云網(wǎng)融合下的精準5G承載網(wǎng)

  2020年，5G建設火力全開。憑借大帶寬、低時延、大連接等網(wǎng)絡能力，5G與云計算、大數(shù)據(jù)等技術一起形成合力，全面加速垂直行業(yè)數(shù)字化轉型。垂直行業(yè)應用類型眾多，對網(wǎng)絡提出了差異化的新需求，如業(yè)務上云、確定的帶寬和時延等。一個完整的用戶業(yè)務需要貫穿整個網(wǎng)絡，拉通端和云。中興通訊精準5G承載網(wǎng)絡方案，立足云網(wǎng)融合趨勢，滿足千行百業(yè)的多樣化需求。

  新趨勢，新5G承載網(wǎng)

  業(yè)務云化和新技術創(chuàng)新促進運營商從經(jīng)營電信業(yè)務向提供綜合云服務轉變。云服務基于云和網(wǎng)高度協(xié)同，同時推動了網(wǎng)絡轉型。

  -企業(yè)上云

  隨著數(shù)字經(jīng)濟的興起和發(fā)展，各個垂直行業(yè)都在進行數(shù)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(nèi)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)務在運營商全部業(yè)務中的占比也在逐年提升?？蛻艨旖萑朐埔约霸崎g資源靈活調(diào)度要求網(wǎng)絡敏捷智能，即網(wǎng)絡需具備自動化和可編程能力，實現(xiàn)快速的業(yè)務開通和差異化的服務保障。

  -5G核心網(wǎng)云化部署

  5G引入云化架構和技術，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)絡切片、邊緣計算等新型業(yè)務能力。5G承載網(wǎng)要將廣覆蓋、多邊緣的5G業(yè)務按需傳送到5G云化核心網(wǎng)，因此，需以云為中心進行建設，和無線接入網(wǎng)、核心網(wǎng)一道構建端到端網(wǎng)絡切片，為邊緣計算提供低時延網(wǎng)絡連接。

  -固移融合承載

  傳統(tǒng)的家庭寬帶和移動業(yè)務在新趨勢下都逐漸成為云業(yè)務。因此，家寬和移動業(yè)務融合統(tǒng)一承載成為可能。同時，在網(wǎng)絡設備虛擬化趨勢下，城域內(nèi)家寬承載設備BRAS首先實現(xiàn)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(tǒng)的固移兩張網(wǎng)絡存在融合重構的可能，以實現(xiàn)一張網(wǎng)對家寬、移動、政企以及各種云業(yè)務的綜合承載。

  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)絡方案，精準匹配云網(wǎng)發(fā)展的各項需求。

  新技術支撐精準5G承載網(wǎng)絡

  精準5G承載網(wǎng)絡方案基于一系列新技術以及網(wǎng)絡設備軟硬件的持續(xù)改進來實現(xiàn)。其中網(wǎng)絡技術SRv6、FlexE和In-Band OAM是構成精準承載網(wǎng)的重要基石。

  -SRv6極簡協(xié)議，實現(xiàn)業(yè)務敏捷和網(wǎng)絡簡化

  SRv6簡化了控制協(xié)議和網(wǎng)絡操作，減少資源占用，還增強路徑調(diào)整和控制能力，增加可擴展性，最終實現(xiàn)網(wǎng)絡能力開放。SRv6還兼有IPv6的優(yōu)點，如海量地址資源、全網(wǎng)任意點可達等。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程中。

  -FlexE，保證確定性帶寬和時延

  FlexE(Flexible Ethernet)在以太網(wǎng)技術基礎上，通過接口技術創(chuàng)新，實現(xiàn)更大帶寬和通道化子速率承載。一方面，F(xiàn)lexE可以將n個以太網(wǎng)接口綁定獲得更大的接口帶寬。另一方面，提供類似TDM的硬管道，業(yè)務嚴格隔離，帶寬和時延嚴格保證。因此，5G承載網(wǎng)采用FlexE提供硬切片，實現(xiàn)帶寬彈性，可靈活分配，提供專用硬管道，保證服務質(zhì)量和安全，可與SDN技術融合，實現(xiàn)網(wǎng)絡動態(tài)調(diào)整。

  -In-Band OAM，精準感知網(wǎng)絡和業(yè)務狀態(tài)

  In-Band OAM是一種基于真實業(yè)務流的隨流測量技術，可提供真實業(yè)務流的端到端及逐跳丟包、時延的測量能力。相比傳統(tǒng)檢測技術，In-Band OAM在如下能力上具備更大優(yōu)勢：基于IP業(yè)務流級的實時SLA監(jiān)控，掌握網(wǎng)絡實時健康狀況，滿足日常運維監(jiān)控需求;提供快速排障定界手段，快速定位故障點，對故障進行隔離和修復;基于IETF RFC8321標準的著色方案，無需增加額外開銷或少量增加開銷。

  精準5G承載網(wǎng)絡，賦能垂直行業(yè)

  精準5G承載網(wǎng)提供多種關鍵能力，包括帶寬/時延精準保障、業(yè)務精準發(fā)放和路徑精準控制、業(yè)務精準檢測以及業(yè)務精準安全保障等，助力各類行業(yè)場景的業(yè)務創(chuàng)新，提升云網(wǎng)精準服務能力。

  精準管道

  為了在一張網(wǎng)絡滿足不同場景不同業(yè)務的差異化需求，網(wǎng)絡切片成為5G端到端網(wǎng)絡的關鍵技術之一，即在同一物理網(wǎng)絡構建獨立的端到端邏輯網(wǎng)絡?？紤]到業(yè)務需求差異較大以及網(wǎng)絡成本，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，如FlexE、兆級別小顆粒硬管道技術等。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，自研芯片集成FlexE功能，時延小、功耗低，不增加成本。標準FlexE定義最小帶寬顆粒度是5Gbps，對某些應用來說帶寬顆粒度偏大，因此，中興通訊提出兆比特級別小顆粒硬管道技術，實現(xiàn)任意顆粒度的業(yè)務帶寬和時延保證。硬切片提供嚴格隔離的轉發(fā)面，嚴格保障業(yè)務帶寬和時延，即擁塞時零丟包，抖動小。

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

  在實際應用時可按需組合和嵌套部署軟硬切片，實現(xiàn)定制化承載網(wǎng)絡切片，如圖1所示。按需組合部署軟硬切片，能夠滿足業(yè)務個性化需求，實現(xiàn)差異化SLA保障，提供靈活并且精準的帶寬和時延服務，實現(xiàn)網(wǎng)絡精細化運營，助力運營商拓展行業(yè)應用。

圖1 按需組合部署軟硬切片，實現(xiàn)業(yè)務差異化精準保證

  精準管控

  云網(wǎng)融合場景下的網(wǎng)絡運維面臨多樣化的行業(yè)應用服務和超大規(guī)模的網(wǎng)絡連接管理的挑戰(zhàn)。因此，云網(wǎng)融合下的5G承載網(wǎng)絡必須實現(xiàn)自動化和智能化。中興通訊提出分層管控架構和平臺，同時結合敏捷化轉發(fā)面，實現(xiàn)5G承載網(wǎng)絡精準管控。

  分層管控平臺基于統(tǒng)一編排、分域管控架構，分層實現(xiàn)自動化和智能化。分域管控層面，支持批量配置，且對非必要參數(shù)進行自動配置，改變原有人工逐點配置為主導的方式，自動化程度高，實現(xiàn)分鐘級業(yè)務開通;提供多種業(yè)務模板，業(yè)務開通過程中可基于需求靈活選擇模板;結合大數(shù)據(jù)分析和AI算法，對網(wǎng)絡流量及質(zhì)量預測，實現(xiàn)主動運維、智能管控。在統(tǒng)一編排層面，集成獨立的大數(shù)據(jù)平臺，精準識別客戶，針對客戶商業(yè)邏輯和業(yè)務質(zhì)量進行主動式分析和保障，提升客戶滿意度，從整體上實現(xiàn)“客戶智能”和端到端的業(yè)務自動化。

  網(wǎng)絡轉發(fā)面引入SRv6技術，使能綜合業(yè)務統(tǒng)一承載;業(yè)務敏捷發(fā)放，只需頭端配置，一鍵開通;業(yè)務路徑可編程，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)絡的智能運維以及業(yè)務端到端的靈活部署和調(diào)整。

  精準診斷

  傳統(tǒng)的網(wǎng)絡診斷主要依賴人工，受個體經(jīng)驗和帶外檢測準確度的影響較大，存在處理時間長、定位準確度低的問題。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，實現(xiàn)網(wǎng)絡性能實時可視、網(wǎng)絡狀態(tài)實時感知、網(wǎng)絡故障快速精準定位;創(chuàng)新研發(fā)了智能Telemetry數(shù)據(jù)采集專利技術，并基于大數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)分析，實現(xiàn)智能化動態(tài)流量和路徑調(diào)優(yōu)。

  智能診斷方式實現(xiàn)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(diào)優(yōu)，從而提升資源利用率和運維效率。

  精準安全

  保障用戶數(shù)據(jù)安全是承載網(wǎng)絡的目標之一。中興通訊5G承載方案持續(xù)改進網(wǎng)絡生存期每個環(huán)節(jié)的工作流程，保證每一個環(huán)節(jié)的業(yè)務數(shù)據(jù)安全。比如，線卡增加硬件加速引擎，實現(xiàn)故障時硬件直接保護切換，無需CPU參與，實現(xiàn)毫秒級精準保護倒換。同時采用加速算法，加快路由協(xié)議收斂速度。此外，設備升級采用不中斷業(yè)務方式，更換版本避免整機重啟。

  立足業(yè)務云化以及云網(wǎng)融合趨勢，面向未來的5G承載網(wǎng)絡將以云為中心，形成移動、家寬和政企業(yè)務統(tǒng)一承載新平面。同時，精準5G承載網(wǎng)促進運營商云網(wǎng)精準服務能力的進一步提升，全面助力5G應用以及云網(wǎng)創(chuàng)新應用在新時代乘風破浪!