器、交換機、防火墻)上的配置，這是一件非常繁瑣的事情。在互聯網/移動互聯網瞬息萬變的業務環境下，網絡的高穩定與高性能還不足以滿足業務需求，靈活性和敏捷性反而更為關鍵。引入SDN后，可以將網絡設備上的控制權分離出來，由集中的控制器管理，無須依賴底層網絡設備，屏蔽了來自底層網絡設備的差異。而控制權是完全開放的，用戶可以自定義任何想實現的網絡路由和傳輸規則策略，從而更加靈活和智能。

在SDN網絡中，網絡設備的配置大大簡化，設備的端口、鏈路等都是通過默認的協議自動發現，應用只需根據自己的需要定義好簡單的網絡規則即可。SDN提供基于業務邏輯的開放性編程接口，使得網絡作為“管道”的發展空間變為無限可能。如果未來云計算的業務應用模型可以簡化為“云—管—端”，那么SDN就是 “管”這一環的重要技術支撐。SDN在數據中心網絡已經取得了廣泛的應用，針對數據中心的流量特點，使用SDN技術可以明顯提升網絡的帶寬利用率;SDN可以大大簡化網絡配置，節省運維成本，因此在城域網、接入網等領域也取得了顯著成效。

隨著4G網絡的演進，CloudRAN以及未來5G網絡的形態逐漸清晰，xHaul網絡從單一的承載Backhaul演變為承載Fronthaul、Backhaul、以及CO(Central Office)內的交換網絡。在移動網絡中更強調端到端的服務保證，xHaul網絡承載多個網元/計算節點之間數據的傳遞，需要全程保證數據包的QOS，使用SDN技術可以全程全網的去協同調度網絡資源，從而提供端到端的服務保證。

移動網絡本身就具備控制面和數據面分離、業務和承載分離的特點，先天性的具備SDN的思想，在3GPP規范里也明確定義了網絡控制器的網元，例如GSM網絡中的BSC、UMTS網絡中的RNC，但由于承載網歷史上屬于固網傳輸部分，并沒有開放統一的接口，加上這些傳輸設備來自不同的廠家，導致RAN網絡的控制器BSC/RNC對于承載網的控制作用非常有限，并沒有達到全程全網的服務保證要求。

因此，作為未來無線網絡中的承載網，5G xHaul不僅需要引入SDN技術解決網絡開放編程、控制面集中、控制轉發分離的基本需求，更需要把傳輸網的SDN技術與RAN網絡深度融合，從而滿足面向未來5G的業務多樣化、IoT業務千億連接、工業控制/ARVR超低時延等訴求。

5G xHaul網絡有著無線網絡獨有的特點，當前為數據中心和固網承載為主要應用場景而設計的SDN架構并不能完全無線，特別是5G時代的全部要求，xHaul Controller以及承載網的傳輸設備要滿足如下要求：

1. 多種網絡的融合調度

5G xHaul網絡會繼承現有的Backhaul網絡，同時新建或增強一些新的網絡，因此會存在多種傳輸技術共存的局面，包括基于光的波分或PON設備、基于微波的mmW設備、Gbit級的以太網，以及基于TDM的點對點設備。5G xHaul網絡需要能夠在異構的傳輸資源之間進行全局的資源調度，分配業務匹配的最優傳輸路徑，實現多種傳輸技術之間的協同，達到動態調整、節能、提升可靠性的目的。

2. 5G xHaul網絡的端到端切片

5G多樣化業務對QOS的要求差異非常大，RAN網絡和核心網已經有切片技術來解決該問題。傳統的承載網對QOS只能做簡單的資源預留或提供區分服務，網絡資源的使用仍然是搶占，提供的QOS服務有限。作為連接網元之間或計算節點之間的承載網，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。為實現這一挑戰目標，xHaul網絡也需要提供切片能力，將傳輸設備資源、網絡拓撲從物理和邏輯上進行切片，對每個切片實施QOS管理，匹配每一類型的業務。

3. 極低時延網絡的控制

CPRI是基于固定速率的技術，帶寬獨占時延保證，CPRI分組化以后不能降低QOS質量，尤其是5G的一些面向工業控制和AR/VR類業務，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，通過控制器對整網的統一調度，提供確定的轉發路徑和最低的轉發時延，滿足業務需要。

4. 基于帶寬和時延最優的選路算法

現有的SDN技術在選路算法上策略單一，只能根據最短路徑或者帶cost的最優路徑選擇，在5G xHaul網絡中，需要提供帶寬保證和時延最優的選路算法，這種算法根據輸入的帶寬參數和時延參數，計算端到端的帶寬預留和時延參考，從中選出最優的路徑供業務使用。

5. 無線與傳輸資源的快速聯動

無線網絡由于移動性和空口質量的快變特性，對5G xHaul網絡有著快速調整的需求，這種調整不同于一般傳輸網絡的動態配置，它具有極高的頻度，例如當用戶在高速移動時的小區切換、人流密集區域的小區負載變化，都要求5G xHaul快速的做出響應并調整到新的最優路徑。這對無線資源和傳輸資源的聯動要求很高，當前的SDN控制器通過北向接口很難滿足這種場景，5G xHaul網絡提供統一的控制器，將無線的控制單元和傳輸網絡控制單元合一部署，從而提供快速聯動。

6. QOS性能實時監控

當業務體驗變化時，網絡需要提前感知，對5G xHaul來說，要能夠及時發現業務鏈路上的丟包、時延、吞吐率的變化，實時反饋給網絡控制單元，及時做出調整，優化傳輸網絡。采用類似于現有的IPPM技術，在時延、吞吐率、丟包率上做進一步增強，匹配SDN新架構。

7. 網絡精細化管理

應對5G的業務承載，xHaul網絡將更加智能化，為支持切片、低時延的需求，除了傳統SDN的流表資源外，交換節點會開放出更多的接口供控制器統一調度，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一精細化管理，實現端到端的全程全網精確QOS控制。

8. Openflow協議擴展

Openflow協議是現有SDN架構下的標準南向接口，用于SDN控制器和SDN交換機之間通信，完成配置和查詢。Openflow協議對數據面報文轉發做了抽象，有一系列的match-action組成，報文匹配流表執行對應的動作，從而完成數據面的轉發任務。在5G xHaul網絡中，數據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協議進行匹配無線業務的擴展。