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1、寬帶核心網(BNC)白皮書寬帶核心網(寬帶核心網(BNCBNC)技術白皮書技術白皮書中國聯合網絡通信集團有限公司2024 年 7 月寬帶核心網(BNC)技術白皮書版權聲明版權聲明本報告版權屬于中國聯合網絡通信集團有限公司,并受法律保護。轉載、摘編或利用其他方式使用本報告文字或者觀點的,應注明“來源:中國聯合網絡通信集團有限公司”。違反上述聲明者,本公司將追究其相關法律責任。聯合編寫單位聯合編寫單位(排序不分先后):華為技術有限公司、中興通訊股份有限公司、新華三技術有限公司、上海諾基亞貝爾股份有限公司編寫組成員編寫組成員(排序不分先后):傅強,呂洪濤,唐雄燕,李海波,王澤林,王海軍,白文其,徐博
2、華,朱琳,張玉桃,花榮榮,陳遲馨,肖湘光,繆一民,張學茹,韓博文,張冬月寬帶核心網(BNC)技術白皮書目錄目錄一、寬帶業務發展的新機遇、新挑戰.2(一)新機遇.2(二)新挑戰.3二、重構固定寬帶網絡架構,面向業務一體化運營.6(一)固定寬帶網絡架構及存在的問題.6(二)重構固定寬帶網絡架構.7(三)寬帶核心網(BNC)發展愿景.10三、寬帶核心網(BNC)技術演進.11四、寬帶核心網(BNC)系統架構.15(一)管理面.151 網元管理.162 業務編排.163 智能運維.164 數字孿生.16(二)控制面.171 接入控制.172 智能策略.17寬帶核心網(BNC)技術白皮書3 智慧運營.1
3、84 服務化架構.18(三)用戶轉發面.211 轉發控制.212 智能感知.223 安全自愈.22(四)智能算力底座.22五、寬帶核心網(BNC)關鍵技術.24(一)轉控分離.24(二)服務化架構.25(三)信令化業務控制.27(四)用戶永遠在線.281 CP 異地 1+1 熱備.282 雙 CP 中斷極限逃生.293 UP 異地溫備池化.29(五)內生網元智能.301 智能應用識別.322 智能流量轉發策略.33寬帶核心網(BNC)技術白皮書3 智能業務質量分析與保障.33六、寬帶核心網(BNC)業務場景.36(一)典型組網方案.361 UP1+1 溫備模型.362 UP3+1 溫備模型.3
4、6(二)典型業務場景.381 專線信令化承載.382 智能業務加速.403 IPv6 濃度分析.414 綠色上網服務.425 用戶邊緣云網一體服務.426 政企固移融合邊緣云業務.427 企業專線移機不換 IP 地址.438 智算業務入算服務.44七、未來展望.46附錄 I 縮略語列表.47寬帶核心網(BNC)白皮書-1-前 言我國“十四五”規劃和 2035 年遠景目標綱要將未來網絡作為六大未來產業之一,未來網絡是新質生產力的重要組成部分。建設更快捷、更智能、更安全的下一代互聯網,提供高品質、高安全、可定制的差異化服務成為未來網絡的演進方向。寬帶網絡作為我國經濟社會發展的戰略性公共基礎設施,是
5、實施網絡強國、數字中國戰略的重要承載底座。隨著新一輪科技革命和產業革命不斷深入,寬帶業務從單一型的 ToH 互聯網上網業務向復合型的 ToB/ToH 業務轉變。業務場景多元、業務需求多變,需要寬帶網絡提供更靈活的業務控制能力、更快速的業務創新能力、更安全的業務保障能力。中國聯通基于業務需求的變化和以客戶為中心的經營理念,提出“寬帶核心網”概念,將寬帶網絡的核心能力從業務接入能力轉變為業務控制、創新和運營能力,并逐步向“移動核心網”能力看齊。本白皮書分析了寬帶業務發展面臨的新機遇和挑戰,提出基于服務化架構和智能算力底座,構建靈活、高效、智慧、安全的寬帶核心網的發展愿景,并對寬帶核心網系統架構、關
6、鍵技術做了詳盡介紹。白皮書還探討了寬帶核心網多樣化的典型業務場景,為寬帶業務創新和方案設計提供參考。最后,白皮書對寬帶核心網未來發展作出展望,同時誠邀業界同仁攜手并進,共同推進面向 6G 的空天地固移融合網絡演進,為推動互聯網 2030、實現網絡強國和數字中國貢獻力量。寬帶核心網(BNC)技術白皮書-2-一、一、寬帶業務發展的新機遇、新寬帶業務發展的新機遇、新挑戰挑戰隨著互聯網的快速不斷發展和智慧家庭終端的大規模普及,中國三大運營商在寬帶智能業務上的探索都取得了顯著的進展。截至2024 年 2 月,我國固定寬帶用戶數達 6.43 億戶,其中 FTTH 用戶占比 95.4%,百兆以上用戶占比 9
7、4.5%。城鄉差距急劇縮小,東中西部滲透率差異小于 1%,基本實現寬帶互聯網接入平權。近年來,智慧家庭增值業務逐漸成為運營商寬帶收入的增長引擎。隨著互聯網應用和物聯網的發展,對寬帶網絡提出大量的新需求,也給運營商寬帶網絡運營帶來新的機遇和挑戰。(一)(一)新機遇新機遇從政策層面看從政策層面看:隨著“新基建”戰略的深入實施,5G 網絡和寬帶網絡已經實現從百兆向“雙千兆”升級,“雙千兆”也成為支撐經濟社會高質量發展、構建新發展格局的新型基礎設施的關鍵環節。工信部通過持續開展“千兆追光計劃”等活動,深入推進千兆光網創新應用,強調加快千兆行業專網建設,圍繞工業、教育、醫療等重點領域,開展典型場景建設應
8、用試點示范。寬帶網絡面臨新的發展機遇,通過固移融合、邊緣云網協同等業務創新,不僅提供家庭用戶互聯網連接,還將在工業互聯網、智慧城市和智慧鄉村等領域發揮重要作用。從互聯網演進看:從互聯網演進看:下一代互聯網將以 IPv6 為基礎協議,國內移動互聯網的 IPv6 流量占比已超 60%,固網互聯網 IPv6 流量占比達寬帶核心網(BNC)技術白皮書-3-到 20%。寬帶網絡作為固網互聯網的用戶觸點網絡,是推動互聯網向 IPv6 演進的關鍵,寬帶網絡需要加強從終端到網關優先支持 IPv6訪問的能力,并加速優化 IPv6 業務性能。未來網絡將是空天地一體化的網絡,以“星鏈”為代表的衛星互聯網已經顯示出巨
9、大的生命力,我國近年持續大力發展衛星互聯網。IMT-2030 提出的 6G 網絡愿景中,明確提出空天地立體廣域覆蓋通信網絡提供泛在聯接的方向,因此,固定寬帶網絡面臨向空天地融合網絡發展的新機遇。從業務需求看:從業務需求看:隨著政策的驅動、IPv6 技術的推廣、互聯網新應用和中/高速物聯網的發展,人們對于固定寬帶網絡的訴求從簡單的家庭互聯網連接,向家庭、政企、園區等復合型應用場景的方式轉變,向固移融合的互聯網服務轉變。從傳統的語音、電視、互聯網應用向人人/人機/現實與虛擬間文本、語音、圖像、視頻、語義等多種模式應用演進。多元化的業務場景、多變的業務需求,需要寬帶網絡提供更靈活的業務控制能力、更快
10、速的業務創新能力,以及更安全的業務保障能力。(二)(二)新挑戰新挑戰新的發展機遇,給當前寬帶網絡技術和運營組織體系帶來諸多新的挑戰。運營理念的挑戰運營理念的挑戰:寬帶業務場景和需求多元化,要求運營商從面向網絡建設和運維向面向業務和客戶服務轉型,對寬帶網絡的架構和寬帶核心網(BNC)技術白皮書-4-運營模式都帶來巨大的挑戰。服務體驗的挑戰服務體驗的挑戰:盡管寬帶技術不斷進步,但針對不同用戶、不同業務的不同顆粒度的差異化服務能力較弱,寬帶逐漸被管道化。如何讓網絡與業務深度耦合,提供更高效、更穩定的服務,提高不同客戶的服務體驗成為運營商面對的新挑戰。服務能力的挑戰:服務能力的挑戰:業務場景從傳統的家
11、庭上網,向家庭組網(FTTR 等)、智慧家庭(視頻監控、家居/家電遙控、資源共享等)、專項應用質量保障(辦公業務保障、視頻和游戲保障等)、綠色安全上網、邊緣云網服務等多元化業務轉變;從傳統的企業上網,向智能制造、工業互聯網、智慧社區、智慧城市、智慧醫療、遠程教育多場景轉變。對運營商快速業務創新能力、差異化端到端網絡資源調配、邊緣算網融合等業務控制能力、智能自動化的運營服務能力提出了更高的要求。智能運營的挑戰:智能運營的挑戰:運營商的運營理念正從面向網絡 KPI 的運營,向面向用戶和業務的價值運營轉變,需要寬帶網絡有更高階的智能化技術和平臺,提供更強的業務識別、判斷、智能分析和策略部署能力,從而
12、實現差異化保障能力,為用戶、業務提供更好的應用體驗。運營能效的挑戰運營能效的挑戰:隨著技術的進步,寬帶網絡設備容量越來越大、能力越來越強,如何優化網絡架構和傳輸方案,降低運維復雜度,提高網絡可靠性和性能,并同步減少網絡單位能耗和成本,是運營商面寬帶核心網(BNC)技術白皮書-5-臨的又一挑戰。網絡安全的挑戰:網絡安全的挑戰:2023 年我國遭受惡意軟件攻擊總次數達281.4 億次,比 2022 年的 246.3 億次增長了 14.3%,用戶的個人隱私和信息安全面臨風險;網絡安全法對互聯網內容治理做出明確的規范,但仍有大量不良內容以多種方式充斥互聯網;隨著網絡應用的廣泛和深入,網絡安全威脅也在不
13、斷增加,為客戶提供更有安全保障的互聯網連接和服務也成為運營商寬帶網絡發展面臨的一個重要課題。寬帶核心網(BNC)技術白皮書-6-二、二、重構固定寬帶網絡架構,面向業務一體化運營重構固定寬帶網絡架構,面向業務一體化運營(一)(一)固定寬帶網絡架構及存在的問題固定寬帶網絡架構及存在的問題在運營商網絡中,固定寬帶網絡常常分為終端、寬帶接入網、IP城域網、運營支撐系統四大部分,如圖 1 所示。圖 1 傳統固定寬帶網絡架構寬帶接入網主要完成面向客戶的接入。目前國內運營商已經全面實現全光接入,PON 是主要的寬帶接入技術。BNG 設備是寬帶接入網和互聯網的銜接點,通常采用分布式部署模式,分散部署在城域網中
14、的匯聚節點。在功能上 BNG 是用戶注冊和接入互聯網的門戶,是控制用戶接入網絡和接入能力的策略執行點。但在網絡結構上,BNG 設備是 IP 城域網的邊緣設備。運營商對BNG 的網絡屬性比較關注,但對 BNG 作為用戶接入網關的業務屬性相關的研究較少。網絡運營支撐系統通常包括:1)用戶認證鑒權和計費系統(一般稱為 AAA 系統),是用戶接入網絡和接入能力策略控制點。寬帶核心網(BNC)技術白皮書-7-2)地址分配系統,在傳統的網絡架構中,針對 PPPoE 業務,由 BNG 在配置規劃好的地址池中隨機為用戶分配地址;針對IPoE 業務,一般由 DHCP 服務器為用戶分配地址。3)面向網絡運維的終端
15、和網絡管理系統,面向業務運營的服務開通系統、號線系統等,分屬不同的專業管理。隨著業務和應用的發展,傳統寬帶網絡架構不利于面向業務運營的問題愈發突出,主要表現在:1)傳統分段化寬帶網絡組織管理模式下,不同專業間協同困難,網絡采用預配置模式,面向業務需求的靈活調度和調整能力弱。2)缺乏集中、完善的網管系統和業務控制系統,面向業務的運營手段不足,新特性/技術引入需要設備逐臺整機升級,變更全局業務策略時配置周期長、設備版本多、功能差異大。3)BNG 分布式部署,未部署整機保護和跨機房保護手段,單機故障將導致數萬用戶業務中斷,安全隱患大。4)不同區縣業務分布不均,不同 BNG 設備承載的用戶數、流量差異
16、較大,設備整體效能低(設備板卡、端口利用率較低,IPv4 地址資源使用率較低)。(二)(二)重構固定寬帶網絡架構重構固定寬帶網絡架構面對業務發展的挑戰和網絡存在的問題,中國聯通提出對寬帶網寬帶核心網(BNC)技術白皮書-8-絡架構進行重構,將“光接入網+BNG+網絡運營支撐”重構為端到端“寬帶網絡”,實現寬帶網絡端到端一體化運營,重構后的寬帶網絡架構如圖 2 所示。圖 2 端到端寬帶網絡架構重構后的寬帶網絡架構中,BNG 從 IP 網絡中的一個網元,結合寬帶網絡的業務控制能力,演進為寬帶網絡的核心網,這不僅僅是網元專業歸屬的調整,更是寬帶網絡基于面向業務運營的理念,實施的一個重要技術創新。新型
17、寬帶網絡架構的核心特征包括:1)運營組織架構重構:運營組織架構重構:將“光接入網+BNG+網絡運營支撐”由多個不同的運營專業重構為“寬帶網絡”專業,實現寬帶網絡一體化的規建維優營。2)打造寬帶核心網(打造寬帶核心網(BroadbandBroadband NetworkNetwork CoreCore,BNCBNC):BNC 定位為固網寬帶業務的控制中心和基于用戶會話策略的分流錨點,BNC 是新型寬帶網絡的最重要的能力中心;BNC 控制面云化,采用服務化架構,不僅包含寬帶接入網關(BNG)、寬帶核心網(BNC)技術白皮書-9-AAA/DHCP 等網絡功能和業務能力,還包含業務和網絡體驗智能感知、
18、網絡和服務內生安全等新的服務能力,服務化架構下各個核心網功能網元間高效協同為客戶提供服務。3)數據驅動、智能內生:數據驅動、智能內生:新型寬帶網絡增強對網絡和業務數據的采集能力,引入人工智能技術,構建智能算力底座,提供業務層、網絡層、管理層多級智能,實現網絡智慧運維、業務智慧運營,進而增強 NaaS 服務能力。4)網絡即服務(網絡即服務(NetworkingNetworking asas a a ServiceService,NaaSNaaS):通過打造寬帶核心網,將寬帶網絡的核心能力從業務接入能力轉變為業務控制、創新、運營能力,推動業務和產品創新,提升面向業務和客戶的服務能力,提升網絡即服務
19、的運營能力,NaaS 不僅僅將寬帶網絡的互聯網接入連接作為一種可配置的基礎服務,而且還能通過智能的控制平面,基于標準化的網絡能力 API 接口,將網絡的能力開放給上層應用,通過上層應用的調用和集成,為客戶提供融合信息服務(例如算網一體服務、端到端可編程服務、高吞吐低時延端到端入云服務等)。5)向空天地一體化演進:向空天地一體化演進:寬帶網絡和移動網絡均為互聯網的接入網絡,寬帶網絡逐步向移動網絡架構及能力看齊,以服務化架構的核心網為起點,為未來固定網絡和移動網絡、衛星互聯網等融合,實現空天地一體化網絡演進打下基礎。寬帶核心網(BNC)技術白皮書-10-6)高可用性:高可用性:寬帶網絡將從網絡結構
20、、安全、自愈、彈性擴展等方面進行技術和方案的創新,全面提升網絡的可用性。(三)(三)寬帶核心網(寬帶核心網(BNCBNC)發展愿景)發展愿景通過寬帶核心網技術創新,實現從終端到互聯網網關、從業務到網絡的寬帶網絡端到端一體化調度、編排;面向差異化需求的快速產品創新和策略組合實現“端網業”高效協同;與人工智能技術相結合,實現寬帶網絡的立體化端到端(終端、接入網、核心網)智慧運營;與邊緣云、5G 網絡、承載網和新型數據中心協同,提供算網一體化服務。寬帶核心網(BNC)技術白皮書-11-三、三、寬帶核心網(寬帶核心網(BNCBNC)技術演進)技術演進寬帶核心網以 BNG 為基礎,融合寬帶網絡業務控制功
21、能,是寬帶網絡的核心。其中 BNG 自互聯網技術發展以來,面對固網寬帶業務形態和需求持續快速變化,經歷了四次較大的功能和技術演進階段,如圖 3 所示:圖 3 BNG 架構演進1)1)第一階段:第一階段:BRASBRAS 階段階段BRAS是寬帶接入服務器(Broadband Remote Access Server)的簡稱。BRAS 初期主要面向 xDSL 接入方式,轉發內核早期采用ATM 協議,受限于 ATM 架構,BRAS 的每單板的容量只有 622M。隨著 ATM 技術被 IP 技術淘汰,BRAS 轉發技術也快速演進到基于 IP協議的路由器技術?;?PPPoE 機制,完成寬帶用戶的接入認
22、證、授權和計費,分配 IP 地址,并具備簡單的 QoS 控制能力。由于 BRAS的 IP 路由轉發能力和 VPN 的支持能力較弱,因此在 IP 城域網中,運營商通常額外配置 SR 設備負責專線業務的接入,例如 MPLS L2VPN、MPLS L3 VPN 等企業專線以及 IPTV 業務。BRAS+SR 成為寬帶核心網(BNC)技術白皮書-12-這個階段典型的雙邊緣部署模式。2)2)第二階段:第二階段:BNGBNG 階段階段隨著路由器設備技術的進步,BRAS 和 SR 設備本身的技術和能力逐步趨向一致,為了取得運營成本上的優勢,通過業務組合提高服務能力和市場競爭力,運營商開始融合 BRAS 和
23、SR 邊緣網關,BNG應運而生。BNG(Broadband Network Gateway)是寬帶網絡網關的簡稱,基于 IP 路由器技術架構,實現多業務綜合接入。支持PPPoE/IPoE 認證機制,增強面向業務控制的會話能力,提供層次化的 QoS、地址轉換等功能,實現家庭寬帶上網、固定電話、互聯網專線、IPTV 等多業務綜合接入;增強路由器功能,支持 MPLS 協議,支持基于 MPLS 的 L2VPN、L3VPN 業務。3)3)第三階段:轉控分離第三階段:轉控分離 DBNGDBNG 階段階段采用分布式部署 BNG 設備的建設模式下,一個城域網中可能有多個供應商、多種型號、多個版本,開發一項新的
24、網絡業務通常需要對設備進行升級甚至進行設備更換。BNG 設備軟件和硬件復雜度的提升增加了對設計、集成、運營的技術要求,限制了新增值業務的創新、開發和部署。DBNG(Disaggregated BNG)是轉控分離寬帶網絡網關的簡稱,DBNG 采用 SDN 理念,將 BNG 的業務控制功能和流量轉發功能分離,形成可分別部署的控制面和用戶面兩類實體??刂泼婵梢约瘜拵Ш诵木W(BNC)技術白皮書-13-中部署,實現對多個用戶面接入的業務的集中控制。用戶面可以按需集中部署或下沉部署,執行業務策略和流量轉發;控制面采用 NFV技術,降低對專用芯片、專業廠商的依賴;也有部分運營商和廠商采用 NFV 技術開發
25、DBNG 的用戶面網元,用于處理小流量的業務(如語音、終端管理信息等)。用戶面和控制面間通過標準化接口實現通信。4)4)第四階段:第四階段:BNCBNC 階段階段在前三個階段,BRAS/BNG 作為 IP 城域網的一個網元,技術的演進圍繞做好 IP 網絡的一個網關網元開展。在第四階段,BNC 將BNG 作為寬帶網絡的一部分,并結合寬帶業務能力,演進為寬帶核心網。BNC 核心思想是基于端到端寬帶網絡,實現面向業務的運營轉型,在 DBNG 基礎上,采用服務化架構,增強控制面功能,引入大數據和人工智能技術,增強網絡面向業務的智能運營能力。BNCBNC 是面向未來寬帶業務發展的重大架構變革。是面向未來
26、寬帶業務發展的重大架構變革。寬帶核心網BNC 不是簡單將傳統 BNG 的用戶轉發面和控制面分離,而是通過架構演進、能力聚合、技術創新,實現從“寬帶接入網關”業務接入管理向“寬帶核心網”全面業務運營控制轉變。通過聚合接入認證、業務感知分析、內容分發等多項能力,寬帶網絡將建立“核心網”能力。BNCBNC 是實現寬帶業務主動運營的重要抓手是實現寬帶業務主動運營的重要抓手。BNC 控制面定位為寬帶業務的控制中心,用戶面定位為基于用戶會話策略的分流錨點。寬帶核心網(BNC)技術白皮書-14-基于這個定位,建立寬帶網絡面向業務的主動運營核心能力。BNCBNC 是打造更加敏捷、彈性、健壯寬帶網絡的重要路徑。
27、是打造更加敏捷、彈性、健壯寬帶網絡的重要路徑。BNC遠期目標是逐步向 5G 核心網能力看齊。除了支持當前的寬帶業務,還能夠基于新的架構和能力打造通感一體,會話級業務服務、信令化業務部署能力,支持高效的云網融合、網業協同業務創新、支持面向業務的主動運營。寬帶核心網(BNC)技術白皮書-15-四、四、寬帶核心網(寬帶核心網(BNCBNC)系統架構)系統架構寬帶核心網(BNC)采用“三層一底座”架構,包括管理面、控制面以及用戶轉發面三個層面和一個智能算力底座,如圖 4 所示。智能算力底座不是一個獨立的網元實體,而是一套結合軟硬件、AI推理算法模型的能力集。智能算力底座深度融合人工智能最新成果,全面賦
28、能三個層面,提升寬帶網絡面向業務的智能服務能力。圖 4 BNC 邏輯架構圖(一)(一)管理面管理面BNC 管理面實現對寬帶核心網的網元管理、業務編排、智能運維以及數字孿生功能。通過打造網絡數字孿生體,實現網絡數字化;寬帶核心網(BNC)技術白皮書-16-基于智能推理模型,開展對網絡(資源、配置等)的智能管理、智能運維(如故障定位、性能分析和預警、網絡自愈等)、資源智能調度與編排以及面向業務的差異化自主服務等。1 1網元管理網元管理網元管理功能實現 BNC 控制面和用戶轉發面網元設備軟硬件資源和鏈路管理,完成 QoS、路由協議、切片、VPN 等網絡配置下發。在具備傳統網絡性能管理、告警和故障管理
29、功能的基礎上,網元管理功能支持基于智能推理模型實現智能化管理,支持網元彈性部署,支持對不同的維護管理用戶提供分權分域賬號權限管理。2 2業務編排業務編排業務編排功能智能識別業務需求,支持對網絡資源和能力進行編排,實現端到端業務自動發放,為不同的客戶提供差異化業務策略和業務功能。3 3智能運維智能運維基于采集的網元、用戶、流量等資源信息、告警和性能等信息,基于內置 AI 推理模型,智能識別網絡質差,進行網絡性能預警、智能告警分析和故障定位、業務和網絡自動恢復或自愈。4 4數字孿生數字孿生數字孿生功能支持多維度對網元、端口和鏈路等資源進行建模,通過數字可視化技術,建立 BNC 的數字孿生體,展示
30、BNC 網元及寬帶核心網(BNC)技術白皮書-17-鏈路資源狀態、資源利用情況、鏈路質量和性能以及客戶業務詳情?;趦戎?AI 推理模型,通過數字孿生體進行網絡仿真、自動流量調優模擬、自動網絡割接和擴縮容規劃模擬、網絡故障分析,最終實現網絡配置、優化等策略自動化生成,并通過管理面下發執行。(二)(二)控制面控制面控制面基于智能算力底座云化部署,采用服務化架構,將 DBNG(轉控分離 BNG)的控制面功能、傳統 AAA 和 DHCP 功能、業務感知與策略控制功能等控制面功能解構為多個功能實體,并實現按需功能升級、演進、靈活的模塊化部署??刂泼娌捎梅栈軜嫴渴?,提供接入控制、智能策略、智慧運營三
31、方面能力,可實現基于網絡、信令和業務性能數據,借助智能推理模型,提供智能應用識別、用戶體驗感知功能;提供智能選路、差異化網絡 SLA 保障等增值服務。1 1接入控制接入控制由多個邏輯功能網元組成,可以是一個或多個功能實體,提供用戶接入控制、認證、鑒權、計費、地址分配管理、會話管理功能,指定執行業務轉發的用戶面網元,基于業務需求形成并下發轉發策略。2 2智能策略智能策略提供用戶轉發面選擇、用戶轉發面控制、網絡切片選擇和策略控制功能?;谥悄懿呗詫崿F用戶潮汐切換、網絡彈性伸縮、流量智能寬帶核心網(BNC)技術白皮書-18-管控、用戶轉發面網元業務負載均衡和主備倒換。3 3智慧運營智慧運營提供集中式
32、數據分析、用戶位置和網絡開放功能??苫谟脩艮D發面提供的網元、流量、用戶的實時資源和性能數據、業務狀態感知和深度報文解析數據、業務體驗在線檢測數據,利用 AI 推理模型或大數據分析算法,實現業務質差識別、用戶需求識別和預測、產業化業務策略的自動生成和下發,實現非法流量控制、簽約用戶應用加速以及綠色上網管控、根據業務端到端承載需求將業務引流到不同的承載網絡(互聯網、IP 承載網、傳輸網、邊緣云)等。4 4服務化架構服務化架構寬帶核心網控制面采用服務化架構模式設計,如圖 5 所示??刂泼娓鱾€功能網元只專注于自身功能實現,保證模塊輕量化。采用服務化接口,實現控制面各個功能網元的管理及對接,簡化接口結
33、構,減少網元間的重疊及互相依賴性,可快速獨立執行網元功能生命周期管理,能夠更靈活支持現有功能演進和新功能引入。寬帶核心網(BNC)技術白皮書-19-圖 5 基于服務化架構的寬帶核心網AAC(Address Allocation Control,地址分配控制):用于用戶接入地址管理服務。包括用戶認證通過時分配地址管理,用戶下線或者異常掉線后地址回收管理以及 IPoE 用戶的租期管理。AC(Access Control,接入控制):用于用戶接入業務的開通發放、會話管理以及功能升級服務。AUC(Authentication Authorization Control,認證鑒權控制):用于用戶認證、鑒
34、權和計費服務??刂朴脩艚尤胝J證,根據認證結果選擇用戶限速模板、流量控制策略、統計方式等,通知 SC 下發用戶控制表項。CAM(Central data Analysis Module,集中式數據分析模塊):用于用戶數據采集分析以及策略控制服務。提供應用加速以及流量管寬帶核心網(BNC)技術白皮書-20-控能力,根據上報數據識別質差以及潛客挖掘等應用。ADC(Account Detail Control,計費控制):用戶上線成功后,開始計費;用戶在線時,定時更新用戶計費信息;用戶下線或異常掉線時,刪除用戶計費信息。NE(Network Exposure,網絡開放):用于 BNC 能力的對外開放,
35、向第三方系統提供接口和服務。NR(Network Repository,網絡倉庫):用于 UP 功能跨版本對接服務;提供功能網元注冊服務;協商支持的功能列表。PC(Policy Control,策略控制):用于用戶策略控制服務。通過地址池、域、NAT、QOS、ACL 等模板控制用戶行為。例如,通過 QOS 控制流量整形,通過 ACL 控制流量轉發(通過、丟棄、重定向等)。UDR(User DB Repository,用戶數據倉庫):用于用戶數據存儲服務。用戶接入時,用戶數據寫入。當用戶 SC 服務主備故障恢復后,用戶信息根據 UDR 存儲的數據重新恢復。UPC(User Plane Contr
36、ol,用戶面控制):用于 UP 管理服務。與 UP 建立 NETCONF 通道、VXLAN 通道以及 CUSP 通道。NETCONF 通道用于配置南向下發。VXLAN 通道用于用戶接入協議報文的上送、下發。CUSP 通道用于上報 UP 側接口信息(如接口名、接口狀態、IP、MAC、MTU 等);下發 UP 控制信息(如溫備、熱寬帶核心網(BNC)技術白皮書-21-備、災備狀態以及切換事件等);下發用戶表項以及回應信息等。(三)(三)用戶轉發面用戶轉發面用戶轉發面(也可簡稱為用戶面)作為寬帶網絡業務接入、轉發的核心設備,負責網絡安全防護、流量控制以及流量轉發。用戶面可以采用一體化機框式網元,也可
37、以由多個專門的獨立式網元組合而成(如流量轉發網元、CGN 網元、智能數據采集網元等),如圖 6 所示。CGN、智能數據采集等網元均基于智能算力底座實現,可以板卡模式插入到一體化用戶面網元的槽位中,也可以是獨立的功能網元。用戶面除了提供傳統的業務轉發功能外,還可以基于網元智能實現轉發控制、智能感知、安全自愈等能力。圖 6 轉發面網元設備形態1 1轉發控制轉發控制用戶面執行控制面形成的業務差異化轉發策略,對應用流量進行標記,執行差異化轉發,包括流量加速、綠色上網管控、非法應用限寬帶核心網(BNC)技術白皮書-22-流等。根據業務對端到端承載網的性能需求,將業務轉發到不同的承載網進行承載。2 2智能
38、感知智能感知用戶面按需對業務報文進行深度分析,并上報給控制面,用于控制面進行客戶業務體驗分析,優化用戶 SLA 轉發策略。支持自主生成應用特征庫或導入外部應用特征庫,基于 AI 推理模型實現多維度客戶業務體驗分析;此外,用戶面還可實現實時分析和感知安全風險,并上報給控制面。3 3安全自愈安全自愈用戶面實時執行管理面和控制面下發的安全防護策略和網絡自愈策略,保障網絡穩定可靠運行。(四)(四)智能算力底座智能算力底座智能算力底座是 BNC 面向未來和高階網絡自智的基礎底座。算力資源包括通用算力芯片(CPU)、智能算力芯片(GPU 等)。算力資源服務形式包括芯片級、虛機級、容器級、智算卡等多種形式。
39、算力服務資源包括多種 AI 推理模型、特征庫等。算力底座不是獨立的網元實體,而是以軟硬件能力集的模式貫穿用戶面、控制面和管理面,分別提供網元級、網絡級計算功能和智能能力。僅依靠寬帶核心網網元和管控系統的算力無法實現高階智能能力,還需要更強大的智能算力集群和智能算法來研發寬帶網絡端到端寬帶核心網(BNC)技術白皮書-23-智能運維大模型。寬帶網絡端到端一體化運營系統、網絡管控系統等可以實現對網絡流量和網絡性能數據的大規模秒級粒度采樣,實現報文的深度解析。這些數據構成端到端寬帶網絡運營數據集,用于大模型的訓練,形成基于大模型的推理智能(包括推理算法、推算芯片等),循環迭代模型訓練和推理,最終推動寬
40、帶網絡實現高階智能。寬帶核心網(BNC)技術白皮書-24-五、五、寬帶核心網(寬帶核心網(BNCBNC)關鍵技術)關鍵技術(一)(一)轉控分離轉控分離在 DBNG 階段,BNG 網元已基于 SDN 技術理念,實現 BNG網元的用戶面和控制面分離。BBF 制定了 DBNG 的相關規范,控制面采用 NFV 技術理念,實現虛擬化和云化部署。BNC 階段,在繼承了 DBNG 的轉控分離模式的基礎上,從寬帶核心網的高度規劃了BNC 的控制面功能,增強其網絡智能化能力,功能比 DBNG 的控制面更全面、更智能。BNC 網元包含控制面(BNC-CP)網元、用戶面(BNC-UP)網元及控制面和用戶面之間的標準
41、化接口。如圖 7 所示。圖 7 BNC 轉控分離架構BNC 控制面和用戶面的功能及能力詳見第四章。BNC 控制面各個功能組件可獨立部署、獨立升級。各個組件的容量和能力可隨業務寬帶核心網(BNC)技術白皮書-25-規模進行彈性的擴容和縮容。數據統一存儲在數據庫中,支撐功能組件實現不中斷業務升級(ISSU)。各功能組件支持 N-way 模式可靠性機制,系統無單點故障問題,可以容忍 K 次系統故障【系統資源利用率為(N-K)/N】。BNC 控制面一般采用集約化部署模式,包括按省集中部署、按地市集中部署等,可實現對多個用戶面網元和區域性業務的集中控制、地址統一分配,實現業務規范標準化、客戶服務規范化。
42、BNC 用戶面一般按地市池化部署在核心機房,可按需下沉到企業園區,提供專網服務或與邊緣云結合提供邊緣云網一體化服務。池化部署的用戶面網元在控制面的控制下實現負載均衡、客戶應用級的差異化服務、故障下的快速業務恢復??刂泼婧陀脩裘骈g通過接口機制通信,目前業界存在兩種接口機制,一種是基于 3GPP 5G 核心網的 N4 接口(PFCP)機制進行改造并適應固網業務,另一種是面向固網業務特征制定的接口(CUSP)機制,該機制由中國企業提出,在國內應用前景較好。(二)(二)服務化架構服務化架構BNC 借鑒 5GC 的服務化架構思想,采用服務化架構重構核心網控制面。服務化架構按照“自包含、可重用、獨立管理”
43、三原則,將網絡功能定義為若干個可被靈活調用的“服務”模塊,具備部署靈活、寬帶核心網(BNC)技術白皮書-26-版本獨立演進、功能易擴展、不依賴特定硬件、良好的開放性和維護成本低的特點?;诜栈軜?,可實現 BNC 模塊化和解耦、靈活敏捷部署等關鍵特性:1)1)模塊化和解耦模塊化和解耦:將 BNC 控制面的功能拆分成獨立的模塊,這些模塊可以通過服務化接口相互通信,實現了 BNC 控制面功能單元間的解耦和整合。2)2)彈性擴展:彈性擴展:根據系統載荷彈性擴縮容,提供高并發性能以及快速故障恢復能力,同時兼顧能耗實現潮汐節能。3)3)負荷分擔和容災:負荷分擔和容災:BNC 服務化架構通過使用相同的功
44、能單元共同承擔核心網服務,實現功能單元間的負荷分擔。在某個功能單元出現故障時,可以通過智能化的管理將服務轉移到其他相同功能的功能單元上。4)4)簡化擴容和升級:簡化擴容和升級:當現有的功能單元無法滿足業務需求時,僅需通過增加新的功能單元接入 BNC,不影響現有 BNC 運行;基于標準接口允許新舊功能單元替換,簡化升級過程。5)5)開放性:開放性:服務化架構允許經過安全許可的系統通過標準化接口接入,增強了網絡的開放性和兼容性。6)6)自動化:自動化:通過功能單元的自動化發現和注冊,實現功能單元的即插即用。寬帶核心網(BNC)技術白皮書-27-7)7)靈活性和敏捷性:靈活性和敏捷性:BNC 將功能
45、單元拆分,以更精細的粒度運行,功能單元間彼此松耦合,允許單個功能單元的獨立升級,對其他功能單元影響最小。8)8)快速上線新業務:快速上線新業務:基于服務化接口的架構可以實現功能單元的快速擴展,支持新業務的快速上線。9)9)云原生設計:云原生設計:服務化架構使 BNC 面向云化設計,便于 BNC快速升級、提升資源利用率、加速新能力引入。10)10)統一的服務化接口協議:統一的服務化接口協議:采用統一的服務化接口協議,如HTTP/2.0 和 JSON,可簡化開發和集成過程。(三)(三)信令化業務控制信令化業務控制寬帶網絡通過信令完成用戶的注冊和業務管理,信令處理主要在BNC 上完成,包括撥號上線、
46、認證、計費、鑒權、地址分配、協議?;?、動態策略變更、在線網關遷移、強制下線等,實現對整個業務生命周期的信令化控制。隨著技術的發展,寬帶網絡的業務場景越來越豐富、客戶差異化的需求越來越多,運營商可以基于寬帶網絡信令進行業務創新,例如:1)1)基于信令按需服務基于信令按需服務:實現客戶增值業務按流量、按帶寬+時長、按賬號等模式進行業務連接的建立、拆除、計費;2)2)基于信令的客戶專線基于信令的客戶專線:CP 面統一管控用戶 session,用戶位置遷移,地址無需更換;UP 與 CPE 之間可以通過 ARP 心跳寬帶核心網(BNC)技術白皮書-28-探測,快速探測故障;客戶套餐更改或者關停機可以通過
47、 AAA動態修改,無需直接更改 CP 或 UP 面的配置。(四)(四)用戶永遠在線用戶永遠在線BNC 寬帶核心網對網絡的承載架構進行了大的改造,尤其是控制面和用戶面集中池化部署,單個用戶面承載的業務規模數倍增長,單個控制面控制的業務規模數十倍增長,對業務的可靠性要求非常高。根據工信部對業務故障定級標準,BNC 控制面和用戶面任何一個網元的故障,均為重大事故或特別重大事故,因此需部署多維容災機制保證用戶永遠在線。1 1CPCP 異地異地 1+11+1 熱備熱備CP 采用成對 1+1 異局址熱備加業務分擔方式部署,如圖 8 所示,主備 CP 間進行數據庫實時同步,保證故障情況下業務快速切換,對在線
48、用戶的業務無影響。圖 8 BNC-CP 熱備CP 可按需將不同的功能組件部署在不同的 VM 或容器上,提供網元自身的可靠性機制,避免啟動大規模業務在異地部署的主備 CP寬帶核心網(BNC)技術白皮書-29-間切換,例如反親和部署,VM 遷移,防腦裂等機制,當一個 VM 故障時,業務可以快速切換到備用 VM。2 2雙雙 CPCP 中斷極限逃生中斷極限逃生當主備 CP 由于軟件或機房原因同時故障時,如圖 9 所示,已在線用戶業務保持轉發,無任何影響。歷史用戶可以繼續在 UP 上線(不認證、不計費),無需 CP 面處理。圖 9 雙 CP 故障極限逃生3 3UPUP 異地溫備池化異地溫備池化多臺 UP
49、 在一個本地網內的不同局址間組成一個 M+N 溫備池。寬帶接入網的 OLT 與寬帶核心網用戶面 UP 間是二層網絡,為降低UP 池與 OLT 間組網的復雜性,建議一個池內 M+N 數量不宜太多,一般情況下以 1+1 或 3+1 模式為主。當一個池組容量滿足不了業務容量的需求時,可以采用新建 UP 池的方式進行擴容。寬帶核心網(BNC)技術白皮書-30-圖 10 UP 異地溫備池化以圖 10 為例,在溫備模式下,當 UP4 出現故障時,CP 會將該UP 所帶用戶信息按照負載分擔的原則,發送到其他 UP。當 UP4 故障時,CP 將 UP4 上的用戶信息發送到 UP1、UP2、UP3,相應的用戶業
50、務隨之切換,切換過程中用戶基本無感,業務不中斷、無需重新撥號。(五)(五)內生網元智能內生網元智能隨著互聯網應用的迅速發展,在線實時游戲、在線實時教育、靈活多方視頻會議、線上直播、高清視頻、網上商城、在線金融、在線醫療等成為人們生活、工作與學習的新常態、智慧生活的新模式;自動化無人生產線、遠程機器控制、機器視覺輔助生產技術等正在打造產業發展新范式。傳統基于 IP 網絡技術的盡力而為的傳輸方式越來越難以滿足新型業務場景的性能需求。此時需要網絡提供智能技術方寬帶核心網(BNC)技術白皮書-31-案,滿足不同客戶的網絡體驗和差異化服務的需求。BNC 內生智能算力可通過智能感知網絡和業務的性能,對不同
51、的業務自動生成差異化轉發策略,進而提高對高品質業務的保障能力。如第四章所述,用戶面智能算力單元(SAU)可以是綜合機柜的一種板卡(SAC),也可以是獨立的網元(SAD)。用戶面的智能算力單元處理業務的模式包括直路模式和旁路模式兩種。1)1)直路模式直路模式直路模式下 SAU 串接在業務轉發路徑上,根據管控系統的指令將需要進行特別處理的業務流量直接引流至 SAU 進行處理,執行業務體驗分析,根據控制面分析和生成的流量轉發策略,實現對應用的加速、限速、阻斷、重標記等轉發控制,如圖 11 所示。未選定的業務流量按 BNC-UP 正常業務轉發邏輯轉發(不經過 SAU)。圖 11 直路模式2)2)旁路模
52、式旁路模式寬帶核心網(BNC)技術白皮書-32-旁路模式下用戶面根據管控系統的指令將需要進行特別處理的業務流量在正常轉發的同時,鏡像引流至 SAU 進行處理,SAU 僅執行業務體驗的檢測和分析功能,不具備業務轉發控制的功能,如圖12 所示。未選定的業務流量按 BNC-UP 正常業務轉發邏輯轉發(不經過 SAU)。圖 12 旁路模式隨著智能算法的發展,BNC 內生智能的功能將進一步豐富:1 1智能應用識別智能應用識別智能識別不同的應用及其對網絡性能的差異化需求,成為運營商提升服務競爭力和增值服務能力的關鍵。傳統的業務體驗檢測方法難以感知用戶某個應用真實的性能體驗,難以實現分段性能感知,難以實現精
53、細化的服務優化策略。BNC 網元智能基于智能算力底座,在轉發面部署智能應用感知算力(SAU),在控制面部署智能數據分析算力(CAM),在傳統業寬帶核心網(BNC)技術白皮書-33-務體驗檢測的基礎上,結合智能化能力,實現用戶精準的業務體驗感知和精準的服務優化。SAU 實現深度檢測和上報,CAM 通過 AI 輔助的智能分析技術,識別用戶質差,精準提升用戶感知。2 2智能流量轉發策略智能流量轉發策略控制面根據智能識別的用戶體驗指標特征及特殊的業務需求,對不同流量自動生成差異化流量轉發策略,并下發給用戶面網元執行,實現對業務的差異化服務。1)1)應用加速:應用加速:對需要高品質保障的業務進行應用標記
54、、QoS 重標記、引流到不同的承載網(互聯網、IP 承載網、傳輸網)或切片(普通業務切片、VIP 用戶切片等);對高等級用戶或業務提供加速轉發服務,降低業務端到端時延,對高品質直播業務、游戲、跨國流量有非常明顯的加速效果;2)2)綠色上網:綠色上網:BNC 基于智能識別功能,結合用戶的特定訴求,可自動生成精細的內容轉發策略,如:不健康內容屏蔽、游戲和娛樂信息限時等;3)3)違規流量限制:違規流量限制:智能識別挖礦、DDoS 網絡攻擊等流量,并進行限速等轉發控制,限制違規互聯網流量。3 3智能業務質量分析與保障智能業務質量分析與保障自動體驗感知自動體驗感知:傳統的網絡 KPI,例如時延、丟包等無
55、法真實反映對應用體驗的影響,對用戶來說,體驗感知的效果最直接,尤其是寬帶核心網(BNC)技術白皮書-34-視頻、游戲等應用的體驗,一度成為引發用戶更換運營商的主要因素之一。提升寬帶用戶的互聯網服務體驗,是運營商寬帶網絡運營的痛點和難點。BNC 網元智能,可以快速獲得用戶的互聯網服務體驗數據,通過綜合數據分析,實時還原用戶的真實互聯網應用體驗,進而識別體驗差的用戶。例如:游戲質差用戶 AI 預測、直播用戶卡頓識別、教育辦公軟件質差預測等??焖儋|差根因定位:快速質差根因定位:如圖 13 所示,針對單用戶進行 Q1Q5的質量進行統計,對不同應用(如網頁瀏覽、視頻、游戲、IM、郵件、上傳下載等)的時延
56、、速率、可用性、重傳率、打開平均時長等用戶感知指標進行統計;篩選出質差用戶,并對質差用戶進行分析,初步判斷出引起質差的網絡范圍,找出單個用戶并判斷出故障的根本原因;同時對大量質差用戶進行聚類分析,判斷群體性質差的根本原因,在質差用戶投訴之前提供解決方案。圖 13 用戶端到端網絡體驗視圖方案寬帶核心網(BNC)技術白皮書-35-實時質量保障實時質量保障:基于對用戶體驗感知的分析、質差定位,自動生成保障策略,快速進行資源調度、業務割接、故障修復、網絡優化,提升用戶的網絡體驗。寬帶核心網(BNC)技術白皮書-36-六、六、寬帶核心網(寬帶核心網(BNCBNC)業務場景)業務場景(一)(一)典型組網方
57、案典型組網方案如前所述,BNC 作為固定寬帶網絡 ToH/ToB 業務的控制中心和基于用戶會話策略的分流錨點,通常采用集約化部署模式,典型組網方案如圖 14 所示??刂泼娌捎冒词〖胁渴鹉J?,采用異局址 1+1 熱備部署;UP采用按地市集中池化部署模式,常用部署模型包括異局址1+1和3+1溫備兩種模型。用戶上線由控制面實現負載均衡,分擔至池化的多臺UP 上,當 UP 出現故障時,將故障用戶分擔至剩余 UP,故障過程中,用戶無需下線重撥。在專網場景下,可以按需將 UP 下沉部署到用戶園區,配合邊緣云提供云網一體化服務。1 1UP1+1UP1+1 溫備模型溫備模型UP1+1 是指部署兩臺 UP 組
58、成一個 UP 池,兩臺 UP 分別部署在不同機房。其中一臺 UP 故障情況下,另一臺 UP 能夠實現對整個UP 池用戶的接管,保證對所有業務的保護。即:正常工作狀態下,每臺 UP 所承載的用戶 session 表項不應超過 UP 設備能力的 50%,保證一臺 UP 故障下,另一臺 UP 能夠承載池內全量用戶 session。2 2UP3+1UP3+1 溫備模型溫備模型UP3+1 是指部署四臺 UP 組成一個 UP 池,部署在兩個機房,每個機房部署兩臺 UP。其中一臺 UP 故障情況下,其余三臺 UP 能寬帶核心網(BNC)技術白皮書-37-夠實現對整個 UP 池用戶的接管,保證對所有業務的保護
59、。即:正常工作狀態下,每臺 UP 所承載的最大用戶 session 表項不應超過 UP設備能力的 75%,保證一臺 UP 故障下,另外三臺 UP 能夠承載池內全量用戶 session。OLT 回傳及 CP 和 UP 間的鏈路可以通過承載網承載,也可以通過光纖直驅、WDM 波道承載,圖 14 以智能城域網承載為例示意。圖 14 BNC 典型組網架構寬帶核心網(BNC)技術白皮書-38-(二)(二)典型業務場景典型業務場景1 1專線信令化承載專線信令化承載傳統專線一般采用接口網關提供固定 IP 的方式接入,企業側終端通過配置相同網段的 IP 地址實現業務接入。此方案在接入網關上可以不需要與AAA進
60、行認證授權交互,因此在本地不會生成session級會話,存在如下問題:1)1)公網地址消耗多:公網地址消耗多:獨享接口網關 IP,每個專線用戶都需要單獨的公網地址段,浪費大量的公網 IP;2)2)維護工作量大:維護工作量大:專線的開通和關斷,以及帶寬等策略調整依賴網管系統在網關設備進行配置修改,組網專線涉及全網多分支的接入網關同步修改,工作量大;3)3)故障檢測周期長:故障檢測周期長:無心跳檢測機制,專線業務通斷靠客戶報障,檢測周期長。BNC 架構針對 ToB 專線業務提供 session 級新連接能力,賦能ToB 業務互聯新能力。圖 15 展示了 BNC 架構下專線信令化承載方案。BNC 完
61、成業務信令處理,包括撥號上線、認證、計費、鑒權、地址分配、協議?;?、動態策略變更、在線網關遷移、強制下線等,可以利用信令對整個業務生命周期進行信令化控制,提供面向企業客戶的信令級業務服務。寬帶核心網(BNC)技術白皮書-39-圖 15 專線信令化承載方案1)1)業務部署系統升級:業務部署系統升級:從配置級工程態升級到信令級業務態,用戶業務訂購開通和套餐調整通過 BNC 信令化自助完成,避免對資管系統、服開系統的復雜改造;2)2)業務控制能力升級:業務控制能力升級:BNC 實現 ToB 業務集約化控制和管理,用戶站點/分支接入從網絡連接級升級到會話級控制,通過信令化實現寬帶業務會話的精準控制和敏
62、捷調整;3)3)故障運維能力升級故障運維能力升級:BNC 網關具備 ToB 分支或終端 session級感知能力,業務會話周期性自動探測,快速感知會話質量,網絡故障定界效率從小時級縮短到秒級,構筑快速的故障響應服務優勢。寬帶核心網(BNC)技術白皮書-40-2 2智能業務加速智能業務加速寬帶業務不同應用對業務質量要求不同,通過業務加速提升典型場景的業務質量,有效提升客戶上網流暢度。比較典型的場景主要是網絡游戲、視頻轉播、在線教育等。1)1)在線網絡游戲在線網絡游戲:網絡游戲向虛擬化、云化、高清視頻化、XR化、實時交互化方向發展,對網絡連接提出大帶寬、低時延等保障要求;2)2)直播加速直播加速:
63、在線直播已經發展為娛樂(體育賽事、演唱會等)、營銷(直播帶貨)、宣傳(發布會等)等產業。同時直播業務正在向 XR、超高清(4K/8K)、沉浸式體驗、實時交互等方向發展,對網絡帶寬、時延、穩定性等提出更高要求;3)3)教育和辦公加速:教育和辦公加速:居家辦公和在線教育是寬帶應用中的重要業務,此類業務要求較高的網絡流暢度,特別是海外相關業務訴求更強烈。BNC 基于內生智能,可以對典型場景業務提供加速通道,提供大帶寬、低時延的網絡連接,提高用戶體驗的穩定性和流暢性,如圖16 所示。加速通道可以采用以下方案:1)1)QoSQoS 調度調度:將簽約高品質用戶的直播流標記為高優先級流量,在網絡中進行優先調
64、度;2)2)高品質網絡切片,或者高品質的承載網等:高品質網絡切片,或者高品質的承載網等:加速通道可以是寬帶核心網(BNC)技術白皮書-41-互聯網或承載網已經配置完成的高品質承載通道,通過寬帶網絡和承載網一體化協同編排技術,端到端進行加速業務引流到高品質通道;3)3)BNCBNC 與承載網端到端協同保障與承載網端到端協同保障:BNC 快速識別高品質保障簽約需求,將相關業務導入互聯網高等級切片、IP 承載網高等級切片或者傳輸網進行端到端承載,提高業務承載的確定性、可靠性等性能指標。圖 16 業務加速方案3 3IPv6IPv6 濃度分析濃度分析提升互聯網 IPv6 濃度是國家互聯網治理的一個重要抓
65、手,工信部正加速推進 IPv6 技術演進和應用創新。目前固網寬帶網絡支持IPv4/IPv6 雙棧,BNC 為終端同時分配 IPv4 和 IPv6 地址,但固網寬帶的互聯網流量中IPv6目前僅占約20%。BNC支持對端到端IPv6能力進行分析,提出提升 IPv6 流量的優化建議。寬帶核心網(BNC)技術白皮書-42-4 4綠色上網服務綠色上網服務BNC 通過智能化的精準分析功能,結合用戶的應用訴求,可以自動生成精細化的內容轉發策略,如:不健康內容屏蔽、游戲和娛樂信息限時等。5 5用戶邊緣云網一體服務用戶邊緣云網一體服務BNC UP 與邊緣云協同,為客戶提供云網一體化可編程服務,滿足不同用戶、不同
66、企業的增值服務要求。邊緣云提供多種云服務能力,提供殺毒、反 DDoS 等安全防護功能。算網一體協同編排系統可以通過編排形成算網業務鏈,BNC-UP 根據業務鏈將用戶流量引流邊緣算力平臺提供算力服務,比如云安全(流量清理、殺毒等)、云桌面、云 NAS、云監控等服務。6 6政企固移融合邊緣云業務政企固移融合邊緣云業務面向政企客戶數據不出園區的邊緣云網服務需求,可以將BNC-UP 與 5G UPF、邊緣云一起部署到客戶園區,通過云網一體編排系統,為客戶提供固移融合的云網一體服務,如圖 17 所示。寬帶核心網(BNC)技術白皮書-43-圖 17 政企固移融合邊緣云業務方案1)1)云管理云管理:通過 B
67、NC 系統結合邊緣云部署,可提供面向企業組網(Wi-Fi)、監控(視聯網)、云桌面、云電腦、云打印等服務的云管理服務,靈活訂購,按需訂閱;2)2)云安全云安全:通過 SAC 單板為中小企業提供輕量的安全服務。若企業需要更高的云安全服務(如 FW、IPS、DDoS、零信任等),也可通過業務鏈能力擴展到邊緣云安全資源池,提供更多的安全保障。7 7企業專線移機不換企業專線移機不換 IPIP 地址地址中小企業辦公場所租用情況較為普遍,一些企業客戶購買運營商互聯網專線采用公網 IP 地址,辦公場所搬遷后希望仍保持原有 IP 地址。在現有網絡架構下,客戶搬遷到其他區域,專線若遷移到新的BNG,由于地址池是
68、配置在不同的 BNG 上,就會造成客戶公網 IP寬帶核心網(BNC)技術白皮書-44-地址發生改變,或者通過跳轉的方式接入至原有的 BNG,這種方式維護復雜、成本高、經過的網元多,業務時延有所增加。采用新型BNC 架構,UP 池集中部署在本地網的核心,很容易滿足客戶專線移機不換 IP 地址的需求。8 8智算業務入算服務智算業務入算服務隨著 AI 業務和應用的高速發展,用戶對智算算力的訴求也逐漸顯現,AI 服務帶來更豐富、更逼真的業務體驗,同時也對入算網絡和算力部署都帶來了更多的訴求:1)AIAI 實時互動:實時互動:高實時性要求,3D 云渲染與 AI 模型推理在邊緣云執行;2)AIAI 模型訓
69、練:模型訓練:算力要求高、離線訓練、海量數據聚合,在中心云執行。圖 18 智算業務入算服務方案如圖 18 所示,BNC 可充分發揮端、邊、云協同的優勢,通過寬帶核心網(BNC)技術白皮書-45-智能時延選路和智能帶寬調節等技術構筑業務保障基礎,對高算力、高實時性要求的智算業務提供最優入算體驗,比如低時延路由、按需動態端口調整等。寬帶核心網(BNC)技術白皮書-46-七、七、未來展望未來展望寬帶核心網(BNC)是固網寬帶業務的控制中心和基于用戶會話策略的分流錨點,本白皮書提出的新型 BNC 的架構及總體技術實現方案,增強寬帶網絡內生智能能力,支持面向未來的寬帶業務創新、固移融合業務創新、算網一體
70、業務創新,是打造算網一體新型數字信息基礎設施的關鍵技術之一,也是向下一代互聯網演進的關鍵技術方向。寬帶核心網繼承 DBNG 的轉控分離技術成果,提出了基于服務化架構的控制面演進思路,具有較好的技術基礎和發展前景。智能算力底座作為 BNC 的關鍵部件,提供面向未來和高階網絡自智能力。目前,業界已經形成共識,共同開展新型 BNC 架構下關鍵技術的研究,研發完善新型 BNC 的網元功能;共同開展智算底座的研究,訓練寬帶網絡智慧運營模型,增強網元級智能算力和推理能力,基于BNC 為客戶提供更豐富和智能的創新服務。寬帶核心網架構的確立,形成了與移動網絡對應的寬帶網絡架構體系,為面向 6G 的空天地固移融
71、合網絡演進提供了架構參考。中國聯通將積極與運營商、設備供應商合作,共同推動面向空天地一體的6G 智能融合核心網架構和技術創新。寬帶核心網(BNC)技術白皮書-47-附錄附錄 I I 縮略語列表縮略語列表縮略語英文全名中文解釋3GPP3rd Generation Partnership Project第三代合作伙伴計劃5GC5th Generation Core Network第五代移動通信系統的核心網絡AAAAuthentication,Authorization,Accounting認證,鑒權,計費ACLAccess Control Lists訪問控制列表AIArtificial Intel
72、ligence人工智能APIApplication Programming Interface應用程序編程接口ARPAddress Resolution Protocol地址解析協議ATMAsynchronous Transfer Mode異步傳輸模式BNCBroadband Network Core寬帶核心網BNC-CPBNC Control PlaneBNC 控制面BNC-UPBNC User PlaneBNC 用戶面BNGBroadband Network Gateway寬帶網絡網關BNG-CPBNG Control PlaneBNG 控制面BNG-UPBNG User PlaneBNG
73、 用戶面BRASBroadband Remote Access Server寬帶接入服務器CAMCentral data Analysis Module集中式數據分析模塊寬帶核心網(BNC)技術白皮書-48-CGNCarrier-Grade NAT運營商級網絡地址翻譯CPECustomer Premises Equipment客戶終端設備CPUCentral Processing Unit中央處理器CRCore Router核心路由器CUSPControl plane and User planeSeparated Protocol控制面和用戶面分離協議DBNGDisaggregated BN
74、G轉控分離寬帶網絡網關DDoSDistributed Denial of Service attack分布式拒絕服務攻擊DHCPDynamic Host ConfigurationProtocol動態主機配置協議FTTHFiber To The Home光纖到戶FTTOFiber To The Office光纖到辦公室FTTRFiber To The Room光纖到房間FWFireWall防火墻GPUGraphics Processing Unit圖形處理器IMInstant Message即時消息IPInternet Protocol互聯網協議IPoEIP over Ethernet以太網
75、IP 協議IPSIntrusion Prevention System入侵防御系統寬帶核心網(BNC)技術白皮書-49-IPTVInternet Protocol Television互聯網電視IPv4Internet Protocol version 4互聯網協議第四版IPv6Internet Protocol version 6互聯網協議第六版ISPInternet Service Provider互聯網業務提供者ISSUIn-Service Software Upgrade不中斷業務升級KPIKey Performance Indicator關鍵績效指標L2VPNLayer 2 Virt
76、ual Private Network二層虛擬專用網L3VPNLayer 3 Virtual Private Network三層虛擬專用網MACMedia Access Control媒體接入控制MCRMetro Core Router城域核心路由器MERMetro Edge Router城域匯聚路由器MPLSMulti Protocol Label Switching多協議標簽交換MTUMaximum Transmission Unit最大傳輸單元NaaSNetwork as a Service網絡即服務NASNetwork Attached Storage網絡附屬存儲NFVNetwork
77、Function Virtualization網絡功能虛擬化NFVINetwork Function VirtualizationInfrastructure網絡功能虛擬化基礎設施解決方案OLTOptical Line Terminal光線路終端寬帶核心網(BNC)技術白皮書-50-OMCOperations&Maintenance Center操作維護中心OTTOver The Top通過互聯網提供應用PFCPPacket Forwarding Control Protocol報文轉發控制協議PONPassive Optical Network無源光纖網絡PPPoEPoint to Poin
78、t Protocol over Ethernet以太網點對點協議QoSQuality of Service服務質量SACService Awareness and analysisCard業務感知分析單板SADService Awareness and analysisDevice業務感知分析設備SASService Awareness and analysisSystem業務感知分析系統SAUService Awareness and analysis Unit業務感知分析單元SDNSoftware Defined Network軟件定義網絡SLAService-Level Agreemen
79、t服務等級協議SRService Router全業務路由器SRv6Segment Routing IPv6基于 IPv6 轉發平面的段路由ToBTo Business面向企業ToHTo Home面向家庭寬帶核心網(BNC)技術白皮書-51-UPUser Plane用戶面UPFUser Plane Function用戶面功能VIPVery Important Person重要客戶VMVirtual Machine虛擬機VPNVirtual Private Network虛擬專用網絡VXLANVirtual Extensible Local AreaNetwork虛擬擴展局域網xDSLx Digital Subscriber Linex 數字用戶線XRExtended Reality擴展現實寬帶核心網(BNC)技術白皮書-52-中國聯合網絡通信有限公司研究院地址:北京市西城區金融大街 21 號電話:010-10010郵編:100033