沈成彬+蔣銘+曾濤

摘要：針對(duì)寬帶接入網(wǎng)在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、運(yùn)行維護(hù)、用戶體驗(yàn)和業(yè)務(wù)經(jīng)營(yíng)等領(lǐng)域面臨的困難和挑戰(zhàn)，以降低接入網(wǎng)的建設(shè)成本和維護(hù)成本，提升用戶體驗(yàn)，促進(jìn)業(yè)務(wù)創(chuàng)新為目標(biāo)，研究了基于虛擬化、集中管控、能力開放等特征的下一代寬帶接入網(wǎng)的系統(tǒng)架構(gòu)、主要應(yīng)用場(chǎng)景以及所涉及的關(guān)鍵技術(shù)。

關(guān)鍵詞： 軟件定義網(wǎng)絡(luò)；網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化；無源光網(wǎng)絡(luò)；光接入網(wǎng)；能力開放

Abstract： There many challenges with broadband access networks in terms of construction， OAM， user experience， and business operation. We investigate the application of software-defined networ （SDN） and NFV technologies in broadband access networks with the goal of reducing capex and opex and promoting user experience and business innovation. We investigate system architecture， use cases， and key technologies of next-generation access networks. The key features of such networks will be virtualization， centralized control， and openness.

Key words： SDN； network function virtualization； passive optical network； optical access network； openness capability

經(jīng)過多年的建設(shè)和優(yōu)化，全球主流電信運(yùn)營(yíng)商寬帶接入網(wǎng)的能力和運(yùn)維效率都得到明顯提升，但互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展和互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)形態(tài)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)著網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的變革，推動(dòng)了寬帶接入網(wǎng)向智能化和能力開放兩個(gè)維度上發(fā)展和演進(jìn)。另一方面，我們也要看到，現(xiàn)有寬帶接入寬帶網(wǎng)還存在很多問題，還無法滿足智能化和能力開放的需求。例如，現(xiàn)有的寬帶接入網(wǎng)普遍存在著數(shù)字用戶線（DSL）、無源光網(wǎng)絡(luò)（PON）、Wi-Fi等多種技術(shù)和CO/DSLAM、FTTB/C/N/Dp、FTTH等多種建網(wǎng)模式并存如的高度異構(gòu)的問題。這種高度異構(gòu)性給運(yùn)營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、管理模型、運(yùn)營(yíng)支撐和業(yè)務(wù)經(jīng)營(yíng)的創(chuàng)新等多個(gè)方面都帶來了巨大的挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)光接入網(wǎng)存在問題如圖1所示?，F(xiàn)有技術(shù)緊耦合的網(wǎng)絡(luò)模型、固化的業(yè)務(wù)流程和封閉的運(yùn)營(yíng)支持系統(tǒng)（OSS）導(dǎo)致在寬帶接入網(wǎng)中引入新技術(shù)、新建設(shè)模式和新業(yè)務(wù)創(chuàng)新的周期長(zhǎng)，在成本較高的同時(shí)也無法滿足業(yè)務(wù)經(jīng)營(yíng)快速靈活發(fā)展的需求。同時(shí)在日常的運(yùn)營(yíng)支撐維護(hù)中，由于寬帶接入網(wǎng)用戶設(shè)備存在著海量、分散、環(huán)境復(fù)雜、形態(tài)多樣等特征，導(dǎo)致運(yùn)維成本不斷增高和效率低下。另外在寬帶接入網(wǎng)中如何有效利用新技術(shù)，通過靈活、差異化、全局的資源規(guī)劃配置來融合承載多業(yè)務(wù)，提升業(yè)務(wù)發(fā)放效率和用戶體驗(yàn)，也一直是運(yùn)營(yíng)商關(guān)注和研究的重點(diǎn)[1-12]。

軟件定義網(wǎng)絡(luò)（SDN）和網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化（NFV）這兩種技術(shù)，正在逐步從理論研究階段過渡到現(xiàn)網(wǎng)試驗(yàn)階段，應(yīng)用領(lǐng)域也從數(shù)據(jù)中心及互聯(lián)逐步擴(kuò)展到公用電信網(wǎng)的各個(gè)組成部分，包含骨干網(wǎng)和城域網(wǎng)。其中，如何運(yùn)用SDN/NFV技術(shù)發(fā)展和演進(jìn)以FTTx為主的寬帶接入網(wǎng)，業(yè)界也在不斷探索之中。SDN/NFV可通過將寬帶接入設(shè)備的控制平面和數(shù)據(jù)平面分離，使得控制平面和數(shù)據(jù)平面可以獨(dú)立發(fā)展，從而實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源的集中管控，以及網(wǎng)絡(luò)功能的虛擬化從而提升網(wǎng)絡(luò)智能，并且通過對(duì)外提供開放接口提高接入網(wǎng)的開放性、靈活性，提升寬帶接入網(wǎng)的業(yè)務(wù)創(chuàng)新能力和差異化經(jīng)營(yíng)能力。

相對(duì)于骨干網(wǎng)的傳輸技術(shù)（如傳輸網(wǎng)、IP/MPLS網(wǎng)絡(luò)）而言，寬帶接入網(wǎng)直接面向最終客戶，與運(yùn)營(yíng)商IT系統(tǒng)高度耦合，其智能性、靈活性、開放性對(duì)運(yùn)營(yíng)商的業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)具有更加重要的價(jià)值和意義，所以在寬帶接入網(wǎng)引入SDN和NFV技術(shù)，快速提升寬帶接入網(wǎng)的智能性對(duì)于運(yùn)營(yíng)商實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)化轉(zhuǎn)型具有更大的迫切性和現(xiàn)實(shí)意義。

1 SDN/NFV接入網(wǎng)系統(tǒng)架構(gòu)

1.1 軟件定義接入網(wǎng)的定義

軟件定義接入網(wǎng)（SDAN）是指采用SDN/NFV的基本理念和方法，實(shí)現(xiàn)接入網(wǎng)設(shè)備中的數(shù)據(jù)平面和控制平面分離，并結(jié)合虛擬化技術(shù)盡可能的采用標(biāo)準(zhǔn)化通用設(shè)備，提高接入網(wǎng)設(shè)備的統(tǒng)一性、通用性和適配性，降低網(wǎng)絡(luò)異構(gòu)程度；通過集中化實(shí)現(xiàn)對(duì)寬帶接入網(wǎng)中的資源進(jìn)行統(tǒng)一管理、控制和調(diào)度，通過應(yīng)用編程接口（API）實(shí)現(xiàn)寬帶接入網(wǎng)資源和能力的靈活配置和開放，降低業(yè)務(wù)部署的復(fù)雜度，推動(dòng)業(yè)務(wù)創(chuàng)新以及網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展和演進(jìn)，從而實(shí)現(xiàn)面向應(yīng)用和客戶的智能化寬帶接入網(wǎng)。軟件定義接入網(wǎng)包含3個(gè)核心特征：

（1）資源和功能虛擬化

對(duì)寬帶接入網(wǎng)各設(shè)備節(jié)點(diǎn)中資源和功能的邏輯抽象，分離控制功能和轉(zhuǎn)發(fā)功能，并利用虛擬化技術(shù)盡可能軟硬件解耦，從而實(shí)現(xiàn)寬帶接入網(wǎng)資源的靈活配置、調(diào)度和網(wǎng)絡(luò)功能按需部署。NFV的虛擬化技術(shù)應(yīng)用在于寬帶接入設(shè)備中時(shí)，對(duì)于設(shè)備的型態(tài)、設(shè)計(jì)架構(gòu)和實(shí)現(xiàn)會(huì)產(chǎn)生一定影響。但在異構(gòu)程度很高的寬帶接入網(wǎng)中，基于通信技術(shù)類型、部署環(huán)境、設(shè)備型態(tài)呈現(xiàn)出的多樣性和復(fù)雜性，在未來一段時(shí)間內(nèi)，寬帶接入網(wǎng)預(yù)計(jì)仍將以采用專用設(shè)備為主的模式，而不意味著使用通用x86服務(wù)器來全部取代。

（2）集中管控

通過對(duì)海量接入設(shè)備的集中管理和控制，提供寬帶接入網(wǎng)資源統(tǒng)一調(diào)度和網(wǎng)絡(luò)功能的集中管理，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)能力抽象和業(yè)務(wù)自動(dòng)編排，并支持與IP城域網(wǎng)、傳送網(wǎng)和運(yùn)營(yíng)管理系統(tǒng)等外部網(wǎng)絡(luò)的跨域、跨層的端到端協(xié)同，從而提升網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維效率。

（3）能力開放

通過不同層次對(duì)外開放的API接口，支持網(wǎng)絡(luò)功能可編程，并將抽象后的網(wǎng)絡(luò)能力開放給應(yīng)用和內(nèi)外部客戶，促進(jìn)寬帶接入網(wǎng)的業(yè)務(wù)創(chuàng)新，從而實(shí)現(xiàn)管道增值。例如，基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商可以通過能力開放實(shí)現(xiàn)接入帶寬批發(fā)業(yè)務(wù)，也可以為增值業(yè)務(wù)服務(wù)提供商提供帶寬、QoS、定位等多種能力的調(diào)用，從而促進(jìn)業(yè)務(wù)創(chuàng)新。

1.2 軟件定義接入網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和

功能

軟件定義接入網(wǎng)是公用電信網(wǎng)利用SDN/NFV技術(shù)向前演進(jìn)的過程中不可缺少的重要組成部分，其在整個(gè)SDN/NFV電信網(wǎng)中的位置如圖2所示。

軟件定義接入網(wǎng)的具體網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和功能組成如圖3所示，包括協(xié)同層、控制層和數(shù)據(jù)平面3個(gè)層次。

數(shù)據(jù)平面由寬帶接入網(wǎng)各節(jié)點(diǎn)設(shè)備如光線路終端（OLT）、多住戶單元（MDU）、單個(gè)家庭用戶單元（SFU）、家庭網(wǎng)關(guān)單元（HGU）、光配線網(wǎng)絡(luò)（ODN）等網(wǎng)元設(shè)備和相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施組成，完成網(wǎng)絡(luò)中報(bào)文的傳送、調(diào)度、感知、監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)接入線路媒體訪問控制（MAC）層功能、二層以太轉(zhuǎn)發(fā)功能以及本地維護(hù)控制功能。數(shù)據(jù)平面中的各節(jié)點(diǎn)設(shè)備具備較強(qiáng)的可編程能力，以支持網(wǎng)絡(luò)資源的靈活部署和網(wǎng)絡(luò)功能的可擴(kuò)展。數(shù)據(jù)平面在支持控制與轉(zhuǎn)發(fā)分離的前提下，同時(shí)要保證控制器軟件的升級(jí)不影響數(shù)據(jù)平面已有的業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)發(fā)。另外控制和轉(zhuǎn)發(fā)分離并不一定指在接入網(wǎng)數(shù)據(jù)平面的設(shè)備中完全剝離控制功能。接入技術(shù)的底層控制協(xié)議功能，以及設(shè)備中需要實(shí)時(shí)處理或者大流量處理的控制協(xié)議，目前仍建議在數(shù)據(jù)平面完成。未來隨著SDN/NFV技術(shù)的不斷發(fā)展和設(shè)備形態(tài)的演進(jìn)，可以考慮這部分功能的適當(dāng)遷移。

控制層主要提供網(wǎng)絡(luò)資源、功能的抽象、虛擬化和集中管控的能力。對(duì)于控制層而言，應(yīng)管控寬帶接入網(wǎng)絡(luò)的整體資源和拓?fù)錁?gòu)造，而不局限于單個(gè)網(wǎng)元信息?？刂茖油ㄟ^南向接口去控制數(shù)據(jù)平面的接入網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和設(shè)施，并且基于寬帶接入設(shè)備呈現(xiàn)出的多樣性和異構(gòu)性，南向接口上應(yīng)具備兼容多廠家、多協(xié)議的能力，并應(yīng)能靈活擴(kuò)展支持不斷發(fā)展的接入技術(shù)、不斷演進(jìn)的設(shè)備形態(tài)和建設(shè)模式。通過北向接口控制層為協(xié)同層甚至應(yīng)用層提供網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?、狀態(tài)和虛擬資源管理等基本的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，因此應(yīng)支持抽象網(wǎng)絡(luò)的資源和功能，并通過標(biāo)準(zhǔn)化的接口向上開放，使上層應(yīng)用在不感知物理網(wǎng)絡(luò)的前提下能方便快速地調(diào)用網(wǎng)絡(luò)資源和能力，并快速引入新業(yè)務(wù)。

協(xié)同層主要提供業(yè)務(wù)能力抽象及跨域協(xié)同，具體功能包含業(yè)務(wù)發(fā)放的自動(dòng)化、業(yè)務(wù)保障的自動(dòng)化，業(yè)務(wù)可視化和端到端的資源管理及跨域跨層協(xié)同，實(shí)現(xiàn)按需的業(yè)務(wù)自動(dòng)編排和維護(hù)。并通過開放API支持網(wǎng)絡(luò)能力開放以及快速的應(yīng)用創(chuàng)新。

2 軟件定義接入網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)化

進(jìn)展

2.1 軟件定義接入網(wǎng)的需求和網(wǎng)絡(luò)

架構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)展

針對(duì)寬帶接入網(wǎng)的SDN/NFV技術(shù)應(yīng)用和演進(jìn)，全球多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)組織都在進(jìn)行積極的探索和研究。寬帶論壇（BBF）在2012的會(huì)議中，首次提出了基于軟件定義的接入網(wǎng)未來架構(gòu)，并確定為其未來重點(diǎn)研究工作方向之一。隨后BBF于2013年開始啟動(dòng)了多項(xiàng)SDN/NFV應(yīng)用于寬帶接入網(wǎng)的研究課題，以推動(dòng)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展。例如，在BBFWT-317 Network Enhanced Residential Gateway 中重點(diǎn)研究了家庭網(wǎng)關(guān)虛擬化，通過將家庭網(wǎng)關(guān)的3層以及應(yīng)用層的功能上移到OLT甚至寬帶遠(yuǎn)程接入服務(wù)器（BRAS）上，從而簡(jiǎn)化業(yè)務(wù)發(fā)放，降低維護(hù)成本（OPEX）。BBF WT-328 Virtual Business Gateway則研究企業(yè)網(wǎng)關(guān)虛擬化技術(shù)。BBF SD-313 High Level Requirements and Framework for SDN in Telecommunication Broadband Networks則研究寬帶網(wǎng)絡(luò)的SDN的總體框架和需求，其中也包含了軟件定義接入網(wǎng)的應(yīng)用場(chǎng)景和系統(tǒng)架構(gòu)。BBF SD-340 Stage 1 for introduction of NFV in MSBN則分析NFV在固定寬帶接入網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用場(chǎng)景。BBF WT-345 Migrating to NFV in the context of WT-178研究了基于WT-178技術(shù)的數(shù)據(jù)面NFV演進(jìn)。2015年初，BBF新立項(xiàng)了WT-351 Fiber Access Network Sharing項(xiàng)目，主要目標(biāo)是研究基于虛擬化的接入網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施共享技術(shù)。

在國(guó)際電信聯(lián)盟（ITU-T）中，首先在ITU-T SG11全面啟動(dòng)了SDN的標(biāo)準(zhǔn)研究，啟動(dòng)新的標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目，研究寬帶接入網(wǎng)引入SDN時(shí)的需求、架構(gòu)、以及相關(guān)接口的定義，并開展寬帶接入服務(wù)器設(shè)備上實(shí)現(xiàn)SDN的研究，以及寬帶接入網(wǎng)（SBAN）應(yīng)用場(chǎng)景和信令需求（Q.SBAN）的標(biāo)準(zhǔn)制訂工作。

中國(guó)通信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)（CCSA）也由傳送與接入技術(shù)委員會(huì)（TC6）于2014年啟動(dòng)開展《基于SDN的寬帶接入網(wǎng)的應(yīng)用場(chǎng)景及需求》行標(biāo)、《基于SDN的寬帶接入網(wǎng)接口協(xié)議研究》研究課題、《基于公用電信網(wǎng)的寬帶客戶網(wǎng)關(guān)虛擬化》等一系列的相關(guān)研究和標(biāo)準(zhǔn)化工作。

2.2 軟件定義接入網(wǎng)的接口標(biāo)準(zhǔn)化

進(jìn)展

SDN網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究中，控制層和轉(zhuǎn)發(fā)平面之間的接口標(biāo)準(zhǔn)化工作極其重要。在這個(gè)領(lǐng)域，ONF主導(dǎo)了技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)制訂權(quán)，在2009年發(fā)布了第一版的Openflow協(xié)議，并于2015年04月更新到1.5.1版本。ONF在標(biāo)準(zhǔn)化研究過程中，基于不同網(wǎng)絡(luò)向SDN演進(jìn)中的差異化特征和需求，從Openflow協(xié)議1.3.5版本開始支持非TCP傳送通道的承載。對(duì)于軟件定義接入網(wǎng)來說，采用標(biāo)準(zhǔn)化的Openflow協(xié)議作為南向接口加以針對(duì)性的擴(kuò)展，并利用PON技術(shù)本身所提供的維護(hù)管理通道在OLT和ONU之間傳送，是業(yè)界比較認(rèn)同的技術(shù)選擇。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織ITU-T SG15組也已經(jīng)開展Openflow Over OMCI的技術(shù)研究，并將其納入到ITU-T G.988 OMCI的標(biāo)準(zhǔn)化工作。

3 軟件定義接入網(wǎng)的應(yīng)用

場(chǎng)景

基于寬帶接入網(wǎng)在發(fā)展中的難點(diǎn)，結(jié)合SDN/NFV技術(shù)，軟件定義接入網(wǎng)可以在下列幾種應(yīng)用場(chǎng)景中嘗試進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)和控制分離，業(yè)務(wù)編排統(tǒng)一調(diào)度，以形成完整解決方案。

3.1 接入設(shè)備虛擬化，遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)聚合

管理

隨著用戶帶寬的不斷提速，接入設(shè)備距離用戶也越來越近，遠(yuǎn)端接入設(shè)備數(shù)量不斷增長(zhǎng)，再加上用戶接入地點(diǎn)和接入介質(zhì)的復(fù)雜多變以及接入設(shè)備廠家的多樣化，讓運(yùn)營(yíng)商在網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃部署和運(yùn)營(yíng)維護(hù)網(wǎng)絡(luò)中的海量接入節(jié)點(diǎn)和型態(tài)各異的設(shè)備型態(tài)時(shí)不僅需要多部門之間的協(xié)調(diào)溝通導(dǎo)致耗費(fèi)時(shí)間，而且基于現(xiàn)有的人工逐網(wǎng)點(diǎn)配置模式在業(yè)務(wù)發(fā)放時(shí)會(huì)形成巨大的工作量并導(dǎo)致出錯(cuò)率高和效率低下。

設(shè)備虛擬化情況下遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)聚合管理應(yīng)用場(chǎng)景如圖4所示。利用SDN及NFV的技術(shù)，將不同F(xiàn)TTx場(chǎng)景下的遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)MDU、SFU和HGU等設(shè)備虛擬化，部分控制功能上移，在OLT上則屏蔽差異化的不同遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)設(shè)備，通過網(wǎng)管或協(xié)同層的調(diào)度來支持上層和OLT的直接對(duì)接，實(shí)現(xiàn)聚合管理和整體規(guī)劃；通過控制面中接入控制器的抽象、虛擬等關(guān)鍵技術(shù)功能實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)自動(dòng)發(fā)放、業(yè)務(wù)升級(jí)以及性能數(shù)據(jù)的采集代理功能，支持運(yùn)維自動(dòng)化；支持自動(dòng)發(fā)現(xiàn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以及遠(yuǎn)端接入設(shè)備節(jié)點(diǎn)的即插即用。

3.2 物理網(wǎng)絡(luò)虛擬化，資源虛擬化

并靈活開放

隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，并應(yīng)對(duì)帶寬價(jià)值不斷持續(xù)下降的現(xiàn)狀，電信運(yùn)營(yíng)商希望能針對(duì)零售服務(wù)供應(yīng)商（RSP）價(jià)值客戶出售差異化的網(wǎng)絡(luò)資源和業(yè)務(wù)，彌補(bǔ)收支差和鼓勵(lì)業(yè)務(wù)創(chuàng)新。但電信運(yùn)營(yíng)商目前經(jīng)營(yíng)模式以帶寬出租為主，收入模式單一。RSP無法有效自主業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)和創(chuàng)新，其新業(yè)務(wù)上線依然要依賴于電信運(yùn)營(yíng)商的配合，業(yè)務(wù)需求從申請(qǐng)到生效的周期比較長(zhǎng)，并且只能獲得提供簡(jiǎn)單差異化的帶寬，而無法獲得進(jìn)一步差異化的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，尤其不利于其業(yè)務(wù)發(fā)展。

物理網(wǎng)絡(luò)虛擬化情況下資源虛擬化并靈活開放應(yīng)用場(chǎng)景如圖5所示。基于SDN/NFV技術(shù)，基礎(chǔ)物理網(wǎng)絡(luò)在邏輯上構(gòu)造多個(gè)資源和功能虛擬化的虛擬邏輯網(wǎng)絡(luò)。不同租戶可以獨(dú)享虛擬邏輯網(wǎng)絡(luò)，利用電信運(yùn)營(yíng)商提供的開放API，自主快速的進(jìn)行業(yè)務(wù)創(chuàng)新，并按需配置資源。同時(shí)電信運(yùn)營(yíng)商可以保障不同邏輯虛擬網(wǎng)絡(luò)之間的資源相互隔離，從而實(shí)現(xiàn)不用租戶間的業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)安全。

3.3 業(yè)務(wù)隔離，提升用戶感知

電信運(yùn)營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，多種業(yè)務(wù)共存，如移動(dòng)業(yè)務(wù)、專線業(yè)務(wù)和家客業(yè)務(wù)等。在業(yè)務(wù)規(guī)劃、配置和運(yùn)行過程中，往往會(huì)相互干擾影響，引發(fā)資源的沖突和協(xié)調(diào)，致使用戶感知差、業(yè)務(wù)運(yùn)維復(fù)雜且效率低。

業(yè)務(wù)隔離情況下提升用戶感知應(yīng)用場(chǎng)景如圖6所示?？梢岳肧DN/NFV技術(shù)，根據(jù)不同的用戶和業(yè)務(wù)構(gòu)建不同的虛擬網(wǎng)絡(luò)（比如將單一的物理設(shè)備邏輯劃分為多個(gè)承載不同業(yè)務(wù)的虛擬設(shè)備，每種業(yè)務(wù)對(duì)應(yīng)一個(gè)虛擬接入網(wǎng)），管理權(quán)限按域劃分，資源按需分配，從而實(shí)現(xiàn)在多業(yè)務(wù)場(chǎng)景下業(yè)務(wù)間相互獨(dú)立、相互隔離、互不影響的目標(biāo)，提升用戶的業(yè)務(wù)體驗(yàn)，簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)部署，降低運(yùn)維成本。比如小基站回傳部署中，可以利用SDN/NFV的虛擬化和集中控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)端到端的動(dòng)態(tài)資源配置調(diào)整，保障業(yè)務(wù)QoS。

4 軟件定義接入網(wǎng)應(yīng)用的

關(guān)鍵技術(shù)

目前，SDN/NFV技術(shù)在接入網(wǎng)應(yīng)用還處于發(fā)展的初期，還有很多關(guān)鍵技術(shù)問題需要解決。根據(jù)上述技術(shù)架構(gòu)和應(yīng)用場(chǎng)景的分析，可以看出其主要包括如下幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)：

（1）系統(tǒng)模型的建立和細(xì)化。系統(tǒng)模型研究主要是在寬帶接入網(wǎng)融入整體SDN/NFV戰(zhàn)略的前提下，通過對(duì)接入網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)設(shè)備的功能和資源按照不同層次和粒度進(jìn)行細(xì)分抽象，并建立各功能和資源抽象之間的關(guān)系模型，從而實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)與上層業(yè)務(wù)之間的協(xié)同（即業(yè)務(wù)編排功能）。該關(guān)系模型需要能適應(yīng)當(dāng)前的業(yè)務(wù)需求，并可靈活擴(kuò)展以支持未來的業(yè)務(wù)發(fā)展。該關(guān)系模型也需要能同步協(xié)調(diào)支持城域網(wǎng)絡(luò)、運(yùn)維支撐網(wǎng)絡(luò)等相鄰網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展演進(jìn)。最后該關(guān)系模型必須是一種能支持多種技術(shù)、多個(gè)廠商，并可以適應(yīng)多樣化部署場(chǎng)景的開放、適應(yīng)未來并后向兼容的模型。

（2）演進(jìn)路線。SDN/NFV在寬帶接入網(wǎng)的引入是一個(gè)逐步演進(jìn)和發(fā)展的過程。由于接入網(wǎng)是電信網(wǎng)絡(luò)資產(chǎn)占比最大的部分，這個(gè)演進(jìn)過程應(yīng)該基于現(xiàn)有的接入網(wǎng)和OSS系統(tǒng)的現(xiàn)實(shí)，確保網(wǎng)絡(luò)的平滑演進(jìn)和具有可實(shí)施性。這個(gè)演進(jìn)的路線需要重點(diǎn)關(guān)注設(shè)備層功能模型的漸進(jìn)重構(gòu)和OSS系統(tǒng)與集中控制器在功能上的重新分配。

（3）設(shè)備硬件架構(gòu)設(shè)計(jì)。接入網(wǎng)引入虛擬化后和集中控制機(jī)制后，接入網(wǎng)的硬件架構(gòu)甚至核心芯片、光模塊的功能都需要重新設(shè)計(jì)。比如，現(xiàn)有的“強(qiáng)線卡、弱主控”的硬件設(shè)計(jì)就無法滿足OLT功能虛擬化的需要，需要加強(qiáng)主控板卡的CPU的運(yùn)算能力、流量管理能力，甚至需要較強(qiáng)的存儲(chǔ)能力，形成“強(qiáng)主控、弱線卡”的新型架構(gòu)。另外，強(qiáng)化的流量管理功能需要OLT甚至MDU的主交換板都要支持基于流表的轉(zhuǎn)發(fā)控制，這需要采用新型的交換芯片。為了滿足一些場(chǎng)景對(duì)物理層虛擬化和自適應(yīng)的需求，需要光模塊具有發(fā)射波長(zhǎng)和功率可調(diào)的特性。

（4）控制器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。軟件定義接入網(wǎng)的應(yīng)用場(chǎng)景和業(yè)務(wù)需求遠(yuǎn)比傳輸網(wǎng)、IP網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜，其控制器的設(shè)計(jì)要基于演進(jìn)過程中不同階段的功能要求和抽象出來的功能、資源以及建立的關(guān)系模型，確定數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)平面、控制層和協(xié)同層的功能劃分、資源處理、虛擬化程度，以及相應(yīng)的設(shè)備平臺(tái)類型和系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)等。例如，對(duì)抽象后網(wǎng)絡(luò)功能和資源進(jìn)行邏輯分片或虛擬出多實(shí)例。另外，對(duì)于控制器和協(xié)同層的功能劃分，需要在考慮到寬帶接入網(wǎng)固有特點(diǎn)的前提下結(jié)合不同階段網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及業(yè)務(wù)需求的實(shí)際情況來研究分析，同時(shí)尤其要考慮和其他網(wǎng)絡(luò)之間的跨域跨層對(duì)應(yīng)關(guān)系。例如，對(duì)于高度異構(gòu)的接入網(wǎng)的終端虛擬化，可由控制器屏蔽一些接入技術(shù)和設(shè)備形態(tài)上的差異，提供歸一化的業(yè)務(wù)屬性和接口。

（5）南北向接口的標(biāo)準(zhǔn)化。就是依據(jù)上述提到的系統(tǒng)架構(gòu)、設(shè)備平臺(tái)和關(guān)系模型，進(jìn)行不同層次的軟硬件配置、各功能模塊之間以及和不同網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域之間的協(xié)議及接口標(biāo)準(zhǔn)化。

5 結(jié)束語

SDN/NFV利用虛擬化、集中管控、能力開放等特征和技術(shù)，劃分出數(shù)據(jù)平面、控制層和協(xié)同層3個(gè)層次，構(gòu)建出新形態(tài)的智能、靈活、可管、可控的軟件定義接入網(wǎng)，從而實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的自動(dòng)編排和跨域協(xié)同，并逐步融入到電信公用網(wǎng)的整體SDN/NFV規(guī)劃部署中，最終打破傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的限制，完成向軟件定義接入網(wǎng)的靈活轉(zhuǎn)型。其中涉及到系統(tǒng)模型和演進(jìn)路線、設(shè)備硬件架構(gòu)設(shè)計(jì)、控制器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)及標(biāo)準(zhǔn)化的協(xié)議接口等關(guān)鍵技術(shù)。

SDN/NFV是網(wǎng)絡(luò)發(fā)展演進(jìn)的新方向，同時(shí)也是一個(gè)循序漸進(jìn)的過程。在實(shí)際發(fā)展和演進(jìn)過程中需結(jié)合不同階段的業(yè)務(wù)需求及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)際情況，分階段地完成部署和改造，從而使寬帶接入網(wǎng)在向智能、開放、靈活演進(jìn)的同時(shí)，達(dá)到降低寬帶接入網(wǎng)的建設(shè)成本（CAPEX）和維護(hù)成本（OPEX），提升用戶體驗(yàn)，促進(jìn)業(yè)務(wù)創(chuàng)新的目的。

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