袁 林，黃庠奇，向 軍，蔡 超，范文博，馮 慶（.中國聯(lián)通重慶分公司，重慶 40004；.中國聯(lián)通研究院，北京 0076）

1 背景

隨著2019 年6 月6 日5G 商用牌照的正式發(fā)放，我國正式進(jìn)入5G 商用階段。3GPP 定義了5G 2 個(gè)早期商用場(chǎng)景：增強(qiáng)移動(dòng)寬帶（eMBB）和固定無線接入（FWA）。根據(jù)Ovum 預(yù)測(cè)，2020 年無線網(wǎng)絡(luò)將為全球3.5 億家庭提供寬帶接入服務(wù)，WTTx 將成為移動(dòng)運(yùn)營商未來的主要收入來源之一。隨著網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的演進(jìn)，5G 時(shí)代的移動(dòng)網(wǎng)和固網(wǎng)正在交匯。利用5G 相關(guān)特性，在傳統(tǒng)固定網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域考慮使用5G特性進(jìn)行技術(shù)組合，能解決目前固網(wǎng)的一些施工限制問題，并提供一定的機(jī)動(dòng)靈活性。

5G 的關(guān)鍵技術(shù)中，網(wǎng)絡(luò)切片對(duì)于實(shí)現(xiàn)高可靠超低時(shí)延特性具有關(guān)鍵作用。網(wǎng)絡(luò)切片通過結(jié)合NFV、SDN 以及QoS 等技術(shù)，能夠?yàn)椴煌瑯I(yè)務(wù)劃分不同的網(wǎng)絡(luò)資源，保障業(yè)務(wù)在帶寬、時(shí)延方面的需求，為5G賦能行業(yè)數(shù)字化、智能化提升提供助力。在未來成熟5G網(wǎng)絡(luò)場(chǎng)景下，能實(shí)現(xiàn)端到端網(wǎng)絡(luò)切片解決方案，提供更靈活、更徹底、可編程的切片能力，用于支撐復(fù)雜多變的業(yè)務(wù)場(chǎng)景。相比目前網(wǎng)絡(luò)，端到端網(wǎng)絡(luò)切片方案必須進(jìn)行無線接入網(wǎng)、承載網(wǎng)以及核心網(wǎng)的全新升級(jí)，涉及的網(wǎng)絡(luò)改造多，會(huì)存在一個(gè)較長(zhǎng)的演進(jìn)周期。在現(xiàn)階段考慮如何利用5G已實(shí)現(xiàn)的特性，結(jié)合現(xiàn)網(wǎng)狀況來滿足過渡階段的用戶需求，能夠最大程度發(fā)揮5G 的價(jià)值。

運(yùn)營商專線是運(yùn)營商提供給政企客戶的高質(zhì)量產(chǎn)品，提供多站點(diǎn)組網(wǎng)、入云等網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，保障客戶高價(jià)值業(yè)務(wù)穩(wěn)定運(yùn)行。運(yùn)營商專線目前常見的有剛性管道（裸光纖、SDH、MSTP 等）和MPLS VPN 等。這類專線業(yè)務(wù)質(zhì)量有保障，需要固定網(wǎng)絡(luò)接入。許多對(duì)專線業(yè)務(wù)質(zhì)量有較高要求的企業(yè)，出于安全和線路穩(wěn)定性考慮，都會(huì)選擇通過運(yùn)營商專線方式實(shí)現(xiàn)Office 與遠(yuǎn)端云的連接。近年來，許多互聯(lián)網(wǎng)公司憑借大量的數(shù)據(jù)中心和寬帶資源，開始向企業(yè)銷售SD-WAN 云專線產(chǎn)品，云商的SD-WAN 方案通?；诠娋W(wǎng)，通過IPSec技術(shù)對(duì)通信進(jìn)行加密，同時(shí)通過SDN 技術(shù)對(duì)終端CPE進(jìn)行集中配置管控。此種方式的優(yōu)勢(shì)是價(jià)格比運(yùn)營商專線便宜，但關(guān)鍵問題在于路由經(jīng)過公眾網(wǎng)，IP 轉(zhuǎn)發(fā)路徑不一定最優(yōu)，業(yè)務(wù)質(zhì)量不及專線。

目前，無論是運(yùn)營商專線還是互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)提供的Overlay 的SD-WAN 都需要依靠固定寬帶網(wǎng)絡(luò)。最后一公里的固定線路末梢端易被干擾，在沒有固定線路覆蓋的地方，施工布線情況復(fù)雜，周期長(zhǎng)，導(dǎo)致專線業(yè)務(wù)開通時(shí)間長(zhǎng)，無法快速響應(yīng)客戶的專線接入需求。基于5G 網(wǎng)絡(luò)在帶寬、時(shí)延上的性能優(yōu)勢(shì)和5G 末端無線接入優(yōu)勢(shì)，如果能實(shí)現(xiàn)“5G 接入專線”，利用5G 實(shí)現(xiàn)專線最后一公里無線接入，可以解決固網(wǎng)施工難的問題，縮短業(yè)務(wù)開通時(shí)間，實(shí)現(xiàn)專線業(yè)務(wù)快速提供。5G專線現(xiàn)階段既可以作為有線接入專線的補(bǔ)充手段，也可以拓展為機(jī)動(dòng)性的無線接入、互聯(lián)專線為行業(yè)應(yīng)用服務(wù)。

2 幾種5G接入專線方案的分析與探討

從5G正式商用到端到端的全面應(yīng)用，將會(huì)經(jīng)歷一個(gè)較長(zhǎng)的普及過程。增強(qiáng)型移動(dòng)帶寬（eMBB）、超可靠、低時(shí)延（uRLLC）以及海量機(jī)器類通信（mMTC）作為5G 的三大特性，將會(huì)使5G 全面超越4G，實(shí)現(xiàn)“萬物互聯(lián)”。網(wǎng)絡(luò)切片是實(shí)現(xiàn)uRLLC 特性的關(guān)鍵技術(shù)，能夠?qū)ν晃锢砭W(wǎng)絡(luò)進(jìn)行虛擬劃分，來滿足不同等級(jí)業(yè)務(wù)通信需求。在更宏觀角度上來說，通過對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行管理分流，利用不同的物理網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸也是一種網(wǎng)絡(luò)隔離，與網(wǎng)絡(luò)切片的目標(biāo)基本一致?；诖嗽O(shè)想，在現(xiàn)階段可以考慮5G 無線網(wǎng)絡(luò)結(jié)合專線網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)移動(dòng)場(chǎng)景下的5G 專線接入。根據(jù)業(yè)務(wù)分流點(diǎn)的設(shè)置不同，可以分為幾種不同的方案。筆者對(duì)5G云專線的幾種不同方案進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測(cè)試驗(yàn)證。

2.1 測(cè)試網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

無線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)通常涉及無線接入網(wǎng)、無線回傳網(wǎng)和核心網(wǎng)；固網(wǎng)業(yè)務(wù)則涉及固定接入網(wǎng)和城域網(wǎng)；跨域業(yè)務(wù)則會(huì)涉及到骨干傳輸網(wǎng)。5G 云專線方案的測(cè)試驗(yàn)證基于中國聯(lián)通網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)如圖1所示。

目前中國聯(lián)通已完成骨干A 網(wǎng)的SDN 化改造，能夠提供基于SDN 的跨數(shù)據(jù)中心的專線組網(wǎng)連接。在本次測(cè)試驗(yàn)證中，利用5G 無線網(wǎng)絡(luò)接入，通過不同的分流技術(shù)，將測(cè)試的業(yè)務(wù)與骨干A網(wǎng)POP點(diǎn)對(duì)接，實(shí)現(xiàn)跨域入云。以下為幾種方案的梳理介紹。

2.2 APN分流方案

APN 方式是對(duì)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)改動(dòng)最小的實(shí)現(xiàn)方式。對(duì)運(yùn)營商來說，APN 一般都部署在GGSN 設(shè)備上或者邏輯連接到GGSN 上，用戶使用數(shù)據(jù)上網(wǎng)時(shí)，都通過GGSN 代理出去到外部網(wǎng)絡(luò)。因此，通過給5G 云專線終端特定的APN、SGSN 等可以根據(jù)定制給用戶的APN 來路由5G 專線流量到特定的GGSN，再經(jīng)大客戶網(wǎng)關(guān)路由器連接中國聯(lián)通A網(wǎng)（行業(yè)互聯(lián)網(wǎng)）。

圖2示出的是APN分流5G云專線業(yè)務(wù)走向圖。

要實(shí)現(xiàn)APN 分流5G 入云專線流量方案，需要做以下配置。

a）GGSN新建一個(gè)專有APN用以承載無線云專線業(yè)務(wù)，并規(guī)劃分配給終端CPE 的地址池（靜態(tài)/有AAA可由AAA服務(wù)器分配）。

b）終端CPE設(shè)備與接入路由器通過GRE/IPsec隧道封裝Office 流量，GRE/IPsec 配置數(shù)據(jù)根據(jù)區(qū)域規(guī)劃自動(dòng)下發(fā)。

c）大客戶網(wǎng)關(guān)路由器與A 網(wǎng)PE 對(duì)接，采用子接口VRF+靜態(tài)路由的方式。

圖3示出的是APN分流5G云專線方案。

經(jīng)測(cè)試表明，使用APN 方式能夠?qū)崿F(xiàn)本地多點(diǎn)組網(wǎng)、本地跨域入云，同時(shí)業(yè)務(wù)質(zhì)量有保障。使用APN分流方式，對(duì)現(xiàn)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)改變較小，僅需要在核心網(wǎng)上進(jìn)行APN 配置，工作量小。但由于未使用專有設(shè)備來進(jìn)行專線業(yè)務(wù)流量的分流，容易對(duì)核心網(wǎng)現(xiàn)網(wǎng)的容量帶來沖擊，會(huì)給核心網(wǎng)帶來更多運(yùn)維工作量。

2.3 MEC分流方案

為了減輕對(duì)核心網(wǎng)網(wǎng)元的流量沖擊，第2 種可行5G 專線分流方案使用MEC 分流。在現(xiàn)階段NSA 組網(wǎng)下，MEC 分流方案通過在IPRAN 匯聚或核心層配置旁路MEC，引流5G 專線流量經(jīng)MEC 分流后轉(zhuǎn)發(fā)至大客戶路由器，在核心網(wǎng)之前實(shí)現(xiàn)無線業(yè)務(wù)與專線業(yè)務(wù)的分流。業(yè)務(wù)流量轉(zhuǎn)發(fā)路徑如圖4所示。

圖2 APN分流5G云專線業(yè)務(wù)走向圖

圖3 APN分流5G云專線方案

圖4 MEC分流5G專線業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)發(fā)路徑

在現(xiàn)階段NSA 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)下，通過MEC 進(jìn)行分流，當(dāng)不希望改動(dòng)核心網(wǎng)時(shí)，可以采用TOF 方案；當(dāng)用戶需要支持計(jì)費(fèi)和合法監(jiān)聽時(shí)，可以選擇TOF+方案。

要實(shí)現(xiàn)MEC（TOF）分流5G 入云專線流量方案，需要做以下配置。

a）通過IPRAN 匯聚設(shè)備配置策略路由，將需要經(jīng)MEC 分流的5G 流量進(jìn)行引流。如果IPRAN 匯聚設(shè)備不支持策略路由，可以使用VPN 方案：設(shè)備新增L3 VPN，接入MEC 的基站都在新增VPN 里，新的VPN 配置靜態(tài)路由（默認(rèn)路由）到MEC 并關(guān)聯(lián)靜態(tài)路由BFD；并通過MEC完成新舊2個(gè)VPN的橋接。

b）大客戶網(wǎng)關(guān)路由器與A 網(wǎng)PE 對(duì)接，采用子接口VRF+BGP/靜態(tài)路由的方式。

c）終端CPE 設(shè)備與大客戶網(wǎng)關(guān)路由器通過GRE/IPsec 隧道封裝專線流量，GRE/IPsec 配置數(shù)據(jù)根據(jù)區(qū)域規(guī)劃通過控制器自動(dòng)下發(fā)。

圖5示出的是MEC分流5G專線方案。

通過MEC 分流的方式，減輕了核心網(wǎng)的負(fù)擔(dān)，能夠在承載網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分流；對(duì)于5G 用戶非專線流量，MEC 將流量轉(zhuǎn)發(fā)回IPRAN 至核心網(wǎng)。現(xiàn)階段使用MEC 分流的問題在于，配置復(fù)雜，單套MEC 能夠覆蓋的無線接入?yún)^(qū)域有限，無法快速推廣業(yè)務(wù)可應(yīng)用區(qū)域。

2.4 5G的SD-WAN方案

第3 種方案為Overlay 方案，對(duì)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)不做任何更改，經(jīng)由運(yùn)營商無線網(wǎng)絡(luò)后通過公眾網(wǎng)進(jìn)行業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)發(fā)，即SD-WAN 方案。SD-WAN 方案將5G 作為最后一公里接入，SD-WAN 流量過核心網(wǎng)后由公眾骨干網(wǎng)轉(zhuǎn)發(fā)。SD-WAN 方案通過集中的SDN 控制器對(duì)CPE進(jìn)行管控，但是無法對(duì)公眾骨干網(wǎng)轉(zhuǎn)發(fā)進(jìn)行管控。由于中國聯(lián)通已完成骨干A 網(wǎng)的SDN 化改造，因此能夠?qū)崿F(xiàn)A網(wǎng)與5G專線的對(duì)接，能夠提供端到端高質(zhì)量的專線服務(wù)。而對(duì)于常規(guī)SD-WAN 服務(wù)商來說，提供的服務(wù)質(zhì)量取決于租借的運(yùn)營商帶寬和節(jié)點(diǎn)資源數(shù)量。

圖5 MEC分流5G專線方案

SD-WAN 方案無需對(duì)運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行改動(dòng)，因此成本低。其缺點(diǎn)在于業(yè)務(wù)通過公眾網(wǎng)轉(zhuǎn)發(fā)，屬于Over?lay 的方式，運(yùn)營商對(duì)此類業(yè)務(wù)缺乏精細(xì)化管控，業(yè)務(wù)質(zhì)量保障無法與專線相比。但由于SD-WAN 的方式屏蔽了運(yùn)營商之間的差異，也給SD-WAN 服務(wù)商進(jìn)入此領(lǐng)域提供了空間，提供靈活、低成本的廣域網(wǎng)方案。

圖6示出的是5G接入的SD-WAN方案。

圖6 5G接入的SD-WAN方案

SD-WAN 方案預(yù)計(jì)會(huì)在5G 模組成熟后迅速進(jìn)入市場(chǎng)。云商、互聯(lián)網(wǎng)公司、傳統(tǒng)SD-WAN 廠商都將進(jìn)入這個(gè)市場(chǎng)，運(yùn)營商將面臨眾多的競(jìng)爭(zhēng)者。因此，在5G 專線應(yīng)用方面，運(yùn)營商必須探索更加差異化的服務(wù)產(chǎn)品，通過結(jié)合自己的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢(shì)條件，給用戶提供質(zhì)量?jī)?yōu)于Overlay方式的專線服務(wù)。

2.5 幾種方式的使用建議

上述的3 種方案各有優(yōu)勢(shì)，需根據(jù)自身?xiàng)l件及場(chǎng)景選取不同的技術(shù)方案。對(duì)于中國聯(lián)通而言，產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)資源比較富余，可以重點(diǎn)推薦使用APN或MEC分流來充分利用產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)資源，能夠給用戶提供高質(zhì)量的專線服務(wù)。同時(shí)，也可以考慮結(jié)合使用SD-WAN方案來滿足部分對(duì)價(jià)格非常關(guān)切的客戶的需求。

3 總結(jié)和展望

本文基于現(xiàn)階段的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，探究并比較了幾種5G 接入專線的方式?；诂F(xiàn)階段的NSA 網(wǎng)絡(luò)來做5G接入專線，雖然會(huì)帶來一定的業(yè)務(wù)開通、運(yùn)維工作量，但為未來5G無線接入的廣泛應(yīng)用做了積極探索，具有較大的應(yīng)用價(jià)值。5G 接入專線為機(jī)動(dòng)、靈活場(chǎng)景需求下安全便捷的專線業(yè)務(wù)開通提供了可能。未來隨著端到端5G網(wǎng)絡(luò)的成熟，統(tǒng)一的接入回傳網(wǎng)能提供更便捷的專線業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)方法，能夠保證網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維便捷、開通自動(dòng)化的狀態(tài)下，提供多樣化的5G 接入服務(wù)，為未來5G浪潮下行業(yè)數(shù)字化、智能化助力。