接入網(wǎng)與OTN及BNG融合 加速網(wǎng)絡(luò)扁平化

  網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)催生接入網(wǎng)、OTN及BNG的融合

  OLT接入能力的提升為網(wǎng)絡(luò)扁平化創(chuàng)造了條件。PON網(wǎng)絡(luò)主干光纖可以傳輸20~40km距離，P2MP的光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)使得PON OLT設(shè)備可支持大容量的用戶接入。中興通訊超大容量旗艦OLT產(chǎn)品TITAN單框可以接入用戶32000戶，雙框堆疊可以接入64000用戶，可替代現(xiàn)有接入機(jī)房的多臺(tái)OLT和匯聚交換機(jī)。TITAN支持內(nèi)置OTN，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的融合，可以極大節(jié)省機(jī)房面積，減少設(shè)備種類(lèi)與節(jié)省功耗，降低運(yùn)營(yíng)商的整體建設(shè)和運(yùn)維成本。TITAN的接入傳輸一體化還可以滿足5G承載及大視頻業(yè)務(wù)高帶寬、低延時(shí)的承載需求。

  軟件定義網(wǎng)絡(luò)(SDN)和網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化(NFV)技術(shù)的出現(xiàn)給網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)注入了新元素與動(dòng)力。寬帶接入服務(wù)器虛擬化(vBNG)目前比較流行的方案是控制面采用通用服務(wù)器實(shí)現(xiàn)虛擬化，轉(zhuǎn)發(fā)面則采用專(zhuān)用設(shè)備實(shí)現(xiàn)高性能轉(zhuǎn)發(fā)。TITAN基于高端分布式路由器平臺(tái)，完全滿足BNG轉(zhuǎn)發(fā)面能力要求，在BNG控制面云化的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)BNG轉(zhuǎn)發(fā)面與OLT設(shè)備的融合，避免額外部署專(zhuān)用BNG硬件設(shè)備轉(zhuǎn)發(fā)面，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)扁平化、降低網(wǎng)絡(luò)成本。OLT與BNG的融合也意味著L3功能下沉至OLT設(shè)備，也滿足了5G承載L3到邊緣的需求，并為將來(lái)CDN下沉至接入機(jī)房創(chuàng)造條件。

  多業(yè)務(wù)承載加速接入網(wǎng)與OTN融合

  隨著5G承載、大視頻、VR/AR、高速政企專(zhuān)線等新業(yè)務(wù)的發(fā)展，帶寬需求飛速增長(zhǎng)，部署OTN設(shè)備并構(gòu)建從接入、匯聚層到核心干線的端到端OTN網(wǎng)絡(luò)，成為光傳送網(wǎng)的必然趨勢(shì)。以此為契機(jī)，中興通訊TITAN平臺(tái)獨(dú)創(chuàng)支持內(nèi)置OTN上聯(lián)，簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)層次，支持業(yè)務(wù)光層直達(dá)，提升網(wǎng)絡(luò)時(shí)延性能，節(jié)省網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和維護(hù)成本。

  5G承載場(chǎng)景

  5G業(yè)務(wù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的帶寬、時(shí)延、可靠性、安全有著更高的要求，對(duì)承載網(wǎng)絡(luò)提出了巨大的挑戰(zhàn)。5G時(shí)代將以用戶體驗(yàn)為中心，需要提供百兆甚至千兆的用戶體驗(yàn)速率和單基站幾十G的峰值速率，超高的接入速率將引發(fā)承載網(wǎng)的帶寬需求產(chǎn)生一到兩個(gè)數(shù)量級(jí)的激增。5G涵蓋各類(lèi)應(yīng)用場(chǎng)景，每種應(yīng)用對(duì)時(shí)延的要求各異，其中以u(píng)RLLC(超可靠低時(shí)延)場(chǎng)景下時(shí)延最為嚴(yán)格。根據(jù)NGMN建議，uRLLC場(chǎng)景下單向端到端時(shí)延不超過(guò)1ms，同時(shí)3GPP定義uRLLC空口時(shí)延為0.5ms，再考慮到核心網(wǎng)處理的時(shí)延，留給承載網(wǎng)的時(shí)延指標(biāo)將十分苛刻，尤其對(duì)5G承載前傳、中傳提出了巨大挑戰(zhàn)。

  中興通訊TITAN光接入平臺(tái)在用戶側(cè)支持WDM-PON接入，在轉(zhuǎn)發(fā)面支持低時(shí)延轉(zhuǎn)發(fā)，網(wǎng)絡(luò)側(cè)內(nèi)置集成OTN上聯(lián)，實(shí)現(xiàn)大帶寬、低時(shí)延業(yè)務(wù)傳送，滿足5G前傳、中傳、后傳的統(tǒng)一承載，實(shí)現(xiàn)固定與移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的融合;通過(guò)在上聯(lián)網(wǎng)絡(luò)側(cè)直接引入OTN接口接入傳輸網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)用戶側(cè)接入到OTN時(shí)隙的端到端映射，簡(jiǎn)化了業(yè)務(wù)部署和運(yùn)維，實(shí)現(xiàn)了大顆粒、低延時(shí)業(yè)務(wù)的端到端部署，同時(shí)保證對(duì)業(yè)務(wù)透明(時(shí)延固定、無(wú)抖動(dòng))傳輸;通過(guò)專(zhuān)用硬管道來(lái)保證5G承載業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量和安全，提供低時(shí)延解決方案。

  大視頻場(chǎng)景

  大視頻業(yè)務(wù)的發(fā)展一方面要求高帶寬，另一方面要求網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)牡蛠G包率和低時(shí)延。4K電視的時(shí)延和丟包率要求不高于20ms、0.0168%，現(xiàn)網(wǎng)經(jīng)過(guò)適當(dāng)優(yōu)化可以滿足要求。8K電視的時(shí)延和丟包率要求不高于16ms、0.001%，VR要求為12ms、0.001%，則需要改變現(xiàn)網(wǎng)架構(gòu)和設(shè)備才能滿足。目前CDN一般采用集中部署的方式，有利于管理維護(hù)和規(guī)模利用資源。OLT通過(guò)內(nèi)置OTN上聯(lián)口直連CDN服務(wù)器，充分保障通道的帶寬與低時(shí)延，避免由普通的L2、L3轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備帶來(lái)的時(shí)延與丟包，可顯著提升用戶體驗(yàn)，尤其是對(duì)時(shí)延敏感的快速頻道切換業(yè)務(wù)，以及對(duì)時(shí)延、丟包、帶寬都敏感的AR/VR業(yè)務(wù)。

  虛擬化及多業(yè)務(wù)承載加速接入網(wǎng)與BNG的融合

  SDN&NFV催生OLT與BNG轉(zhuǎn)發(fā)面合一

  目前，電信網(wǎng)絡(luò)的SDN&NFV化已成為趨勢(shì)和共識(shí)。建設(shè)綜合的多業(yè)務(wù)接入邊緣，實(shí)現(xiàn)多業(yè)務(wù)的融合，是未來(lái)城域網(wǎng)、接入網(wǎng)改造的重點(diǎn)。BNG的虛擬化(vBNG)是目前業(yè)界的熱點(diǎn)之一， 存在幾種不同的方案和思路，其中控制面和轉(zhuǎn)發(fā)面分離是目前x86服務(wù)器轉(zhuǎn)發(fā)性能不足條件下廣受認(rèn)同的方案，即控制面采用通用服務(wù)器實(shí)現(xiàn)虛擬化，轉(zhuǎn)發(fā)面采用專(zhuān)用設(shè)備實(shí)現(xiàn)高性能轉(zhuǎn)發(fā)，如圖1所示?？刂泼婢褪菆D中的vBNG部分，這部分基于NFV架構(gòu)實(shí)現(xiàn)虛擬化，通過(guò)業(yè)務(wù)與硬件平臺(tái)的解耦，充分享用通用平臺(tái)帶來(lái)的靈活性、便捷性，減少TCO;業(yè)務(wù)動(dòng)態(tài)創(chuàng)建，能力開(kāi)放，減少業(yè)務(wù)推出時(shí)間，快速響應(yīng)市場(chǎng)要求;軟件的模塊化設(shè)計(jì)和靈活加載促進(jìn)軟件系統(tǒng)靈活可變。

  轉(zhuǎn)發(fā)面則可以此為契機(jī)，實(shí)現(xiàn)OLT設(shè)備與傳統(tǒng)BNG轉(zhuǎn)發(fā)面的融合，避免額外部署專(zhuān)用BNG硬件設(shè)備轉(zhuǎn)發(fā)面。這種方案充分發(fā)揮TITAN設(shè)備高端分布式路由器平臺(tái)架構(gòu)的能力，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)扁平化、降低網(wǎng)絡(luò)改造成本。轉(zhuǎn)發(fā)面通過(guò)SDN架構(gòu)集中控制，部署端到端的管控合一SDN控制器和業(yè)務(wù)編排器，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)端到端的自動(dòng)配置及網(wǎng)絡(luò)的智能和開(kāi)放。OLT與BNG的融合也意味著L3功能下沉至OLT設(shè)備，滿足5G業(yè)務(wù)承載需求，并為將來(lái)CDN下沉至接入機(jī)房做好準(zhǔn)備。

  L3到邊緣滿足5G承載的需求

  5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)將更為扁平化，一些原有及新增的功能(如移動(dòng)邊緣計(jì)算等)將下移，原有典型基于南北匯聚式的流量模式將發(fā)生明顯變化，基于不同5G網(wǎng)元之間的東西向流量交互將顯著增加，譬如gNB和gNB、CU和CU等，東西向流量的時(shí)延要求較高，應(yīng)盡可能靠接入層轉(zhuǎn)發(fā)。這對(duì)于回傳網(wǎng)絡(luò)甚至前傳、中傳網(wǎng)絡(luò)的東西向協(xié)同流量調(diào)度提出了新的需求，需要OLT設(shè)備提供靈活的L3連接，通過(guò)基于SDN集中管控的L3能力，一方面實(shí)現(xiàn)基站協(xié)同流量的就近轉(zhuǎn)發(fā)，最大化協(xié)同增益，另一方面可以為無(wú)線與核心網(wǎng)建立按需實(shí)時(shí)的連接;通過(guò)承載協(xié)議的創(chuàng)新，如引入Segment Routing/EVPN/VxLAN等新技術(shù)，簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、運(yùn)維管理，更好地應(yīng)對(duì)未來(lái)以DC為中心的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)演進(jìn)。

  L3到邊緣為CDN下沉至接入機(jī)房創(chuàng)造條件

  CDN集中部署有利于管理維護(hù)和規(guī)模共享利用。但CDN高置的弊端也有很多，不可避免帶來(lái)匯聚網(wǎng)絡(luò)和城域網(wǎng)絡(luò)的流量壓力，會(huì)增大延時(shí)，如果網(wǎng)絡(luò)擁塞，還會(huì)增大丟包率。這些都不利于大視頻業(yè)務(wù)的高質(zhì)量傳輸，尤其是對(duì)延時(shí)敏感的快速頻道切換業(yè)務(wù)，對(duì)延時(shí)、丟包、帶寬都敏感的AR/VR業(yè)務(wù)。通過(guò)把CDN下沉到接入機(jī)房，就近提供IPTV和OTT視頻業(yè)務(wù)，可顯著提升業(yè)務(wù)質(zhì)量。

  中興通訊全新的TITAN光接入平臺(tái)基于高端分布式路由器架構(gòu)，支持大容量用戶接入，支持匯聚交換機(jī)功能，支持內(nèi)置OTN，支持BNG轉(zhuǎn)發(fā)面，可實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的融合與網(wǎng)絡(luò)的扁平化;支持內(nèi)置OTN，可滿足5G及大視頻業(yè)務(wù)對(duì)大帶寬、低延時(shí)的承載要求;支持BNG轉(zhuǎn)發(fā)面融合至OLT，可滿足5G及大視頻業(yè)務(wù)對(duì)L3下沉至OLT邊緣的需求。

  作者: 江曉林 (中興通訊)