1、OLT 內置刀片服務器白皮書 2.0OLT 內置刀片服務器白皮書 2.0中興通訊版權所有未經許可不得擴散第 1頁目 錄1 概述.32 OLT 內置刀片主要應用場景.43 OLT 內置刀片設計理念.44 中興通訊 OLT 內置刀片介紹.55 OLT 內置刀片典型應用.75.1 Access CDN 應用.75.2 運維增強. 95.2.1 用戶應用體驗質量監測.95.2.2 IPTV MDI 監測場景. 105.2.3 秒級業務流量數據采集. 105.3 企業園區應用.115.3.1 遠程駕駛應用.125.3.2 vAC 應用.136 展望.13OLT 內置刀片服務器白皮書 2.0第 2頁中興通

2、訊版權所有未經許可不得擴散表目錄圖 4- 1 OLT 內置刀片.6圖 4- 2 內置刀片原理示意圖. 6圖 4- 3 內置刀片管理架構. 7圖 5- 1 OLT 內置刀片實現 Access CDN.8圖 5- 2 OLT 內置刀片實現業務質量監測. 9圖 5- 3 OLT 內置刀片實現 IPTV MDI 監測.10圖 5- 4 OLT 內置刀片實現秒級流量業務數據采集.11圖 5- 5 OLT 內置刀片支持遠程駕駛.12圖 5- 6 OLT 內置刀片實現 vAC.13OLT 內置刀片服務器白皮書 2.0中興通訊版權所有未經許可不得擴散第 3頁1概述隨著全球 FTTx 網絡建設和千兆時代的到來，

3、4K/8K、Cloud VR、云游戲、在線教育等視頻業務不斷涌現，并消耗大量網絡資源，尤其是需求頻繁的熱點視頻，形成大量重復傳播流量。為了提高業務體驗、節約匯聚核心網絡帶寬，迫切需要業務下沉到網絡邊緣甚至到接入機房。其次，家寬業務已不限于普通的上網業務，如何實現網絡精細化運營和增值業務質量保障將成為運營商的關注重點。此時需要接入網絡的網元具備負載狀態、網元健康度、連接和管道的傳輸質量，以及具體業務和應用的體驗質量的監測等功能。隨著以 Netconf/YANG 和 Telemetry 為代表的新網絡管控技術和檢測技術的發展，推動了光纖接入網絡系統架構朝著智能網絡的方向發展，并對接入網元提出了高頻

4、信息采集、隨流 KPI/KQI 檢測等新需求。這些新的運維增強和體驗優化需求，要求接入網絡增強計算能力和存儲能力。另一方面，光接入網在家寬領域已取得巨大成功，并向行業不斷拓展，如企業、校園、廠礦等，隨著智慧園區的持續建設，園區場景中也存在著邊緣計算存儲的需求，如視頻圖像識別，工業智能控制，統一管控等，以及基于數據安全方面的要求，需要把邊緣計算設施部署在園區內部，實現數據不出園。無論是視頻下沉，接入網算力增強還是園區業務需求，都需要在網絡中引入邊緣存儲和計算能力，但此時需要引入額外設備，并對接入機房進行 DC(Data Center)化改造。而綜合接入機房中一般存在無線接入設備、有線接入設備和傳

5、輸等類型設備，設備多、空間小、供電和空調環境存在差異，若進行 DC 化改造不僅昂貴，而且工程實施困難。因此，接入機房如何引入計算存儲資源，可以結合機房條件和業務需求，因地制宜，循序漸進。采用設備內置刀片的建設方式，可以在無需改造機房的條件下按需引入計算存儲資源，支撐接入網絡 NFV 化和高帶寬、低延時邊緣計算業務的開展，是一種切合實際的遵循業務驅動的可行思路，也受到了業界的認可。同時，IT 技術的發展，尤其是低功耗 SOC CPU(System on Chip Central Processing Unit)和 SSD(Solid State Disk)固態硬盤技術的飛速發展，使得融合、分布式

6、、嵌入式計算存儲基礎設施成為未來一大發展方向。OLT(Optical Line Terminal)作為接入機房重要的接入設備，引入內置刀片符合這種技術發展趨勢。OLT 內置刀片服務器白皮書 2.0第 4頁中興通訊版權所有未經許可不得擴散2OLT 內置刀片主要應用場景基于對 FTTx 網絡發展和業務場景分析，OLT 內置刀片應用場景主要包括以下幾個方面：1） 熱點視頻下沉應用：視頻流量一般具有時段性和潮汐效應，如節假日、重要賽事期間等，這些場景下業務需求大，頻率高，網絡能力難以達到需求，采用內置刀片支持視頻類業務主要有兩個目的，一是利用 PON(Passive Optical Network)的

7、高帶寬接入、就近服務、低時延、低丟包等特性，可以有效提升視頻類業務的用戶質量體驗；其次是有效在本地卸載視頻流量，節約上層網絡帶寬，并進而降低網絡開銷。2） 接入網體驗和運維能力增強應用：如秒級業務 KPI 智能分析，質差用戶識別等。采用內置刀片進行接入網運維功能拓展和網絡功能擴展，一方面可以實現進行精準運維，深度挖掘客戶和流量潛力，進行增值運營；另一方面可減輕原有接入設備壓力，增強接入網算力。3） 邊緣 MEC(Mult-Access Edge Computing)應用：本地分流（比如 5G UPF、5G TOF、BNG-U）、MEP(Mult-Access Edge Platform)及 M

8、E APP，MEP 同時為 ME APP 提供服務，比如室內定位、RNIS(Radio Network Information Service,無線網絡信息服務)等。在固移融合應用場景下，采用內置刀片支持 MEC，可以有效保證網絡性能和業務流量傳輸QoS，滿足業務對低時延及安全性要求，減輕邊緣數據中心壓力。4） VNF(Virtual Network Function) 應 用 ： 園 區 場 景 中 的 應 用 如 vAC(virtual AccessController)、vFW(virtual Firewall)等。采用內置刀片支持 VNF（Virtual NetworkFunction

9、），可以在原有主網絡路徑上局部提供網絡虛擬化功能，不增加業務流量的路徑跳數，既保證了網絡傳輸性能，又簡化了 QoS(Quality of Service)部署的復雜性。同時也減輕上游邊緣數據中心的流量。3OLT 內置刀片設計理念基于設備部署和業務需求，OLT 內置刀片設計需要具備以下特性：OLT 內置刀片服務器白皮書 2.0中興通訊版權所有未經許可不得擴散第 5頁1） 輕量化設計：內置刀片可以插入 OLT 的機框中，有效利用 OLT 已有空閑資源，無須占用額外機房空間。相比獨立刀片服務器，內置刀片具備更低功耗和更靈活安裝等特點。同時內置刀片采用一些新的技術應用，如輕量化的 SoC CPU，SS

10、D 硬盤等，具備更好的轉發性能、更強的 I/O 存儲能力，以及更寬泛的環境溫度適應性。2） 多樣化管理：針對不同應用需求提供不同管理方式。對于需要與上層數據中心設備進行協同管理的功能，內置刀片可與 OLT 設備分開管理。OLT 作為網絡設備由 EMS(ElementManagement System)管理，內置刀片由 PIM(Physical Infrastructure Manager)系統管理，通過 PIM 納入符合 ETSI NFVI(Network Function Virtualization Infrastructure)的整體管理體系，實現靈活自動管理配置。當內置刀片作為接入網運

11、維增強型應用時，類似PON 業務線卡，可與 OLT 統一管理，無需部署額外管理平臺，簡化網絡，節約投資。另外，為了實現系統可靠性和配置靈活性，OLT 與內置刀片軟件版本獨立，升級互不影響。3） 網絡功能協同：內置刀片通過內聯接口與 OLT 相連。OLT 豐富的網絡能力可以與內置刀片的計算存儲能力協同，形成緊湊、安全的解決方案。例如利用 OLT 的 ACL 功能、流量控制功能，可以為內置刀片起到防火墻的作用；OLT 強大的二層交換功能可以為內置刀片上的虛機提供二層連接；再如 PON OLT 支持 Gateway Proxy 功能，為邊緣計算應用提供了強大的業務分流功能。這些協同為內置刀片節省了大

12、量的計算資源，免去了很多需要其承載運行的 VNF 的開銷。4） 靈活化配置：由于內置刀片采用線卡設計理念，其使用可類似 PON 業務線卡進行靈活插拔、擴展和部件配置，如內存、硬盤等，多線卡協同擴展存儲容量，并可加載不同軟件，實現多種輕量級功能，滿足存儲、計算等不同類型需求。4中興通訊 OLT 內置刀片介紹OLT 內置刀片可配置不同硬盤、內存等，從而應對不同業務需求。在硬件方面，OLT 內置刀片采用 300mm 深設計，可安裝在 OLT 的機框中，如圖 4-1 所示：OLT 內置刀片服務器白皮書 2.0第 6頁中興通訊版權所有未經許可不得擴散圖 4- 1 OLT 內置刀片OLT 內置刀片可配置

13、2 塊可熱插拔的數據硬盤，每塊容量可達 8T，每刀片容量最大可達 16T。還可配置 4 塊內存，每刀片最大內存可達 256G。同時為了更好適應接入網機房環境，采用低功耗SoC CPU、SSD 硬盤等器件，具備更寬泛的溫度適應范圍。內置刀片不僅有效利用 OLT 的機框、供電、散熱等資源，而且還可以與 OLT 之間實現板內相互通信。內置刀片主要由 CPU、內存和接口模塊等器件有機連接，CPU 主要完成一般計算功能，內存和 SSD 硬盤完成數據存儲和緩存，接口模塊芯片具備編程能力，可完成高性能的網絡轉發處理。內置刀片還具備獨立的面板出口，包括管理網口、數據網口、顯示、USB 等接口。圖 4- 2 內

14、置刀片原理示意圖內置刀片管理可與 OLT 接口板管理分開。 外部 PIM 通過內置刀片 BMC （Baseboard ManagerController）小系統實現對硬件（含 BIOS）管理。內置刀片可以安裝虛擬化平臺，支持虛機、容器OLT 內置刀片服務器白皮書 2.0中興通訊版權所有未經許可不得擴散第 7頁或者裸金屬方式，支持部署 MEP、UPF、vCDN 和第三方 APP。通過 MEPM 實現對 MEP 相關服務及業務數據配置管理， 通過 OMC 執行對 UPF、 vCDN 以及通用 MEP 的 FACPS 管理。 通過 MEO對邊緣節點云平臺資源以及 APP 生命周期進行管理，編排中心實

15、現對邊緣計算業務進行編排，運營平臺向客戶提供一站式高效服務，實現統一運營，如圖 4-3 所示。圖 4- 3 內置刀片管理架構5OLT 內置刀片典型應用5.1 Access CDN 應用大視頻的快速發展對網絡帶寬、 時延等提出了更高的要求， CDN （Content Delivery Network，內容分發網絡）使用戶就近獲取所需內容，可有效保障業務體驗，目前已取得廣泛應用。但對于節假日或重要賽事等集中時段和熱門視頻，用戶需求會在短時間內激增，形成大量重復流量傳播，這些內容通常包括時移電視 TSTV(Time Shifted TV)節目、電視錄制節目 TVOD(True VoD)和熱點影片 V

16、oD，造成網絡負荷過大，影響用戶體驗。將 CDN 下沉到網絡邊緣成為一種趨勢，其中 AccessCDN 就是 CDN 節點下沉到接入機房（OLT 機房）的一種 CDN 網絡形式，可進一步減少 OLT 上層OLT 內置刀片服務器白皮書 2.0第 8頁中興通訊版權所有未經許可不得擴散網絡壓力。圖 5- 1 OLT 內置刀片實現 Access CDN如圖 5-1 所示，OLT 內置刀片方式部署 Access CDN 的解決方案中，采用中興通訊 PON OLT特有 Gateway Proxy 功能本地卸載流量，使用戶可以就近訪問 Access CDN 存儲的節目。AccessCDN 方案具備以下好處：

17、1） 提高用戶體驗：利用 PON 網絡高帶寬特性，就近部署高碼率 4K/8K、VR 視頻業務，高通量、時延低、無擁塞、體驗效果好。并且可有效應對短時間熱點視頻的爆發性流量沖擊。2） 節省網絡帶寬：通過就近服務卸載 70%的點播流量，大幅度節約匯聚網絡、城域網絡以及相關網絡設備的帶寬，大幅減少 CDN 中心節點的負荷，有效降低大視頻網絡承載成本。3） 簡化工程實施：內置刀片低功耗、高性能、按需部署、擴展性強，無需機房改造和頻繁的網絡升級，大幅縮短業務部署和擴容工作量。4） OLT 支持 Gateway Proxy 的分流，對 BRAS(Broadband Remote Access Server

18、)、接入方式和 IP(Internet Protocol)地址規劃透明，方便快速部署。5） Access CDN 在內置刀片上除了可以采用裸金屬方式部署外，還可以采用 vCDN 方式動態部署在刀片虛機或者容器中。Access CDN 可以和其它邊緣計算應用，如圖片和視頻上傳，共享刀片硬件資源，低成本推進邊緣網絡云和業務云的建設。OLT 內置刀片服務器白皮書 2.0中興通訊版權所有未經許可不得擴散第 9頁5.2 運維增強寬帶網絡的運維增強一直是運營商關注的重點，不僅網管系統需要具備智能管、控、析能力，網元也需要提供全新的 KPI 測量能力、細顆粒度的流量統計能力、實時狀態信息收集能力，以及高頻高

19、效的數據上報能力。利用內置刀片擴展 OLT 網元的這些能力，正逐漸成為業界共識。5.2.1 用戶應用體驗質量監測現階段固網寬帶運維體系仍側重于設備，無法主動獲取并評估用戶真實業務體驗，大多只能依靠用戶投訴式被動運維，造成寬帶用戶投訴量高，寬帶故障排障時間長，用戶體驗不佳。近幾年來部分運營商雖然通過 ONT 內置網絡小探針和外置集中式探針方案， 積極開展用戶業務感知評估的試點，但是由于投入大、方案實施難度大、方案不成熟，造成最終寬帶體驗提升效果不明顯。而在 OLT內置刀片上部署用戶應用體驗質量監測方案，直接位于接入設備內，接近用戶，具備得天獨厚的優勢，可以準確而完整地評估寬帶用戶業務感知、識別質

20、差用戶、質差精準定界定位，為運營商向以用戶為中心的主動運維轉型提供了不可或缺的基礎數據平臺和設施平臺?；趦戎玫镀臉I務質量監測方案在感知用戶業務的同時，做到用戶業務數據不外發，用戶業務數據通過 OLT 內部流量鏡像，完成數據百分百本處理，解決了用戶數據安全問題。同時提供獨特的 ODN 檢測功能，基于 PPPoE 的雙向鏈路握手信令，實現 ONT 至 OLT、OLT 至 BRAS 的鏈路時延質量的檢測和感知。圖 5- 2OLT 內置刀片實現業務質量監測OLT 內置刀片服務器白皮書 2.0第 10頁中興通訊版權所有未經許可不得擴散基于內置刀片的業務質量監測方案可以靈活部署、即插即用，無網絡割接和

21、和業務中斷問題，可實現家寬全業務流量可視化、精細化管理和網絡規劃，并且可對家寬用戶進行完整流量和行為分析、用戶業務感知評估、質差用戶診斷，以及基于 5G 垂直應用管道流量可視化和質量評估。同時新增多個核心特色指標，更好刻畫影響用戶體驗的因素，支持寬帶接入網故障、家庭網絡問題的精準定位。5.2.2 IPTV MDI 監測場景IPTV 已成為寬帶運營商的基礎業務，根據以往故障數據統計，PON 網絡故障占比較高。因此，在 OLT 上聯口和 PON 口監測所有或熱點 IPTV 直播頻道的傳輸質量非常有必要。但是 OLT 設備線卡的 CPU 處理能力不足以支撐多頻道的并發監測，因此可以采用內置刀片來擴展

22、能力。如圖 5-3，可以在 ONU、OLT 和視頻源服務器上分別部署 MDI 監測，監測指標實時上送后臺運維系統，就可以方便地進行遠程監測和故障定界。單內置刀片可并發支持 20 路 4K 頻道+100 路高清頻道+200路標清頻道的 MDI 指標，還可以本地存儲一周歷史監測數據。圖 5- 3OLT 內置刀片實現 IPTV MDI 監測5.2.3 秒級業務流量數據采集源自數據中心的數據采集技術 Telemetry， 目前已經被運營商用于 PON 網絡的流量采集中， 以替代傳統的基于 SNMP/MIB 流量采集。技術的升級可以使流量采集的頻度從 5 分鐘級演進到秒級，OLT 內置刀片服務器白皮書

23、2.0中興通訊版權所有未經許可不得擴散第 11頁采集的顆粒度從物理 PON 端口級到邏輯接口 GEM port 級，使得網絡性能管理和負載管理更加精細化，為網絡規劃、流量實時調度優化、QoS 配置優化和故障實時檢測夯實基礎。主流 OLT 現有板卡，包括主控板、PON 線卡都不具備每用戶每業務流的采集、處理、存儲能力，采用內置刀片擴展這樣的能力。單刀片可并發監測超 64K GEM port 的秒級流量數據采集，還可以本地存儲歷史流量采集數據。圖 5- 4OLT 內置刀片實現秒級流量業務數據采集5.3 企業園區應用近年來，在園區網絡建設中 POL（Passive Optical LAN）方案日益成

24、為客戶的首選，建設全光園區網已成為業界的共識。園區場景下一般有如下需求：1） 有線和無線的一體化接入，包括 POL、Wi-Fi 6 和 5G 等。2） 邊緣計算應用?；跀祿踩矫娴囊?，需要數據不出園區，典型的邊緣計算應用包括視頻監測、人臉識別等。3） 低時延要求。比如工業控制系統，園區自動駕駛等。傳統方式一般需要客戶額外投資去建設網絡防火墻、無線控制器、信息管理系統、Softswitch/IMS 等業務系統，并安裝在園區機房的獨立服務器上，這些獨立的設備構成了一個復雜的網絡，增加了網絡部署與運維的成本。通過 OLT 內置刀片服務器，可以按需將獨立物理設備（如安全防火墻、 無線控制器等）

25、虛擬化為軟件 VNF 應用并安裝在內置刀片上，形成一個簡單、易升級、易修改、易增加新功能的開放型網絡，幫助客戶建設開放型 POL 園區網，并創造諸多價值。OLT 內置刀片服務器白皮書 2.0第 12頁中興通訊版權所有未經許可不得擴散5.3.1 遠程駕駛應用隨著智慧園區的改造，園區遠程駕駛和自動駕駛場景出現，如智慧公交、碼頭物流、礦山開采等，對網絡能力提出了較高的要求，不僅需要無線網絡的支持，還要有 MEC 本地分流，提供超大帶寬和超低時延，另外還需要光接入網絡接入遠程駕駛艙，提供大帶寬、穩定、可靠的有線連接。對于園區場景中的遠程駕駛的場景參考圖 5-5，基于 5G+POL 固移融合網絡，車上高

26、清攝像頭拍攝的視頻信息需要實時傳送到遠程駕駛中心屏幕上，方便駕駛員遠程實時操控車輛，同時操控臺的控制信令需要遠程傳送到車輛上，控制車輛駕駛。遠程駕駛對帶寬和時延要求高，車上部署超邊緣計算網關，內置 5G SIM 卡，同時滿足視頻低時延編碼功能，支持 CAN 接口轉換實現對車輛的遠程控制。遠程駕駛控制臺一般部署在園區室內，通過有線接入，保證接入帶寬和可靠性。為了進一步降低時延，在接入機房 OLT 內置刀片上部署 5G 分流功能，通過 5G 回傳網絡實現和 BBU 互連，遠程駕駛道路覆蓋的 BBU 將車上視頻信息直接發到 OLT 內置刀片上的 UPF 模塊進行本地分流，同時部署 MEP，通過音視頻

27、高速分發服務將車載攝像頭視頻信息快速分發到控制中心的視頻解碼服務器上，節省了視頻流到 5GC 以及 OLT 上聯 BRAS 設備的鏈路帶寬，端到端轉發時延低于 10ms，實現端到端視頻傳輸時延低于 200ms（包含視頻編解碼處理時延）。圖 5- 5OLT 內置刀片支持遠程駕駛在遠程駕駛場景下采用 OLT 內置刀片的好處在于，首先可在內置刀片上部署 5G UPF，實現業OLT 內置刀片服務器白皮書 2.0中興通訊版權所有未經許可不得擴散第 13頁務流量的本地轉發，大幅降低時延，滿足自動駕駛業務的要求；其次內置刀片與 OLT 共享空間、供電等資源，部署更加經濟靈活；再次 OLT 設備除了幫助園區駕

28、駛艙實現 POL 有線連接，PON 天然具備 P2MP 的特性，一根主干光纖即可接入大量路側單元（Road Side Unit，RSU），且光纖連接具備低功耗、環保、抗電磁干擾等特性，在戶外多變環境中提供穩定連接。5.3.2 vAC 應用隨著移動辦公等新業務、無線類終端在企業內廣泛應用，無線流量在整體流量占比越來越高。無線側 AC 作為無線網絡中集中管理控制的設備，其轉發能力、端口各方面的限制逐漸成為了流量瓶頸。若進行擴容無疑增加額外專用 AC 設備，占用機房空間，并引入額外的改造工作。隨著園區POL全光改造，OLT在園區廣泛部署，將AC內置于OLT刀片服務器上部署，一方面可以有效提高機房資源

29、利用率，利用冗余的槽位資源，節省專用AC資源投入，節省機房空間，保障客戶投資。另一方面提升轉發容量，OLT本身不具備CAPWAP報文的解析能力，需要旁掛AC設備，無線業務流量進入OLT后需要單臂迂回至AC設備，帶來了不必要的時延，而且受限于AC設備轉發性能的制約，使得無線業務流量整體轉發容量受限。通過在刀片服務器上處理CAPWAP封裝報文，解封裝后無線報文可以與有線報文一樣轉發，轉發路徑簡單，使得轉發容量不再成為瓶頸。圖 5- 6OLT 內置刀片實現 vAC6展望網絡邊緣智能化是未來重要的發展方向。隨著 5G 時代社會數字化轉型加速，網絡建設規模擴大和家庭網絡飛速演進，包括物聯網業務、視頻業務

30、、安全業務等，需要邊緣處理的業務更加豐富，OLT 內置刀片服務器白皮書 2.0第 14頁中興通訊版權所有未經許可不得擴散業務體驗成為關鍵，滿足業務處理的實時性和用戶體驗的高質量保證成為迫切要求。OLT 部署于綜合業務接入機房，是固網接入業務第一跳，離家庭網絡最近，利用 OLT 的空閑槽位部署輕量級刀片處理單元，是一個便捷、方便、可靠的邊緣計算部署方式。中興通訊著眼未來云網融合中邊緣計算不斷增強的發展趨勢，基于用戶接入機房大量 OLT 空余槽位的資源優勢， 率先推出了 OLT 內置輕量級刀片， 為未來邊緣多業務計算打開了廣闊的想象空間。隨著光接入不斷多樣化的增值業務涌現以及迅速擴展的豐富場景應用，為了滿足不斷提升的用戶體驗質量要求，基于大數據實現網元業務感知和質量監測，并輔以 AI 技術實現業務的可視、可測和可經營，是未來網絡發展關注的重點之一。OLT 內置算力增強的分布式智能運維架構可以實現大量運維業務本地處理，減輕網絡負荷，增加處理實時性，從而驅動 OLT 內置刀片從傳統計算型向具備AI 算力的智能型演進。中興通訊將不斷在輕量級邊緣計算領域持續研究，積極探索最新的微電子技術，通過自研芯片的架構創新和工藝制程提升，以及采用先進封裝技術實現系統高度集成，從而實現體積和功耗不斷降低，打造新一代高性價比、低功耗、依據業務靈活組合的邊緣計算基礎設施，為網絡建設和業務發展打下堅實基礎。