屯譽蓉

【摘要】? ? 承載網(wǎng)作為基礎(chǔ)網(wǎng)絡，應滿足5G回傳業(yè)務，5G前傳業(yè)務，通信云間本地業(yè)務、大客戶、互聯(lián)網(wǎng)寬帶業(yè)務以及其他新增的特色定制化業(yè)務的承載需求，5G智能承載網(wǎng)絡主要以智慧化為目標，打造智慧化、高效性、扁平化的基礎(chǔ)承載網(wǎng)絡，支撐5G全面云化業(yè)務，實現(xiàn)業(yè)務的智能化開通、調(diào)優(yōu)、維護。

【關(guān)鍵詞】? ? SDN技術(shù)? ? 5G智能承載網(wǎng)? ? 應用分析

一、概述

隨著運營商網(wǎng)絡設備的不斷增多，網(wǎng)絡上部署的設備內(nèi)置了各種各樣的網(wǎng)絡協(xié)議，這增加了運營商們對定制化網(wǎng)絡的管理難度，運營商的維護人員也無法在現(xiàn)有的網(wǎng)絡設備上調(diào)配開通新的業(yè)務。同時，現(xiàn)有的承載網(wǎng)技術(shù)更新?lián)Q代的周期越來越快，各種用戶的需求也呈現(xiàn)出豐富多變的特點，新業(yè)務的不斷變革，5G大帶寬業(yè)務的蓬勃發(fā)展，用戶追求高帶寬大流量的需求，各種新型服務層出不窮的出現(xiàn)，進一步凸顯了傳統(tǒng)網(wǎng)絡資源瓶頸的問題。

傳統(tǒng)承載網(wǎng)在根據(jù)業(yè)務需求部署擴容之后，由于傳統(tǒng)傳輸設備的硬件是由網(wǎng)絡設備供應商提前根據(jù)業(yè)務需求制造的，如果新的業(yè)務需求出現(xiàn)，設備供應商是不可能在現(xiàn)有的網(wǎng)絡設備上修改已設定好的繁雜的網(wǎng)絡協(xié)議，導致運營商們只能重新部署一張嶄新的網(wǎng)絡。目前5G基站業(yè)務蓬勃發(fā)展，業(yè)務模式多種多樣，承載網(wǎng)絡的穩(wěn)定性和可靠性不再是衡量用戶滿意度的標準，靈活性、敏捷性和實時性反而是搶占客戶的決定性因素。

在5G大發(fā)展的背景下，用戶的多寡變成衡量這個網(wǎng)絡好壞的標準，運營商們希望將Control level與Forwarding leve分離，從而擺脫硬件設備商對業(yè)務需求的不能及時響應。

故SDN技術(shù)的落地給運營商提供了新的思路。SDN是基于控制層面和轉(zhuǎn)發(fā)層面相互分離的技術(shù)，控制層面作為腦部中樞，直接指揮轉(zhuǎn)發(fā)層面向東向西，打個比方，一群工蟻在指揮官的指揮下，有條不紊的將大米粒運回洞穴，指揮官就像控制層面，工蟻就像轉(zhuǎn)發(fā)層面，它們不需要思考，能聽懂指揮就可以。這種模式使網(wǎng)絡的運行簡單明了、業(yè)務開通的效率快捷方便。

二、SDN的定義

SDN（software Defined Networking），中文名稱為軟件定義網(wǎng)絡，它是一種基于軟件編程的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)和技術(shù)，它的核心技術(shù)OpenFlow是通過將在網(wǎng)運行的設備的控制層面與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)層面或者管理層面分離開來，支持集中統(tǒng)一的網(wǎng)絡管控，可以達到靈活控制網(wǎng)絡流量的目的，使底層笨拙的物理網(wǎng)絡作為硬通路由變得更加靈活智能，也可以為核心層網(wǎng)絡拓撲及客戶應用提供良好的創(chuàng)新平臺。SDN的這種中樞和行動分離的能力使得網(wǎng)絡的智能化統(tǒng)籌管理和集中化控制分發(fā)，獲得了數(shù)量級般的提升，能夠有效的化解當前網(wǎng)絡所面臨的資源規(guī)模擴容受限，業(yè)務調(diào)整不靈活、業(yè)務開通時效性低，組網(wǎng)模式變更被動等尷尬問題。

SDN的核心訴求就是希望APP或者用戶參與對已部署網(wǎng)絡的管理與控制，滿足各種個性化的應用，使其能夠在既有網(wǎng)絡上得到快速準確的響應，運營商的維護部門希望可以全程全網(wǎng)監(jiān)控設備運行狀況、光纜路由走向、業(yè)務流向、故障點等，為了滿足這種核心訴求，SDN必須做到控制層面與轉(zhuǎn)發(fā)層面相分離或者管理層面與控制層面相分離。

三、SDN網(wǎng)絡的架構(gòu)及特點

SDN的典型架構(gòu)分為三層，分別是應用層、控制層、數(shù)據(jù)傳輸層。

最上面一層被稱為應用層，應用層的主要功能為信息處理。它是SDN的核心所在，應用層可以通過控制層對個性化服務數(shù)據(jù)進行計算、處理，應用層需要完成數(shù)據(jù)的管理和數(shù)據(jù)的處理。

中間一層為控制層，控制層主要負責處理網(wǎng)絡資源的收集、識別、再分配，在線實時監(jiān)控網(wǎng)絡拓撲路由變換、跟蹤網(wǎng)絡流量信息、收集業(yè)務的狀態(tài)信息等;在控制層，最重要的就是SDN控制器，它肩負著整張網(wǎng)絡的監(jiān)控、分配、查詢、改路等信息的處理及發(fā)布。

最下面一層是數(shù)據(jù)傳輸層，可以較快的處理與之匹配的數(shù)據(jù)流，能為數(shù)據(jù)提供簡單的轉(zhuǎn)發(fā)功能，它的組成部件主要是一些網(wǎng)絡設備。

除了以上三個層面之外，控制層與數(shù)據(jù)層之間的接口例如OPenFlow以及應用層與控制層之間的接口API也是SDN網(wǎng)絡中的重要組成部分。按照網(wǎng)絡架構(gòu)中接口的位置，OPenFlow稱為南向接口，API稱為北向接口。

四、SDN控制器在綜合網(wǎng)管中的應用

目前基礎(chǔ)承載網(wǎng)正向著網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)簡單化，網(wǎng)絡協(xié)議標簽透明化，各廠家的組網(wǎng)設備統(tǒng)一化，網(wǎng)絡管理及控制智慧化，網(wǎng)絡維護便捷化等目標發(fā)展。隨著通信云業(yè)務、5G基站業(yè)務及其帶動的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務、集團大客戶以及常規(guī)的寬帶互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務的不斷發(fā)展壯大。原有的基礎(chǔ)承載網(wǎng)要適時的轉(zhuǎn)變原來被動的承載方式，引入更加智能化、標準化、統(tǒng)一化的硬件設備以及個性化的軟件，打造出一張以云數(shù)據(jù)中心為核心的綜合智能承載網(wǎng)。

在這張網(wǎng)上，搭建地基的硬件設備是簡單化、智能化的，上層加載的軟件是多樣化、個性化的，所以這也就需要網(wǎng)管監(jiān)控系統(tǒng)具備智慧化、自動化、開放式。智能化可以實現(xiàn)點對點、端對端個性化新業(yè)務的實時開通，自動化可以發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡運行中的故障點，自行倒換最佳路由，自動報警，及時切換，極大的解放人力消耗;開放性可以給用戶提供親身參與定制化業(yè)務開通的體驗感提升用戶的參與感。

河南聯(lián)通下轄18個地市，每個地市均建設有獨立的智能承載網(wǎng)，這張承載網(wǎng)，網(wǎng)絡覆蓋面積大、網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)復雜、網(wǎng)絡安全性及可靠性要求較高、涉及的設備供貨多廠商較多（華為、中興、烽火、新華三等）等特點。驅(qū)使全國層面建設一套智慧化額綜合網(wǎng)管。

目前河南聯(lián)通智能承載網(wǎng)綜合網(wǎng)管系統(tǒng)采用兩級結(jié)構(gòu)，骨干層面聯(lián)通集團統(tǒng)一建設，省級層面，集團公司統(tǒng)一編制網(wǎng)管系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范書，指導各省自行建設本省的網(wǎng)絡管理系統(tǒng)，省級網(wǎng)管系統(tǒng)建設完成后與骨干層面的網(wǎng)絡管理系統(tǒng)進行對接，完成端到端的實時管理監(jiān)控。

網(wǎng)絡管理系統(tǒng)組架圖如下圖所示，業(yè)務門戶是定制化業(yè)務自行載入的統(tǒng)一接入口，集中網(wǎng)管系統(tǒng)可以為運營商的網(wǎng)絡維護人員提供各種需要的功能，SDN控制器及業(yè)務系統(tǒng)可以滿足智能承載網(wǎng)的網(wǎng)間協(xié)同，編制控制程序及組織統(tǒng)一下發(fā)。

智能承載網(wǎng)SDN控制器及業(yè)務系統(tǒng)實現(xiàn)協(xié)同、控制及配置程序下發(fā)等，可滿足5G大帶寬低時延高可靠性的業(yè)務、通信云與互聯(lián)網(wǎng)一體的業(yè)務、大客戶專線業(yè)務以及傳統(tǒng)的寬帶互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務的綜合承載，以及以綜合承載為基礎(chǔ)的其他業(yè)務開通自動化、業(yè)務調(diào)整靈活化、帶寬配置彈性化、業(yè)務配置線上化等更高層次的目標。其中：

（1） 業(yè)務系統(tǒng)負責基礎(chǔ)業(yè)務及個性化業(yè)務的實時開通、按需調(diào)整由直接網(wǎng)管服務器控制，同時開放北向接口的網(wǎng)絡調(diào)度能力和業(yè)務尋路能力，供用戶隨時調(diào)整隨時調(diào)用。

（2）SDN控制器具備對自己區(qū)域范圍內(nèi)負責的智能承載網(wǎng)各層級設備（接入設備、匯聚設備、核心設備）的集中控制能力，實現(xiàn)業(yè)務路徑的計算，優(yōu)先選擇最佳路徑，以及指揮控制網(wǎng)絡中樞完成智能的業(yè)務配置，實現(xiàn)配置指令的自動下發(fā)。

（3）智能承載網(wǎng)SDN控制器采用南向配置模板與南向網(wǎng)絡設備對接。

（4）智能承載網(wǎng)SDN控制器與業(yè)務系統(tǒng)和云網(wǎng)跨域協(xié)同層、通信云之間接口采用標準接口對接。

基于 SDN 控制器的部署，網(wǎng)絡可以實現(xiàn)的功能有：

網(wǎng)絡自動部署：通過 SDN 集中控制器的信息采集功能獲取全網(wǎng)全局的網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)，將外部光纜網(wǎng)資源和內(nèi)部路由尋址資源作為資源池，根據(jù)客戶定制的業(yè)務類型、帶寬大小、流量多寡、剛性、彈性模式等需求，進行網(wǎng)絡的部署，驅(qū)動互聯(lián)網(wǎng)層及光纜通路層的路由貫通，建立直達鏈路，形成不同以往的新拓撲。

業(yè)務自動發(fā)放： IP+光協(xié)同解決方案支持業(yè)務自動發(fā)放，可以將跨 IP 和傳輸多部門的兩層業(yè)務發(fā)放處理流程簡化。通過統(tǒng)一的業(yè)務處理入口，自動化的跨層處理網(wǎng)絡資源提供并實現(xiàn)業(yè)務自動發(fā)放，避免不同部門之間的人工協(xié)調(diào)，縮短業(yè)務開通時間，從月/周到秒的量化升級 。

帶寬按需分配：包含帶寬按需發(fā)放，帶寬按需定制，帶寬按需調(diào)整，服務質(zhì)量選擇（SLA 選擇）等。

簡化網(wǎng)絡運維： 能夠充分發(fā)揮軟件自動控制的能力，為網(wǎng)絡提供豐富的運維應用。應用范圍覆蓋規(guī)劃設計、業(yè)務發(fā)放、維護與故障處理、網(wǎng)絡分析優(yōu)化等各個方面，使得網(wǎng)絡的業(yè)務規(guī)劃更簡單，業(yè)務提供更快速，故障處理更便捷，網(wǎng)絡維護更簡單。

五、智能承載網(wǎng)網(wǎng)絡管理模式

智能承載網(wǎng)在初期將采用SNMP和Telemetry相結(jié)合的模式，對一些時效性要求不高，變動頻率不高的數(shù)據(jù)可采用SNMP模式進行采集，對要求時效性高，需精準采集的數(shù)據(jù)采用Telemetry模式采集;后續(xù)管理統(tǒng)一到Y(jié)ANG模型驅(qū)動的Netconf+ Telemetry，由分鐘級粗放式的拉模式管理向秒級自動上報的推模式進行演進。Telemetry主要特點如下：

（1）采集周期短：采用推模式進行管理信息的采集，通常采集周期能達到秒級或亞秒級，設備自動上報需要采集的數(shù)據(jù)，設備掌控主動權(quán)。

（2）智能化、自動化：按照YANG模型，精準、實時的將豐富的數(shù)據(jù)源自動的打包推送給管控平臺，對數(shù)據(jù)進行分析處理后，支撐精準運維和管理，數(shù)據(jù)采集周期短，不易出現(xiàn)數(shù)據(jù)故障等信息的遺漏問題。

六、結(jié)束語

SDN是現(xiàn)階段網(wǎng)絡發(fā)展的趨勢之一，SDN 技術(shù)賴以生存的本質(zhì)是差異化的用戶體驗，在5G建設的浪潮中，抓住了用戶就等于抓住了流量，抓住了網(wǎng)絡發(fā)展的契機，SDN技術(shù)加載在智能承載網(wǎng)上，不同的用戶通過智能化操控應用層的APP、開放的集中控制平臺，不斷優(yōu)化承載網(wǎng)絡本身的承載能力，使承載網(wǎng)以更加精準及時的網(wǎng)絡運營方式提升網(wǎng)絡的KPI，故而SDN 技術(shù)將成為現(xiàn)階段運營商們在建設智能承載網(wǎng)時最受青睞的選擇。