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家庭寬帶基礎(chǔ)設(shè)施未來發(fā)展路徑

2023/11/06
1961
閱讀需 9 分鐘
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作者:晁軍顯 孟欣,單位:中國移動智慧家庭運(yùn)營中心

算力網(wǎng)絡(luò)成為運(yùn)營商“主戰(zhàn)場”趨勢已成,算力已成為ICT產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵要素與全球戰(zhàn)略競爭新焦點(diǎn)。

背景

中國移動集團(tuán)進(jìn)一步升級云網(wǎng)融合戰(zhàn)略,構(gòu)建泛在融合的算力網(wǎng)絡(luò),打造“一點(diǎn)接入、即取即用”算力服務(wù),讓算力如水、電、暖、燃?xì)庖粯恿魅肭Ъ胰f戶,成為人們?nèi)粘I畹牡谖宸N必備生產(chǎn)資料。

《中國移動算力網(wǎng)絡(luò)白皮書》提出“網(wǎng)絡(luò)無所不達(dá)、算力無所不在、智能無所不及”的目標(biāo)愿景。為實(shí)現(xiàn)該愿景,網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的算網(wǎng)融合是基礎(chǔ),云網(wǎng)融合是必然,逐步邁向算網(wǎng)一體。

基于中國移動智慧家庭運(yùn)營中心自主可控億級家庭泛終端、和家云網(wǎng)加速網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施研發(fā)等多方面積累,自下而上從網(wǎng)元架構(gòu)、機(jī)房部署、算網(wǎng)融合三個(gè)維度,嘗試探索寬帶基礎(chǔ)設(shè)施在算力網(wǎng)絡(luò)背景下的演進(jìn)策略及方向。

轉(zhuǎn)控分離架構(gòu)演進(jìn)?

寬帶網(wǎng)元基礎(chǔ)設(shè)施包括用戶側(cè)設(shè)備(寬帶網(wǎng)關(guān))、運(yùn)營商側(cè)設(shè)備(OLT、BRAS設(shè)備)兩大類。其中,寬帶網(wǎng)關(guān)、OLT、匯聚交換機(jī)、連同分光器光纖光纜、網(wǎng)線共同構(gòu)成通常所指的接入網(wǎng);BRAS以及位置相當(dāng)?shù)钠渌W(wǎng)元設(shè)備(路由器、交換機(jī)等)共同構(gòu)成通常所指的城域網(wǎng)。值得一提的是,所涉及的匯聚交換機(jī)、路由器等網(wǎng)元只用來做通用路由交換功能,不是寬帶網(wǎng)絡(luò)特有網(wǎng)元,不單獨(dú)敘述。

網(wǎng)元的轉(zhuǎn)控分離架構(gòu)優(yōu)勢主要體現(xiàn)在如下方面:

發(fā)揮轉(zhuǎn)發(fā)面極致性能:轉(zhuǎn)發(fā)面線速轉(zhuǎn)發(fā),不斷下沉至更低位置,最大限度靠近用戶,實(shí)現(xiàn)流量就近卸載,高速一跳入云,是超低時(shí)延、超高帶寬業(yè)務(wù)體驗(yàn)的物理保障;

最大化控制面集中控制、靈活彈性優(yōu)勢:控制面復(fù)雜邏輯控制,不斷分級上升至較高位置,實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)發(fā)面及增值業(yè)務(wù)集中管理控制,提升網(wǎng)絡(luò)彈性及可靠性;

實(shí)現(xiàn)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的融合統(tǒng)一:不同網(wǎng)元實(shí)施轉(zhuǎn)控分離后,轉(zhuǎn)發(fā)面功能趨同,控制面功能趨同,進(jìn)一步橫向擊穿,實(shí)現(xiàn)不同網(wǎng)元的統(tǒng)一化,異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)歸一化,大幅簡化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu);

實(shí)現(xiàn)網(wǎng)元功能解耦,擺脫設(shè)備商鎖定:轉(zhuǎn)控分離后,通過南北向接口標(biāo)準(zhǔn)化,可實(shí)現(xiàn)多廠商設(shè)備級互通,擺脫設(shè)備商煙囪式鎖定。

網(wǎng)元的轉(zhuǎn)控分離演進(jìn),表面看似乎與算網(wǎng)融合演進(jìn)相悖,實(shí)際上卻是有機(jī)統(tǒng)一。尤其前述第三點(diǎn)優(yōu)勢,會形成廣覆蓋的以數(shù)據(jù)中心為載體的標(biāo)準(zhǔn)化端局機(jī)房,以網(wǎng)為基,端邊協(xié)同、邊邊協(xié)同、云邊協(xié)同,盤活端、邊、云算力。轉(zhuǎn)控分離重塑邊緣數(shù)據(jù)中心,算力網(wǎng)絡(luò)決勝在邊緣。

2.1 寬帶網(wǎng)關(guān)

寬帶網(wǎng)關(guān)通過轉(zhuǎn)控分離升級,實(shí)現(xiàn)用戶側(cè)物理網(wǎng)關(guān)瘦身,業(yè)務(wù)全部上云,實(shí)現(xiàn)寬帶接入“一跳入云”。

BBF世界寬帶論壇標(biāo)準(zhǔn)化組織,IETF國際互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組均提出了基于轉(zhuǎn)控分離架構(gòu)的用戶側(cè)寬帶網(wǎng)關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及部署方案。不同的標(biāo)準(zhǔn)組織,相同的系統(tǒng)架構(gòu)及部署方案,在用戶側(cè)寬帶網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)控分離架構(gòu)上,行業(yè)達(dá)成了共識。

BRG(瘦網(wǎng)關(guān))通過OverLay隧道或1:1 VLAN映射方式,邏輯直達(dá)vG(云網(wǎng)關(guān)),兩者協(xié)同共同承載用戶側(cè)網(wǎng)關(guān)功能。通過轉(zhuǎn)控分離云網(wǎng)關(guān)帶來如下改變:

1.提供L3~L7增值業(yè)務(wù)時(shí),降低網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度,同時(shí)具備靈活的升級更新機(jī)制,通過SFC業(yè)務(wù)鏈編排賦能云網(wǎng)關(guān);

2.大幅縮短業(yè)務(wù)交付周期,通過云化快速部署;

3.融合邊緣云、CDN等一體部署,一跳入云,大幅提升用戶體驗(yàn);

4.一定程度上降低用戶側(cè)物理網(wǎng)關(guān)成本。

用戶側(cè)實(shí)體物理網(wǎng)關(guān),基于全光底座,以O(shè)verLay隧道方式高速將流量疏導(dǎo)至邊緣云網(wǎng)關(guān),云網(wǎng)關(guān)基于業(yè)務(wù)鏈進(jìn)行業(yè)務(wù)編排調(diào)度,開展家寬增值業(yè)務(wù),按用戶、按業(yè)務(wù)、按內(nèi)容進(jìn)行流量入云、入網(wǎng)調(diào)度。

2.2 OLT網(wǎng)元

OLT,即Optical Line Terminal,光線路終端,用于連接光纖干線的終端設(shè)備。其功能注定了OLT本身就是一側(cè)重轉(zhuǎn)發(fā)面的網(wǎng)元設(shè)備,并不是進(jìn)行轉(zhuǎn)控分離的關(guān)鍵,其進(jìn)行轉(zhuǎn)控分離至多是將其網(wǎng)元管理功能收縮上云。當(dāng)寬帶網(wǎng)關(guān)、BRAS進(jìn)行轉(zhuǎn)控分離,邊緣云化部署后,OLT的轉(zhuǎn)控分離轉(zhuǎn)型的作用并不明顯,甚至逐步和其他網(wǎng)元轉(zhuǎn)發(fā)面合設(shè),這里不再詳述。

2.3 BRAS網(wǎng)元

BRAS位于城域網(wǎng)邊緣,是用戶實(shí)現(xiàn)各種寬帶業(yè)務(wù)的入口,在運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)中具有舉足輕重的地位。當(dāng)前國內(nèi)各大運(yùn)營商均已完成vBRAS升級轉(zhuǎn)型,并現(xiàn)網(wǎng)成熟商用,中國移動已較早推出了vBRAS設(shè)備規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。

vBRAS邁出了城域網(wǎng)云化,完成邊緣云部署的第一步,未來將帶動更多網(wǎng)元承載于云資源池上,將有更多業(yè)務(wù)可實(shí)現(xiàn)集中配置和調(diào)度,網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)也會更加簡潔、開放、敏捷。

傳統(tǒng)寬帶網(wǎng)絡(luò)中,OLT承載了用戶接入?yún)R聚功能,當(dāng)BRAS實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)控分離后,BRAS-UP將可逐步下沉至更低位置,甚至部署于OLT位置,直至替代OLT設(shè)備,大幅簡化網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/a>。

以DC為中心的分層架構(gòu)演進(jìn)?

當(dāng)多個(gè)網(wǎng)元、多個(gè)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行轉(zhuǎn)控分離之后,網(wǎng)元設(shè)備轉(zhuǎn)發(fā)面趨同、控制面趨同,便為構(gòu)建以DC為中心的分層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)提供了條件,同時(shí)部分異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)元或可能消失。

我們以BBF TR-459.2 vBRAS標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范為例,vBRAS作為寬帶基礎(chǔ)設(shè)施,同時(shí)完成了4G LTE移動通信網(wǎng)絡(luò)相關(guān)網(wǎng)元功能。反過來看,移動通信網(wǎng)絡(luò)4G、5G網(wǎng)元的演進(jìn),包括SGW、PGW、UPF等,反向滲透了寬帶接入功能。最終固移異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)徹底融合歸一。

中國移動也提出了以DC為中心的云網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),電信云資源池以DC和統(tǒng)一硬件資源池為核心,包括兩層TIC(核心TIC和邊緣TIC)。

隨著網(wǎng)元設(shè)備的全面轉(zhuǎn)控分離,云網(wǎng)進(jìn)一步融合,最終將形成如下以DC為中心的運(yùn)營商端局機(jī)房布局。

國內(nèi)運(yùn)營商以及AT&T等國外運(yùn)營商,在2014年啟動了R-CORD項(xiàng)目,通過采用白盒機(jī)設(shè)備、開源軟件、虛擬化技術(shù)(SDN/NFV等),將運(yùn)營商寬帶網(wǎng)絡(luò)中的傳統(tǒng)端局設(shè)備機(jī)房(以交換中心)轉(zhuǎn)變?yōu)轭愃朴?a class="article-link" target="_blank" href="/tag/%E4%BA%91%E6%9C%8D%E5%8A%A1/">云服務(wù)提供商的數(shù)據(jù)中心,將網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)重構(gòu)為以DC為中心的分層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),并成功落地商用。

算網(wǎng)融合演進(jìn)?

當(dāng)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)為以DC為中心的分層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)時(shí),如果說云網(wǎng)融合是必然,那么算網(wǎng)融合是基石。各網(wǎng)元以DC邊緣云方式存在,各分級DC以全光底座連接成網(wǎng),算力將如自來水一樣,在各DC間自由流動,實(shí)現(xiàn)“算隨人走,人移算遷”,“一點(diǎn)接入,即取即用”。

展望?

算力網(wǎng)絡(luò)已在行業(yè)、國家層面提升到極其重要的位置,包括國家“東數(shù)西算”戰(zhàn)略,運(yùn)營商算力網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略,具有巨大的市場潛力、戰(zhàn)略價(jià)值。本文從寬帶基礎(chǔ)設(shè)施演進(jìn)出發(fā),從各層面探討了面向算力網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展方向及策略,未來將實(shí)現(xiàn)“算力泛在、算網(wǎng)共生、智能編排、一體服務(wù)”目標(biāo)。

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中國移動有限公司(「本公司」,包括子公司合稱為「本集團(tuán)」)于1997年9月3日在香港成立,本集團(tuán)在中國內(nèi)地所有三十一個(gè)省、自治區(qū)、直轄市以及香港特別行政區(qū)提供通信和信息服務(wù),業(yè)務(wù)主要涵蓋個(gè)人、家庭、政企和新興市場的語音、數(shù)據(jù)、寬帶、專線、IDC、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等,是中國內(nèi)地最大的通信和信息服務(wù)供應(yīng)商,亦是全球網(wǎng)絡(luò)和客戶規(guī)模最大、盈利能力領(lǐng)先、市值排名位居前列的世界級通信和信息運(yùn)營商。

中國移動有限公司(「本公司」,包括子公司合稱為「本集團(tuán)」)于1997年9月3日在香港成立,本集團(tuán)在中國內(nèi)地所有三十一個(gè)省、自治區(qū)、直轄市以及香港特別行政區(qū)提供通信和信息服務(wù),業(yè)務(wù)主要涵蓋個(gè)人、家庭、政企和新興市場的語音、數(shù)據(jù)、寬帶、專線、IDC、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等,是中國內(nèi)地最大的通信和信息服務(wù)供應(yīng)商,亦是全球網(wǎng)絡(luò)和客戶規(guī)模最大、盈利能力領(lǐng)先、市值排名位居前列的世界級通信和信息運(yùn)營商。收起

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