家庭寬帶基礎設施未來發(fā)展路徑

作者：晁軍顯 孟欣，單位：中國移動智慧家庭運營中心

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

背景 ●

中國移動集團進一步升級云網(wǎng)融合戰(zhàn)略，構建泛在融合的算力網(wǎng)絡，打造“一點接入、即取即用”算力服務，讓算力如水、電、暖、燃氣一樣流入千家萬戶，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)絡白皮書》提出“網(wǎng)絡無所不達、算力無所不在、智能無所不及”的目標愿景。為實現(xiàn)該愿景，網(wǎng)絡基礎設施的算網(wǎng)融合是基礎，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營中心自主可控億級家庭泛終端、和家云網(wǎng)加速網(wǎng)絡建設、網(wǎng)絡基礎設施研發(fā)等多方面積累，自下而上從網(wǎng)元架構、機房部署、算網(wǎng)融合三個維度，嘗試探索寬帶基礎設施在算力網(wǎng)絡背景下的演進策略及方向。

轉控分離架構演進?●

寬帶網(wǎng)元基礎設施包括用戶側設備（寬帶網(wǎng)關）、運營商側設備（OLT、BRAS設備）兩大類。其中，寬帶網(wǎng)關、OLT、匯聚交換機、連同分光器、光纖光纜、網(wǎng)線共同構成通常所指的接入網(wǎng)；BRAS以及位置相當?shù)钠渌W(wǎng)元設備（路由器、交換機等）共同構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、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)絡特有網(wǎng)元，不單獨敘述。

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

發(fā)揮轉發(fā)面極致性能：轉發(fā)面線速轉發(fā)，不斷下沉至更低位置，最大限度靠近用戶，實現(xiàn)流量就近卸載，高速一跳入云，是超低時延、超高帶寬業(yè)務體驗的物理保障；

最大化控制面集中控制、靈活彈性優(yōu)勢：控制面復雜邏輯控制，不斷分級上升至較高位置，實現(xiàn)轉發(fā)面及增值業(yè)務集中管理控制，提升網(wǎng)絡彈性及可靠性；

實現(xiàn)異構網(wǎng)絡的融合統(tǒng)一：不同網(wǎng)元實施轉控分離后，轉發(fā)面功能趨同，控制面功能趨同，進一步橫向擊穿，實現(xiàn)不同網(wǎng)元的統(tǒng)一化，異構網(wǎng)絡歸一化，大幅簡化網(wǎng)絡架構；

實現(xiàn)網(wǎng)元功能解耦，擺脫設備商鎖定：轉控分離后，通過南北向接口標準化，可實現(xiàn)多廠商設備級互通，擺脫設備商煙囪式鎖定。

網(wǎng)元的轉控分離演進，表面看似乎與算網(wǎng)融合演進相悖，實際上卻是有機統(tǒng)一。尤其前述第三點優(yōu)勢，會形成廣覆蓋的以數(shù)據(jù)中心為載體的標準化端局機房，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。轉控分離重塑邊緣數(shù)據(jù)中心，算力網(wǎng)絡決勝在邊緣。

2.1 寬帶網(wǎng)關

寬帶網(wǎng)關通過轉控分離升級，實現(xiàn)用戶側物理網(wǎng)關瘦身，業(yè)務全部上云，實現(xiàn)寬帶接入“一跳入云”。

BBF世界寬帶論壇標準化組織，IETF國際互聯(lián)網(wǎng)工程任務組均提出了基于轉控分離架構的用戶側寬帶網(wǎng)關標準及部署方案。不同的標準組織，相同的系統(tǒng)架構及部署方案，在用戶側寬帶網(wǎng)關轉控分離架構上，行業(yè)達成了共識。

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

1.提供L3~L7增值業(yè)務時，降低網(wǎng)關實現(xiàn)復雜度，同時具備靈活的升級更新機制，通過SFC業(yè)務鏈編排賦能云網(wǎng)關；

2.大幅縮短業(yè)務交付周期，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；

4.一定程度上降低用戶側物理網(wǎng)關成本。

用戶側實體物理網(wǎng)關，基于全光底座，以OverLay隧道方式高速將流量疏導至邊緣云網(wǎng)關，云網(wǎng)關基于業(yè)務鏈進行業(yè)務編排調(diào)度，開展家寬增值業(yè)務，按用戶、按業(yè)務、按內(nèi)容進行流量入云、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備。其功能注定了OLT本身就是一側重轉發(fā)面的網(wǎng)元設備，并不是進行轉控分離的關鍵，其進行轉控分離至多是將其網(wǎng)元管理功能收縮上云。當寬帶網(wǎng)關、BRAS進行轉控分離，邊緣云化部署后，OLT的轉控分離轉型的作用并不明顯，甚至逐步和其他網(wǎng)元轉發(fā)面合設，這里不再詳述。

2.3 BRAS網(wǎng)元

BRAS位于城域網(wǎng)邊緣，是用戶實現(xiàn)各種寬帶業(yè)務的入口，在運營商網(wǎng)絡中具有舉足輕重的地位。當前國內(nèi)各大運營商均已完成vBRAS升級轉型，并現(xiàn)網(wǎng)成熟商用，中國移動已較早推出了vBRAS設備規(guī)范標準。

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)務可實現(xiàn)集中配置和調(diào)度，網(wǎng)絡架構也會更加簡潔、開放、敏捷。

傳統(tǒng)寬帶網(wǎng)絡中，OLT承載了用戶接入?yún)R聚功能，當BRAS實現(xiàn)轉控分離后，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設備，大幅簡化網(wǎng)絡拓撲。

以DC為中心的分層架構演進?●

當多個網(wǎng)元、多個異構網(wǎng)絡進行轉控分離之后，網(wǎng)元設備轉發(fā)面趨同、控制面趨同，便為構建以DC為中心的分層網(wǎng)絡架構提供了條件，同時部分異構網(wǎng)絡網(wǎng)元或可能消失。

我們以BBF TR-459.2 vBRAS標準規(guī)范為例，vBRAS作為寬帶基礎設施，同時完成了4G LTE移動通信網(wǎng)絡相關網(wǎng)元功能。反過來看，移動通信網(wǎng)絡4G、5G網(wǎng)元的演進，包括SGW、PGW、UPF等，反向滲透了寬帶接入功能。最終固移異構網(wǎng)絡徹底融合歸一。

中國移動也提出了以DC為中心的云網(wǎng)絡架構，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)元設備的全面轉控分離，云網(wǎng)進一步融合，最終將形成如下以DC為中心的運營商端局機房布局。

國內(nèi)運營商以及AT&T等國外運營商，在2014年啟動了R-CORD項目，通過采用白盒機設備、開源軟件、虛擬化技術（SDN/NFV等），將運營商寬帶網(wǎng)絡中的傳統(tǒng)端局設備機房（以交換中心）轉變?yōu)轭愃朴?a class="article-link" target="_blank" href="/tag/%E4%BA%91%E6%9C%8D%E5%8A%A1/">云服務提供商的數(shù)據(jù)中心，將網(wǎng)絡架構重構為以DC為中心的分層網(wǎng)絡架構，并成功落地商用。

算網(wǎng)融合演進?●

當網(wǎng)絡重構為以DC為中心的分層網(wǎng)絡架構時，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，實現(xiàn)“算隨人走，人移算遷”，“一點接入，即取即用”。

展望?●

算力網(wǎng)絡已在行業(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，運營商算力網(wǎng)絡轉型戰(zhàn)略，具有巨大的市場潛力、戰(zhàn)略價值。本文從寬帶基礎設施演進出發(fā)，從各層面探討了面向算力網(wǎng)絡的發(fā)展方向及策略，未來將實現(xiàn)“算力泛在、算網(wǎng)共生、智能編排、一體服務”目標。