在互聯網+、M2M以及新商業模式的影響下,新變化、新需求層出不窮,運營商的電信網絡面臨著前所未有的新形勢。特別是面對OTT業務的攻城略地,運營商的處境越來越艱難,傳統封閉、壟斷的通信行業正遭遇巨大轉型壓力。傳統的網絡和模式已難以為繼,網絡架構變革迫在眉睫。
新形勢下未來網絡需要具備一些特征,如:網絡容量快速伸縮、動態多實例、更低的成本、實現自動運維和業務編排、網絡能力開放、大數據智能分析等。而目前業界普遍關注的NFV(網絡功能虛擬化)的特性與未來網絡特性重合度非常高。
NFV實現了IT與CT技術結合,采用虛擬化技術實現了軟件和硬件的解耦,能夠滿足運營商的迫切要求。一方面,運營商通過NFV技術實現網絡資源的有效利用,加快部署速度,大幅縮短新業務的上線周期,更好地提升用戶滿意度;另一方面,可實現分層的設施管理和網絡維護,進行動態的資源調度和設備節能,大幅降低網絡建設和維護成本。
由此可見,電信網絡云化(NFV)是網絡變革的必然選擇。
NFV引入場景分析
電信網絡非常復雜,接入層有各種固網和無線接入方式,承載網有各種各樣的應用場景,核心網業務側有各種復雜的控制網元和業務網元。電信網絡的各層面均可引入NFV,但是不同場景收益有差異。根據NFV引入后業務的增速和TCO節省兩個維度進行綜合分析,可以得到NFV引入價值矩陣圖(見圖1)。
由圖1可見移動核心網和業務網引入NFV價值高,主要是由于網元接口都實現了IP化,控制網元可以集中部署,有助于快速開展業務、降低TCO。
NFV商用時間預期
咨詢公司的調研報告顯示:2015年將成NFV商用元年,全球90%以上運營商將部署或驗證NFV;重點考慮的場景是vIMS/vEPC、Service chain、vCDN、VE-CPE等。
NFV已經過了最初的觀望期,從關注概念,到關注技術、架構、成功案例,再到現場驗證,甚至是商業部署,NFV已經逐步融入到電信業中,進入了網絡部署的快車道。
運營商網絡轉型正處于一個加速的過程,全球主流運營商正在快速部署NFV,如AT&T的Domain 2.0、Telefonica的UNICA、德國電信的Terastream 2020、沃達豐One Cloud項目等。ETSI NFV ISG PoC項目已經超過了30個。
NFV整體發展路線
根據現有的NFV發展情況和5G規劃來看,支撐云業務的NFV整體路線可以歸納為4個階段,實現從虛擬化到云化,打造可持續創新的電信網絡。每個階段的重點工作如下。
● 第一階段,虛擬化階段:軟硬件解耦,實現網元虛擬化;
● 第二階段,IaaS階段:底層資源池化,實現網絡功能虛擬化,進一步降低成本;
● 第三階段,PaaS階段:網絡開發可編程,從網元中抽取部分公共組件,逐步實現服務編排,通過service chain支持業務的快速動態調整;
● 第四階段,XaaS階段:最終實現全網全組件化,實現經營創新。
基于SDN/NFV的目標電信網絡架構
從SDN/NFV的整體發展情況看,電信網絡的接入、核心控制和業務逐步都會向NFV上轉移,通過編排,按需形成所需的網絡服務,而且未來,電信服務也會呈現出更開放的形態,以便更多用戶能夠使用到差異化的電信服務,讓更多第三方可以參與到差異化服務的開發和定制。根據SDN/NFV虛擬化、IaaS、PaaS、XaaS的發展線路,未來的電信網絡架構演進遠期目標架構如圖2所示。
隨著客戶對網絡定制化需求的日益繁多,運營商需要一種更為靈活的網絡來滿足客戶這種越來越多樣化的需求,組件化和全方位的能力開放成為必須。一方面,網絡的能力會根據不同客戶要求被切分成粒度更細的各種功能組件,另一方面這些組件又可以通過開放出去的接口被第三方合作伙伴和客戶調用,用于創建自己的vDC和虛擬服務專網。
雖然各級DC的硬件資源依然對外共享,但網絡服務的架構和內容不再單一,而是形成了一個個按客戶需求定制的網絡服務切片。這些服務切片,既能更好地滿足不同用戶的差異化需求,又因為服務組件和資源可以得到充分利用,不存在功能過剩的情況,因此網絡成本也會得到極大的降低。
目前5G研究和發展的思路也正沿著與此相同的方向發展。因此以組件化和運營商網絡能力全面開放為支撐的虛擬化專網(網絡切片),必將成為未來包容2G/3G/4G/5G網絡接入能力的遠期架構目標。
中興通訊端到端NFV解決方案
中興通訊端到端的NFV解決方案由MICT-OS和Elastic Cloud Service兩大組件構成,如圖3所示。
Elastic Cloud Service構建在DC之上,處于整個網絡的業務層,用于為用戶提供更豐富更個性化的業務;MICT-OS是融合電信運營商運維系統,用于管理業務層和承載層,實現按需的業務編排,根據用戶的需求,整網的資源情況采取最優的策略,實現業務的快速部署和資源的最大化利用,快速構建定制化網絡,有效降低建網成本。
中興通訊一體化vCN(Unified vCN)方案在NFV的基礎上進一步實現核心網不同網元實體的子功能組件自由組合,滿足不同業務場景和演進需要。
通過對網元的重構,vCN不再以一個個標準網元虛擬化的形式出現,相關組件可以根據不同應用場景和用戶需求進行靈活組合和定制裁剪,形成針對不同應用場景的云化核心網。
vCN的三層架構(SOA Framework Based)分為數據層、公用層和應用層:業務數據分離、控制面用戶面分離;應用層與公用層實現無狀態設計,實現組件間的低耦合。
通過組件間內部交換及公共模塊抽取整合,進一步降低虛機資源消耗、處理時延和網元間互通難度。這樣,不但部分公共模塊可以得到合并,如接口模塊、Diameter、GTP等信令模塊,而且原來網元間的接口也變成了各業務功能模塊間的消息接口,資源使用和接口等都可以得到極大簡化和一體化,vCN的高集成度使小型化虛擬核心網絡部署更快捷、更方便。
vCN方案具備如下特點。
● 更高性能:全主用業務處理模式,整機性能是傳統架構的2倍;
● 高可用性:多模塊分布式,每份數據都實現了M份備份;
● 伸縮性更強:無縫在線進行Scale in/out,伸縮容時長為秒級;
● 擴展性強:增加任何新應用,并不會對已有的系統產生較大影響;
● 易維護:實現快速發布版本和升級版本;
● 用戶體驗:無縫在線軟件升級(ISSU)、無縫彈性伸縮,對用戶零影響。
中興通訊Cloud UniCore云化核心網解決方案遵循行業最新標準,并且積極推動NFV和SDN開源生態系統。目前,中興通訊已加入70多個標準化組織,提交了20000多個提案,在中國、歐洲和美國申請了30000多個相關專利,是網絡虛擬化的主要推手。此外,中興通訊與業界主流廠家HP、Dell、Cisco、VMware、Redhat、Wind river、CYAN、Overture等展開合作,致力于打造開放與標準化的虛擬化網絡。
同時,中興通訊和國內和國際主流運營商進行廣泛合作,協助運營商實現業務轉型。中興Cloud UniCore已在全球市場獲得3個商用局和15個PoC(Proof of Concept)測試,幫助運營商構筑持續創新的智慧網絡。