云網(wǎng)融合下的精準5G承載網(wǎng)

  2020年，5G建設火力全開(kāi)。憑借大帶寬、低時(shí)延、大連接等網(wǎng)絡(luò )能力，5G與云計算、大數據等技術(shù)一起形成合力，全面加速垂直行業(yè)數字化轉型。垂直行業(yè)應用類(lèi)型眾多，對網(wǎng)絡(luò )提出了差異化的新需求，如業(yè)務(wù)上云、確定的帶寬和時(shí)延等。一個(gè)完整的用戶(hù)業(yè)務(wù)需要貫穿整個(gè)網(wǎng)絡(luò )，拉通端和云。中興通訊精準5G承載網(wǎng)絡(luò )方案，立足云網(wǎng)融合趨勢，滿(mǎn)足千行百業(yè)的多樣化需求。

  新趨勢，新5G承載網(wǎng)

  業(yè)務(wù)云化和新技術(shù)創(chuàng )新促進(jìn)運營(yíng)商從經(jīng)營(yíng)電信業(yè)務(wù)向提供綜合云服務(wù)轉變。云服務(wù)基于云和網(wǎng)高度協(xié)同，同時(shí)推動(dòng)了網(wǎng)絡(luò )轉型。

  -企業(yè)上云

  隨著(zhù)數字經(jīng)濟的興起和發(fā)展，各個(gè)垂直行業(yè)都在進(jìn)行數字化改造，企業(yè)上云成為發(fā)展趨勢。和國外企業(yè)相比，國內企業(yè)上云的比例還比較低，存在巨大的發(fā)展空間。云業(yè)務(wù)在運營(yíng)商全部業(yè)務(wù)中的占比也在逐年提升?？蛻?hù)快捷入云以及云間資源靈活調度要求網(wǎng)絡(luò )敏捷智能，即網(wǎng)絡(luò )需具備自動(dòng)化和可編程能力，實(shí)現快速的業(yè)務(wù)開(kāi)通和差異化的服務(wù)保障。

  -5G核心網(wǎng)云化部署

  5G引入云化架構和技術(shù)，核心網(wǎng)云化部署，為普通消費者、應用提供商和垂直行業(yè)需求方提供網(wǎng)絡(luò )切片、邊緣計算等新型業(yè)務(wù)能力。5G承載網(wǎng)要將廣覆蓋、多邊緣的5G業(yè)務(wù)按需傳送到5G云化核心網(wǎng)，因此，需以云為中心進(jìn)行建設，和無(wú)線(xiàn)接入網(wǎng)、核心網(wǎng)一道構建端到端網(wǎng)絡(luò )切片，為邊緣計算提供低時(shí)延網(wǎng)絡(luò )連接。

  -固移融合承載

  傳統的家庭寬帶和移動(dòng)業(yè)務(wù)在新趨勢下都逐漸成為云業(yè)務(wù)。因此，家寬和移動(dòng)業(yè)務(wù)融合統一承載成為可能。同時(shí)，在網(wǎng)絡(luò )設備虛擬化趨勢下，城域內家寬承載設備BRAS首先實(shí)現控制面和轉發(fā)面分離，控制面云化部署，轉發(fā)面池化集中部署。因此，傳統的固移兩張網(wǎng)絡(luò )存在融合重構的可能，以實(shí)現一張網(wǎng)對家寬、移動(dòng)、政企以及各種云業(yè)務(wù)的綜合承載。

  基于新的云網(wǎng)發(fā)展趨勢，中興通訊提出精準5G承載網(wǎng)絡(luò )方案，精準匹配云網(wǎng)發(fā)展的各項需求。

  新技術(shù)支撐精準5G承載網(wǎng)絡(luò )

  精準5G承載網(wǎng)絡(luò )方案基于一系列新技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò )設備軟硬件的持續改進(jìn)來(lái)實(shí)現。其中網(wǎng)絡(luò )技術(shù)SRv6、FlexE和In-Band OAM是構成精準承載網(wǎng)的重要基石。

  -SRv6極簡(jiǎn)協(xié)議，實(shí)現業(yè)務(wù)敏捷和網(wǎng)絡(luò )簡(jiǎn)化

  SRv6簡(jiǎn)化了控制協(xié)議和網(wǎng)絡(luò )操作，減少資源占用，還增強路徑調整和控制能力，增加可擴展性，最終實(shí)現網(wǎng)絡(luò )能力開(kāi)放。SRv6還兼有IPv6的優(yōu)點(diǎn)，如海量地址資源、全網(wǎng)任意點(diǎn)可達等。SRv6的基礎架構和封裝格式等都已經(jīng)標準化，其他如頭壓縮、協(xié)議擴展、流量工程等也在標準化進(jìn)程中。

  -FlexE，保證確定性帶寬和時(shí)延

  FlexE(Flexible Ethernet)在以太網(wǎng)技術(shù)基礎上，通過(guò)接口技術(shù)創(chuàng )新，實(shí)現更大帶寬和通道化子速率承載。一方面，FlexE可以將n個(gè)以太網(wǎng)接口綁定獲得更大的接口帶寬。另一方面，提供類(lèi)似TDM的硬管道，業(yè)務(wù)嚴格隔離，帶寬和時(shí)延嚴格保證。因此，5G承載網(wǎng)采用FlexE提供硬切片，實(shí)現帶寬彈性，可靈活分配，提供專(zhuān)用硬管道，保證服務(wù)質(zhì)量和安全，可與SDN技術(shù)融合，實(shí)現網(wǎng)絡(luò )動(dòng)態(tài)調整。

  -In-Band OAM，精準感知網(wǎng)絡(luò )和業(yè)務(wù)狀態(tài)

  In-Band OAM是一種基于真實(shí)業(yè)務(wù)流的隨流測量技術(shù)，可提供真實(shí)業(yè)務(wù)流的端到端及逐跳丟包、時(shí)延的測量能力。相比傳統檢測技術(shù)，In-Band OAM在如下能力上具備更大優(yōu)勢：基于IP業(yè)務(wù)流級的實(shí)時(shí)SLA監控，掌握網(wǎng)絡(luò )實(shí)時(shí)健康狀況，滿(mǎn)足日常運維監控需求;提供快速排障定界手段，快速定位故障點(diǎn)，對故障進(jìn)行隔離和修復;基于IETF RFC8321標準的著(zhù)色方案，無(wú)需增加額外開(kāi)銷(xiāo)或少量增加開(kāi)銷(xiāo)。

  精準5G承載網(wǎng)絡(luò )，賦能垂直行業(yè)

  精準5G承載網(wǎng)提供多種關(guān)鍵能力，包括帶寬/時(shí)延精準保障、業(yè)務(wù)精準發(fā)放和路徑精準控制、業(yè)務(wù)精準檢測以及業(yè)務(wù)精準安全保障等，助力各類(lèi)行業(yè)場(chǎng)景的業(yè)務(wù)創(chuàng )新，提升云網(wǎng)精準服務(wù)能力。

  精準管道

  為了在一張網(wǎng)絡(luò )滿(mǎn)足不同場(chǎng)景不同業(yè)務(wù)的差異化需求，網(wǎng)絡(luò )切片成為5G端到端網(wǎng)絡(luò )的關(guān)鍵技術(shù)之一，即在同一物理網(wǎng)絡(luò )構建獨立的端到端邏輯網(wǎng)絡(luò )?？紤]到業(yè)務(wù)需求差異較大以及網(wǎng)絡(luò )成本，承載網(wǎng)提供不同的切片方式，包括硬切片和軟切片。

  硬切片是基于物理剛性管道的切片技術(shù)，如FlexE、兆級別小顆粒硬管道技術(shù)等。中興通訊全系列設備各種速率端口(25/50/100/200/400GE)均支持FlexE，其中25GE接口獨家支持FlexE。同時(shí)，自研芯片集成FlexE功能，時(shí)延小、功耗低，不增加成本。標準FlexE定義最小帶寬顆粒度是5Gbps，對某些應用來(lái)說(shuō)帶寬顆粒度偏大，因此，中興通訊提出兆比特級別小顆粒硬管道技術(shù)，實(shí)現任意顆粒度的業(yè)務(wù)帶寬和時(shí)延保證。硬切片提供嚴格隔離的轉發(fā)面，嚴格保障業(yè)務(wù)帶寬和時(shí)延，即擁塞時(shí)零丟包，抖動(dòng)小。

  軟切片是基于統計復用的切片技術(shù)，如VPN、SRv6隧道、QoS調度等。軟切片高效利用帶寬，最大化網(wǎng)絡(luò )資源利用率。

  在實(shí)際應用時(shí)可按需組合和嵌套部署軟硬切片，實(shí)現定制化承載網(wǎng)絡(luò )切片，如圖1所示。按需組合部署軟硬切片，能夠滿(mǎn)足業(yè)務(wù)個(gè)性化需求，實(shí)現差異化SLA保障，提供靈活并且精準的帶寬和時(shí)延服務(wù)，實(shí)現網(wǎng)絡(luò )精細化運營(yíng)，助力運營(yíng)商拓展行業(yè)應用。

圖1 按需組合部署軟硬切片，實(shí)現業(yè)務(wù)差異化精準保證

  精準管控

  云網(wǎng)融合場(chǎng)景下的網(wǎng)絡(luò )運維面臨多樣化的行業(yè)應用服務(wù)和超大規模的網(wǎng)絡(luò )連接管理的挑戰。因此，云網(wǎng)融合下的5G承載網(wǎng)絡(luò )必須實(shí)現自動(dòng)化和智能化。中興通訊提出分層管控架構和平臺，同時(shí)結合敏捷化轉發(fā)面，實(shí)現5G承載網(wǎng)絡(luò )精準管控。

  分層管控平臺基于統一編排、分域管控架構，分層實(shí)現自動(dòng)化和智能化。分域管控層面，支持批量配置，且對非必要參數進(jìn)行自動(dòng)配置，改變原有人工逐點(diǎn)配置為主導的方式，自動(dòng)化程度高，實(shí)現分鐘級業(yè)務(wù)開(kāi)通;提供多種業(yè)務(wù)模板，業(yè)務(wù)開(kāi)通過(guò)程中可基于需求靈活選擇模板;結合大數據分析和AI算法，對網(wǎng)絡(luò )流量及質(zhì)量預測，實(shí)現主動(dòng)運維、智能管控。在統一編排層面，集成獨立的大數據平臺，精準識別客戶(hù)，針對客戶(hù)商業(yè)邏輯和業(yè)務(wù)質(zhì)量進(jìn)行主動(dòng)式分析和保障，提升客戶(hù)滿(mǎn)意度，從整體上實(shí)現“客戶(hù)智能”和端到端的業(yè)務(wù)自動(dòng)化。

  網(wǎng)絡(luò )轉發(fā)面引入SRv6技術(shù)，使能綜合業(yè)務(wù)統一承載;業(yè)務(wù)敏捷發(fā)放，只需頭端配置，一鍵開(kāi)通;業(yè)務(wù)路徑可編程，支持應用級SLA保障。

  分層的管控平面與敏捷的轉發(fā)平面相結合，完成網(wǎng)絡(luò )的智能運維以及業(yè)務(wù)端到端的靈活部署和調整。

  精準診斷

  傳統的網(wǎng)絡(luò )診斷主要依賴(lài)人工，受個(gè)體經(jīng)驗和帶外檢測準確度的影響較大，存在處理時(shí)間長(cháng)、定位準確度低的問(wèn)題。中興通訊基于In-Band OAM、Telemetry以及AI智能算法等提出智能診斷方式，提升網(wǎng)絡(luò )診斷效率，如圖2所示。

圖2 從人工診斷方式向智能診斷方式轉變

  中興通訊運用In-Band OAM技術(shù)，實(shí)現網(wǎng)絡(luò )性能實(shí)時(shí)可視、網(wǎng)絡(luò )狀態(tài)實(shí)時(shí)感知、網(wǎng)絡(luò )故障快速精準定位;創(chuàng )新研發(fā)了智能Telemetry數據采集專(zhuān)利技術(shù)，并基于大數據進(jìn)行數據分析，實(shí)現智能化動(dòng)態(tài)流量和路徑調優(yōu)。

  智能診斷方式實(shí)現了隨流精準檢測、毫秒級精準上報以及精準故障定位和智能調優(yōu)，從而提升資源利用率和運維效率。

  精準安全

  保障用戶(hù)數據安全是承載網(wǎng)絡(luò )的目標之一。中興通訊5G承載方案持續改進(jìn)網(wǎng)絡(luò )生存期每個(gè)環(huán)節的工作流程，保證每一個(gè)環(huán)節的業(yè)務(wù)數據安全。比如，線(xiàn)卡增加硬件加速引擎，實(shí)現故障時(shí)硬件直接保護切換，無(wú)需CPU參與，實(shí)現毫秒級精準保護倒換。同時(shí)采用加速算法，加快路由協(xié)議收斂速度。此外，設備升級采用不中斷業(yè)務(wù)方式，更換版本避免整機重啟。

  立足業(yè)務(wù)云化以及云網(wǎng)融合趨勢，面向未來(lái)的5G承載網(wǎng)絡(luò )將以云為中心，形成移動(dòng)、家寬和政企業(yè)務(wù)統一承載新平面。同時(shí)，精準5G承載網(wǎng)促進(jìn)運營(yíng)商云網(wǎng)精準服務(wù)能力的進(jìn)一步提升，全面助力5G應用以及云網(wǎng)創(chuàng )新應用在新時(shí)代乘風(fēng)破浪!