接入网与OTN及BNG融合 加速网络扁平化

  网络演进催生接入网、OTN及BNG的融合

  OLT接入能力的提升为网络扁平化创造了条件。PON网络主干光纤可以传输20~40km距离，P2MP的光纤传输网络架构使得PON OLT设备可支持大容量的用户接入。中兴通讯超大容量旗舰OLT产品TITAN单框可以接入用户32000户，双框堆叠可以接入64000用户，可替代现有接入机房的多台OLT和汇聚交换机。TITAN支持内置OTN，通过网络设备的融合，可以极大节省机房面积，减少设备种类与节省功耗，降低运营商的整体建设和运维成本。TITAN的接入传输一体化还可以满足5G承载及大视频业务高带宽、低延时的承载需求。

  软件定义网络(SDN)和网络功能虚拟化(NFV)技术的出现给网络演进注入了新元素与动力。宽带接入服务器虚拟化(vBNG)目前比较流行的方案是控制面采用通用服务器实现虚拟化，转发面则采用专用设备实现高性能转发。TITAN基于高端分布式路由器平台，完全满足BNG转发面能力要求，在BNG控制面云化的同时，实现BNG转发面与OLT设备的融合，避免额外部署专用BNG硬件设备转发面，实现网络扁平化、降低网络成本。OLT与BNG的融合也意味着L3功能下沉至OLT设备，也满足了5G承载L3到边缘的需求，并为将来CDN下沉至接入机房创造条件。

  多业务承载加速接入网与OTN融合

  随着5G承载、大视频、VR/AR、高速政企专线等新业务的发展，带宽需求飞速增长，部署OTN设备并构建从接入、汇聚层到核心干线的端到端OTN网络，成为光传送网的必然趋势。以此为契机，中兴通讯TITAN平台独创支持内置OTN上联，简化网络层次，支持业务光层直达，提升网络时延性能，节省网络建设和维护成本。

  5G承载场景

  5G业务对网络的带宽、时延、可靠性、安全有着更高的要求，对承载网络提出了巨大的挑战。5G时代将以用户体验为中心，需要提供百兆甚至千兆的用户体验速率和单基站几十G的峰值速率，超高的接入速率将引发承载网的带宽需求产生一到两个数量级的激增。5G涵盖各类应用场景，每种应用对时延的要求各异，其中以uRLLC(超可靠低时延)场景下时延最为严格。根据NGMN建议，uRLLC场景下单向端到端时延不超过1ms，同时3GPP定义uRLLC空口时延为0.5ms，再考虑到核心网处理的时延，留给承载网的时延指标将十分苛刻，尤其对5G承载前传、中传提出了巨大挑战。

  中兴通讯TITAN光接入平台在用户侧支持WDM-PON接入，在转发面支持低时延转发，网络侧内置集成OTN上联，实现大带宽、低时延业务传送，满足5G前传、中传、后传的统一承载，实现固定与移动网络的融合;通过在上联网络侧直接引入OTN接口接入传输网络，实现用户侧接入到OTN时隙的端到端映射，简化了业务部署和运维，实现了大颗粒、低延时业务的端到端部署，同时保证对业务透明(时延固定、无抖动)传输;通过专用硬管道来保证5G承载业务的服务质量和安全，提供低时延解决方案。

  大视频场景

  大视频业务的发展一方面要求高带宽，另一方面要求网络传输的低丢包率和低时延。4K电视的时延和丢包率要求不高于20ms、0.0168%，现网经过适当优化可以满足要求。8K电视的时延和丢包率要求不高于16ms、0.001%，VR要求为12ms、0.001%，则需要改变现网架构和设备才能满足。目前CDN一般采用集中部署的方式，有利于管理维护和规模利用资源。OLT通过内置OTN上联口直连CDN服务器，充分保障通道的带宽与低时延，避免由普通的L2、L3转发设备带来的时延与丢包，可显著提升用户体验，尤其是对时延敏感的快速频道切换业务，以及对时延、丢包、带宽都敏感的AR/VR业务。

  虚拟化及多业务承载加速接入网与BNG的融合

  SDN&NFV催生OLT与BNG转发面合一

  目前，电信网络的SDN&NFV化已成为趋势和共识。建设综合的多业务接入边缘，实现多业务的融合，是未来城域网、接入网改造的重点。BNG的虚拟化(vBNG)是目前业界的热点之一， 存在几种不同的方案和思路，其中控制面和转发面分离是目前x86服务器转发性能不足条件下广受认同的方案，即控制面采用通用服务器实现虚拟化，转发面采用专用设备实现高性能转发，如图1所示。控制面就是图中的vBNG部分，这部分基于NFV架构实现虚拟化，通过业务与硬件平台的解耦，充分享用通用平台带来的灵活性、便捷性，减少TCO;业务动态创建，能力开放，减少业务推出时间，快速响应市场要求;软件的模块化设计和灵活加载促进软件系统灵活可变。

  转发面则可以此为契机，实现OLT设备与传统BNG转发面的融合，避免额外部署专用BNG硬件设备转发面。这种方案充分发挥TITAN设备高端分布式路由器平台架构的能力，实现网络扁平化、降低网络改造成本。转发面通过SDN架构集中控制，部署端到端的管控合一SDN控制器和业务编排器，实现网络端到端的自动配置及网络的智能和开放。OLT与BNG的融合也意味着L3功能下沉至OLT设备，满足5G业务承载需求，并为将来CDN下沉至接入机房做好准备。

  L3到边缘满足5G承载的需求

  5G网络架构将更为扁平化，一些原有及新增的功能(如移动边缘计算等)将下移，原有典型基于南北汇聚式的流量模式将发生明显变化，基于不同5G网元之间的东西向流量交互将显著增加，譬如gNB和gNB、CU和CU等，东西向流量的时延要求较高，应尽可能靠接入层转发。这对于回传网络甚至前传、中传网络的东西向协同流量调度提出了新的需求，需要OLT设备提供灵活的L3连接，通过基于SDN集中管控的L3能力，一方面实现基站协同流量的就近转发，最大化协同增益，另一方面可以为无线与核心网建立按需实时的连接;通过承载协议的创新，如引入Segment Routing/EVPN/VxLAN等新技术，简化网络协议、运维管理，更好地应对未来以DC为中心的网络架构演进。

  L3到边缘为CDN下沉至接入机房创造条件

  CDN集中部署有利于管理维护和规模共享利用。但CDN高置的弊端也有很多，不可避免带来汇聚网络和城域网络的流量压力，会增大延时，如果网络拥塞，还会增大丢包率。这些都不利于大视频业务的高质量传输，尤其是对延时敏感的快速频道切换业务，对延时、丢包、带宽都敏感的AR/VR业务。通过把CDN下沉到接入机房，就近提供IPTV和OTT视频业务，可显著提升业务质量。

  中兴通讯全新的TITAN光接入平台基于高端分布式路由器架构，支持大容量用户接入，支持汇聚交换机功能，支持内置OTN，支持BNG转发面，可实现网络设备的融合与网络的扁平化;支持内置OTN，可满足5G及大视频业务对大带宽、低延时的承载要求;支持BNG转发面融合至OLT，可满足5G及大视频业务对L3下沉至OLT边缘的需求。

  作者: 江晓林 (中兴通讯)