運營商為何需要CO重構

　　在過去的10年中，運營商網絡逐漸完成了光進銅退的改造，OLT、PTN、IP RAN等依賴光纖構建的接入網絡，極大地提升了網絡業務承載能力。但是由于互聯網業務的蓬勃發展，運營商面臨商業模式和技術的雙重挑戰：

　　傳統語音、多媒體業務在面對互聯網公司社交軟件、各類應用系統的競爭中處于下風，比如短信業務已經多年持續下降;

　　新業務拓展無力，除了運營體制的原因外，基礎設施和技術架構也不滿足云化時代業務快速迭代改良的要求;

　　連接型管道業務單一，缺乏業務增值手段，差異化能力不足。

　　電話端局(Central Office)曾經是電信運營商的重要基礎設施，隨著全光網絡建設和PSTN的退網，如何盤活CO資源成為運營商的重要課題。

　　對比BAT等互聯網公司和電信、移動、聯通等運營商的數據中心布局，可以發現互聯網公司的超大規模數據中心在機房數量、機架規模方面并不遜色于運營商，而且憑借著標準化、模塊化、DevOps(開發運營一體化)等特點，互聯網公司還具備領先性。但在邊緣機房布局上，運營商CO占據了最靠近用戶的位置。這些位置能提供低時延、大帶寬的業務屬性，這在OLT+BRAS的FTTH部署中已經得到了充分驗證。這種優勢僅表現在運營商的測速網站上是不夠的，需要通過引入云、SDN、NFV等關鍵技術進行CO重構，通過數據中心化的CO增加自動化、開放性等屬性，才能盤活CO資源，將這種位置優勢變現。此外工業互聯網、家庭物聯網、AR/VR等新的領域，為了保證交互體驗和綠色節能，將需要大量的邊緣輔助計算能力，CO重構也為此類新業務拓展提供了基礎能力。

　　SDN實現能力的分層解耦

　　使用傳統的專用網絡設備進行業務開發，常被詬病開發周期長，主要是由于設備商包攬了從理解業務流程、開發控制協議、提供私有接口，到集成測試驗證的全過程，觸一發而動全身，在設備商能力存在短板時，就會顧此失彼。

　　新一代OLT(光線路終端)，如中興通訊的TITAN，導入SDN技術，實現了控制和轉發面分離的架構，通過分層解耦，將能力分布到業務編排、網絡控制、基礎設施提供3個層面，各層面之間按能力集交付，各自獨立開發、驗證、發布。

　　SDN軟件定義網絡的起源和OpenFlow密切相關，但發展到今天已經有多種技術流派，遠遠超出了OpenFlow的范疇。現在SDN的內涵已經極大地延伸，所有具有開放接口、自動化集中管理/控制的系統都打上了SDN的標簽。一個理想SDN系統的能力集，將包括集中的控制、管理、編排、策略和自動化能力，以及分布式的轉發和感知能力。實現理想的SDN系統，將是一個漫長的網絡演進過程。

　　中興通訊新一代OLT TITAN按照面向未來網絡的分層架構中的基礎設施設計(見圖1)。

　　在基礎設施提供層，TITAN展示了中興通訊作為傳統OLT廠商核心的PON硬件能力。單一平臺融合了IEEE10G EPON系列、以太網系列、ITU-T XG(S)PON系列、NGPON2系列的多種接入技術;提供超大容量L1傳輸、L2交換、L3路由轉發能力;提供滿足IETF NVO3架構的租戶隔離方案，支持Overlay方式組網，終結VxLAN、IP GRE、MPLS PW、PPPoE等各種業務隧道。

　　在網絡控制層，UME(即Unified Management Expert)展示了中興通訊作為SDN/NFV軟件廠商，向云原生軟件開發的轉變。UME實現了管理和控制能力的集約化部署。管控的對象第一類是TITAN OLT，第二類是現網的C300系列OLT，第三類是MDU或其他廠商的接入網設備。UME為業務編排層提供了單一接入網絡管理域的統一入口。

　　基礎設施提供層和網絡控制層已經實現了初步的解耦，UME可以部署在采用云技術重構的CO數據中心中。TITAN OLT可以掛接在CO數據中心的Leaf交換機下，通過遠端接入模式，部署在遠端接入機房，由大容量以太網或OTN傳輸作為回傳通道;或通過本地接入模式，直接部署在CO數據中心機房，本地直連Leaf交換機。NetConf協議和YANG模型將被TITAN OLT優先實現，并作為初步的能力集交付給駐留在CO中的網絡控制層使用。一些運營商已經開始用自己開發的控制器原型，通過NetConf/YANG接口對TITAN進行編程，來評估一些新開發的業務。

　　NFV技術實現NaaS(網絡即服務)

　　以數據中心架構重構的CO，除了提供一般數據中心的IT類應用能力，還將提供運營網絡相關的功能，如網絡安全類、網絡連接類、網絡智能類的應用等。此外，DevOps快速迭代的業務開發模式，也需要NFV技術來體現。NFV技術本身就來源于云計算技術，NFV架構的核心是運營各種虛擬網絡功能(VNF)。VNF的軟件并不依賴專用的網絡設備進行開發，運營時，無論專用的轉發設備，還是白盒的轉發設備，都可以通過分層解耦后的能力抽象被VNF作為資源使用，TITAN OLT為這些VNF提供高性能的轉發資源。

　　如圖2的應用場景，vCPE、UME、VDC-C等各種VNF分工協作，通過端到端的業務自動化，為每個使用網絡的用戶提供按需定制的服務。

　　SFU/HGU放裝時，預配VLAN線路連接到OLT-U。OLT-C(控制面部件)運行在裸服務器或由TECS(VIM)加載到虛機上運行;

　　家庭用戶通過自服務網站訂購業務;

　　家庭用戶在自己的租戶網絡內開通vCPE(一種VNF)業務的需求指派到NFV-O，NFV-O通過TECS獲得為該用戶實例化的vCPE的網絡位置;用戶VLAN線路信息和vCPE網絡位置信息都傳遞給SDN-O;

　　SDN-O分解網絡連接域，其中連接用戶的任務指派給OLT-C、VDC-C完成。

　　VNF是為數據中心虛擬網絡環境下的租戶提供服務的。右側的VNF是為每個家庭客戶服務的vCPE，它比較適合用容器化的VNF實例實現?？刂芓ITAN OLT的UME，可能只服務于1個網絡運營商，所以把它看成由裸服務器集群或虛機集群實現的VNF實例比較合適。

　　這種由一組虛擬網絡功能有序編排后提供的定制服務就是NFV技術期望達成的網絡即服務(NaaS，Network as a Service)的能力。

　　通過SDN技術，CO重構后的網絡將實現分層解耦，TITAN將在分層結構中作為實現大帶寬、多接入技術融合的網絡基礎設施。CO重構的目標之一是為每用戶提供定制的網絡功能，即NaaS能力，這需要通過NFV技術來實現，為了保證這些網絡功能(VNF)的轉發性能，TITAN將作為可被各種VNF使用的快速轉發資源。

　　作者：刁淵炯 中興通訊FN產品規劃總工