OLT切片技術(shù)，實(shí)現(xiàn)接入網(wǎng)資源共享

  光纖寬帶歷經(jīng)十年的高速發(fā)展，業(yè)務(wù)范圍已從傳統(tǒng)的家庭寬帶接入逐步擴(kuò)展到企業(yè)專線接入、移動(dòng)基站承載等多個(gè)領(lǐng)域。在傳統(tǒng)接入網(wǎng)建設(shè)中，不同運(yùn)營(yíng)商、不同業(yè)務(wù)部門通常分別建設(shè)網(wǎng)絡(luò)并獨(dú)立運(yùn)營(yíng)，極大增加了建設(shè)周期和成本。如何實(shí)現(xiàn)接入網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施共享以提升利用率和降本增效，成為光接入網(wǎng)建設(shè)的熱門話題。采用現(xiàn)有的VLAN、VPN等傳統(tǒng)業(yè)務(wù)隔離技術(shù)，在實(shí)際部署中存在資源不足、規(guī)劃困難、容量提升相互影響等諸多問(wèn)題，切片技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。

  在電信網(wǎng)絡(luò)中，切片是用來(lái)對(duì)物理網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行邏輯劃分，在一臺(tái)物理設(shè)備上虛擬出多臺(tái)邏輯設(shè)備，從而減少網(wǎng)絡(luò)重復(fù)投資，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)匯聚、安全隔離和差異化服務(wù)的一種創(chuàng)新技術(shù)，又稱為網(wǎng)絡(luò)切片。在光接入網(wǎng)絡(luò)中，網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)和應(yīng)用主要體現(xiàn)在OLT設(shè)備上，通過(guò)將一個(gè)物理OLT虛擬為多個(gè)切片OLT，實(shí)現(xiàn)接入機(jī)房、OLT、ODN等關(guān)鍵資源的共享，滿足不同業(yè)務(wù)種類、不同客戶的差異化服務(wù)和獨(dú)立運(yùn)維管理的需求，實(shí)現(xiàn)投資價(jià)值最大化。

  OLT切片技術(shù)的應(yīng)用場(chǎng)景

  OLT切片的主要應(yīng)用場(chǎng)景有多業(yè)務(wù)共享接入和多個(gè)運(yùn)營(yíng)商共享接入兩種。

  -多業(yè)務(wù)共享接入

  多種業(yè)務(wù)共享接入，指某運(yùn)營(yíng)商在某區(qū)域采用同一個(gè)OLT設(shè)備接入多種類型業(yè)務(wù)，如固定網(wǎng)絡(luò)的家庭寬帶、企業(yè)專線接入以及移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的4G/5G基站承載(見圖1)。

  運(yùn)營(yíng)商可以根據(jù)業(yè)務(wù)開展模式選擇適宜的切片顆粒度，如按PON板、PON口、ONU或混合模式進(jìn)行切片;也可以根據(jù)不同業(yè)務(wù)的管理運(yùn)維需求，選擇PON板/PON口顆粒度的切片模式，各業(yè)務(wù)部門OSS系統(tǒng)可獨(dú)立進(jìn)行管理，簡(jiǎn)化業(yè)務(wù)自動(dòng)發(fā)放、管理運(yùn)維等OSS新開發(fā)和對(duì)接流程。

  -多個(gè)運(yùn)營(yíng)商共享接入

  多個(gè)運(yùn)營(yíng)商共享接入，指在某區(qū)域采用同一個(gè)OLT設(shè)備面向多個(gè)運(yùn)營(yíng)商提供接入服務(wù)(見圖2)。其中，擁有OLT設(shè)備的運(yùn)營(yíng)商叫基礎(chǔ)架構(gòu)運(yùn)營(yíng)商，共享OLT設(shè)備開展業(yè)務(wù)的運(yùn)營(yíng)商叫虛擬網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商?；A(chǔ)架構(gòu)運(yùn)營(yíng)商根據(jù)與各虛擬運(yùn)營(yíng)商的商業(yè)運(yùn)營(yíng)模式選擇適宜的切片顆粒度，對(duì)物理OLT進(jìn)行邏輯分拆，將指定的資源交付給虛擬運(yùn)營(yíng)商獨(dú)立運(yùn)營(yíng)。

  從簡(jiǎn)化管理和運(yùn)維層面，基礎(chǔ)運(yùn)營(yíng)商可采用PON板/PON口切片顆粒度進(jìn)行切片，對(duì)接各虛擬運(yùn)營(yíng)商OSS系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)自動(dòng)發(fā)放和運(yùn)維，共享OLT設(shè)備、接入機(jī)房或部分管道資源。

  從最大化共享接入網(wǎng)基礎(chǔ)資源層面，基礎(chǔ)運(yùn)營(yíng)商可采用ONU級(jí)切片顆粒度進(jìn)行切片，對(duì)接各虛擬運(yùn)營(yíng)商OSS系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)獨(dú)立發(fā)放和運(yùn)維，除共享OLT設(shè)備、接入機(jī)房外，還可共享光纖管道、ODN光纖等更多關(guān)鍵資源?；A(chǔ)運(yùn)營(yíng)商實(shí)現(xiàn)投資價(jià)值最大化，用戶也可自主選擇心儀的運(yùn)營(yíng)商寬帶接入和服務(wù)。

  -OLT切片技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方案

  引入切片技術(shù)，在物理OLT上可創(chuàng)建多個(gè)切片，資源可按需分配、重用及回收，各切片可獨(dú)立部署業(yè)務(wù)和運(yùn)維管理，切片間相互隔離，實(shí)現(xiàn)了接入網(wǎng)資源的共享。

  -資源按需分配&重用

  OLT設(shè)備可被切分的資源主要包括物理和邏輯資源。物理資源包括上聯(lián)口、PON板、PON口、P2P口、ONU等，邏輯資源包括VLAN、組播、MAC、ACL等硬件轉(zhuǎn)發(fā)表項(xiàng)，這些資源可按需分配并獨(dú)享，避免切片間搶占。在業(yè)務(wù)開展初期，用戶可根據(jù)業(yè)務(wù)規(guī)劃分配與之匹配的資源，后期視業(yè)務(wù)發(fā)展情況進(jìn)行擴(kuò)展或釋放資源。

  切片間網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)可重用，例如VLAN ID和用戶IP地址，不同切片不會(huì)沖突，便于各業(yè)務(wù)部門獨(dú)立規(guī)劃，避免資源沖突。不同切片也可以采用相同的設(shè)備IP地址來(lái)管理設(shè)備。

  -獨(dú)立&隔離的管理、控制和轉(zhuǎn)發(fā)平面

  物理OLT被切片后，各OLT切片有相應(yīng)的上聯(lián)和用戶接口資源。為了切片之間業(yè)務(wù)完全隔離，各切片的管理面、控制面和轉(zhuǎn)發(fā)面均相互獨(dú)立，實(shí)際上是物理設(shè)備相關(guān)功能實(shí)體的實(shí)例化，不同實(shí)例之間水平隔離。各切片也獨(dú)享操作系統(tǒng)抽象出來(lái)的CPU、進(jìn)程、數(shù)據(jù)庫(kù)、文件等軟件資源。

  管理面：各切片有獨(dú)立的帶內(nèi)管理通道、管理IP、系統(tǒng)MAC，有各自的SNMP、CLI、FTP、NTP、NetConf協(xié)議實(shí)體，有獨(dú)立的配置文件。

  控制面：各切片有獨(dú)立的IGMP、DHCP以及動(dòng)態(tài)路由協(xié)議。

  轉(zhuǎn)發(fā)面：各切片有獨(dú)立的L2&L3轉(zhuǎn)發(fā)引擎，獨(dú)立的VLAN和MAC表配置。

  因設(shè)備管理面、控制面、轉(zhuǎn)發(fā)面多實(shí)例化會(huì)造成計(jì)算和存儲(chǔ)開銷顯著增加，OLT設(shè)備不僅需在平臺(tái)架構(gòu)上支持多實(shí)例化切片，還需要有大容量的內(nèi)存和良好的CPU性能。因此，業(yè)界基本都在新一代OLT設(shè)備上提供切片功能。

  相比在物理OLT上劃分邏輯通道的傳統(tǒng)業(yè)務(wù)隔離技術(shù)，如VLAN、VPN技術(shù)，采用切片實(shí)現(xiàn)了切片域之間轉(zhuǎn)發(fā)通道和控制通道的完全隔離，一個(gè)切片域內(nèi)發(fā)生的網(wǎng)絡(luò)安全攻擊和設(shè)備故障不會(huì)對(duì)其他切片域造成影響，如MAC洪泛攻擊。從安全隔離等級(jí)來(lái)說(shuō)，切片通過(guò)管理面、控制面、轉(zhuǎn)發(fā)面的隔離達(dá)到了準(zhǔn)物理隔離，是更高維度的安全隔離技術(shù);在切片域內(nèi)部，仍然可運(yùn)用VLAN、VPN等傳統(tǒng)技術(shù)手段進(jìn)行鏈路級(jí)別的安全隔離。此外，ONU級(jí)切片共享PON口，PON口級(jí)切片共享PON板，安全隔離等級(jí)高低依次為PON板切片、按PON口切片、按ONU切片。

  OLT切片技術(shù)的現(xiàn)網(wǎng)部署建議

  實(shí)際部署OLT切片時(shí)，運(yùn)營(yíng)商需對(duì)切片OLT采用與原OLT一致的維護(hù)管理，對(duì)接OSS系統(tǒng)以實(shí)現(xiàn)切片的業(yè)務(wù)發(fā)放、告警處理和故障派單處理等。這些是現(xiàn)網(wǎng)應(yīng)用的重點(diǎn)和難點(diǎn)，需結(jié)合現(xiàn)網(wǎng)情況統(tǒng)籌考慮，盡可能簡(jiǎn)化對(duì)原流程的影響，具體建議如下。

  -選擇合適的切片OLT管理IP方式

  切片OLT大都支持多IP或單IP方式管理。多IP方式管理對(duì)不同切片采用不同管理IP地址，EMS通過(guò)各自相應(yīng)的IP地址來(lái)管理切片OLT。建議采用多IP方式管理，在資源管理系統(tǒng)中新增并維護(hù)切片的IP地址，可最大程度降低對(duì)OSS流程影響。

  -切片OLT資源提前規(guī)劃和預(yù)部署

  結(jié)合業(yè)務(wù)開展模式選擇合適的切片顆粒度，規(guī)劃好切片的物理和邏輯資源，并將切片的物理資源同步到OSS資源管理系統(tǒng)。如果現(xiàn)網(wǎng)需要端到端管理切片，則應(yīng)該制定切片管理規(guī)范北向指令。

  -選擇合適的告警驅(qū)動(dòng)和性能采集方式

  物理OLT可看到所有切片的告警，并可對(duì)告警進(jìn)行操作;而切片僅可看到自己管轄范圍內(nèi)的告警，并對(duì)告警進(jìn)行操作。物理OLT和切片OLT均可北向?qū)覱SS系統(tǒng)，上報(bào)告警實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化運(yùn)維，實(shí)際應(yīng)用時(shí)需結(jié)合業(yè)務(wù)開展模式選擇合適告警驅(qū)動(dòng)故障派單。

  物理OLT和切片OLT可基于上聯(lián)物理端口或VLAN進(jìn)行性能采集。從數(shù)據(jù)采集和分析復(fù)雜度考慮，建議基于物理端口進(jìn)行性能采集、統(tǒng)計(jì)、分析，資源鏈路信息與以前一致。

  2018年，中國(guó)電信開始首家現(xiàn)網(wǎng)試點(diǎn)OLT切片的多業(yè)務(wù)共享接入應(yīng)用，以期共享接入家庭寬帶、企業(yè)專線等業(yè)務(wù)。各試點(diǎn)省市聯(lián)合OSS和OLT的供應(yīng)商進(jìn)行多方討論，結(jié)合現(xiàn)網(wǎng)開展業(yè)務(wù)種類、開展模式以及試點(diǎn)對(duì)OSS改造難度等，最終選擇了PON板/PON口顆粒度的切片模式進(jìn)行試點(diǎn)，驗(yàn)證OLT切片功能并探索自動(dòng)業(yè)務(wù)發(fā)放、運(yùn)維流程。中興通訊積極響應(yīng)，全面參與浙江、江蘇、湖南等多省市的現(xiàn)網(wǎng)10G-EPON、Combo PON切片應(yīng)用試點(diǎn)。

  中興通訊新一代光接入旗艦平臺(tái)TITAN具備完整的切片能力，支持按PON板/PON口/ONU顆粒度及混合模式進(jìn)行切片，可為不同切片合理分配各種物理和邏輯資源，確保切片差異化的服務(wù)質(zhì)量，滿足家庭寬帶、企業(yè)寬帶以及移動(dòng)承載等多業(yè)務(wù)接入需求。

       作者：余平芝 中興通訊