算力增強，構建算網(wǎng)一體的新型光接入網(wǎng)

  隨著全球FTTx網(wǎng)絡建設加快和千兆時代的到來，光接入網(wǎng)正面臨新的挑戰(zhàn)和需求。首先，視頻已成為固網(wǎng)寬帶的基礎業(yè)務，如4K/8K、Cloud VR、云游戲、在線教育等，這些業(yè)務會消耗大量網(wǎng)絡資源，尤其是集中時段需求頻繁的熱點視頻，形成大量重復傳播流量，為了提高業(yè)務體驗、節(jié)約匯聚核心網(wǎng)絡帶寬，迫切需要業(yè)務下沉到網(wǎng)絡邊緣甚至到接入機房。其次，最終用戶對體驗的要求越來越高，運營商從帶寬經(jīng)營逐漸轉向體驗經(jīng)營。對于接入網(wǎng)來說，需要具備度量和管理最終用戶體驗的能力，從而增強消費者的體驗和獲得感，挖掘用戶潛力和新的增長點，為運營商帶來更大的經(jīng)濟價值。第三，當前光接入網(wǎng)在家寬領域已取得巨大成功，并向行業(yè)拓展，比如POL(Passive Optical LAN)在企業(yè)和校園中部署、工業(yè)PON在工廠中的應用等，隨著智慧園區(qū)的持續(xù)建設，園區(qū)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(yè)智能控制、統(tǒng)一管控及基于數(shù)據(jù)安全方面的要求，需要把邊緣計算設施部署在園區(qū)內(nèi)部。從以上幾方面不難看出，無論是視頻下沉、接入網(wǎng)算力增強還是園區(qū)業(yè)務需求，在網(wǎng)絡中引入邊緣存儲和計算能力是大勢所趨。

  中興通訊OLT內(nèi)置刀片服務器

  中興通訊率先探索接入機房的云網(wǎng)融合，創(chuàng)新推出OLT內(nèi)置刀片服務器(見圖1)，基于業(yè)界光接入旗艦TITAN平臺實現(xiàn)接入、路由、計算三合一，在網(wǎng)絡邊緣實現(xiàn)業(yè)務體驗加速、網(wǎng)絡功能虛擬化和應用數(shù)據(jù)本地化等功能，構筑算網(wǎng)一體的新型光接入網(wǎng)。

  中興通訊內(nèi)置刀片服務器具有如下特征：

  - 輕量級設計：采用300mm深設計，可插入OLT機框，有效利用OLT已有資源，如空間、供電和散熱等;基于輕量化SoC CPU、SSD硬盤等部件，具備更好的轉發(fā)性能、更強的I/O存儲能力，以及更寬泛的環(huán)境溫度，適應接入機房部署條件。

  - 多樣化管理：針對不同應用需求，內(nèi)置刀片可與OLT進行分離管理或統(tǒng)一管理;且OLT與內(nèi)置刀片軟件版本獨立，升級互不影響，增強系統(tǒng)的可靠性。

  - 多功能協(xié)同：OLT豐富的網(wǎng)絡能力可以與內(nèi)置刀片的計算存儲能力協(xié)同，如ACL功能、L2交換功能，以及中興通訊OLT獨有的Gateway Proxy功能，形成緊湊而安全的解決方案，節(jié)省資源。

  - 靈活配置：可配置不同的硬盤、內(nèi)存等，滿足存儲、計算等不同類型需求;每塊內(nèi)置刀片可配置2塊可熱插拔的數(shù)據(jù)硬盤，容量高達15TB;可配置4塊內(nèi)存，最大內(nèi)存可達256GB;還可以通過加載不同軟件實現(xiàn)多種輕量級功能。

圖1 中興通訊OLT內(nèi)置刀片服務器

  多種應用場景

  基于對寬帶接入網(wǎng)絡業(yè)務場景的應用分析，中興通訊OLT內(nèi)置刀片主要在如下幾個方面進行了探索。

  Access CDN：視頻業(yè)務本地分流

  當前CDN(Content Delivery Network，內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡)已取得廣泛應用。對于節(jié)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(nèi)激增，形成大量重復流量，造成網(wǎng)絡負荷過大，影響用戶體驗。將CDN下沉到網(wǎng)絡邊緣成為一種趨勢，其中Access CDN就是CDN節(jié)點下沉到接入機房的一種CDN網(wǎng)絡形式，可進一步減少OLT上層網(wǎng)絡壓力。

  通過在內(nèi)置刀片上部署Access CDN，結合中興通訊PON OLT特有的Gateway Proxy功能(見圖2)，使用戶就近訪問熱點節(jié)目，一方面可有效應對短時間熱點視頻的爆發(fā)性流量沖擊，保障用戶體驗;另一方面通過內(nèi)置刀片可卸載70%的點播流量，大幅節(jié)約上層網(wǎng)絡帶寬和設備壓力，有效降低大視頻網(wǎng)絡承載成本。該方案已經(jīng)與浙江移動合作，用來解決海島直播/點播體驗帶寬瓶頸問題，通過現(xiàn)網(wǎng)數(shù)據(jù)表明，視頻卡頓占比降低99%，傳輸時延降低50%，有效提高用戶滿意度。

圖2 基于內(nèi)置刀片的Access CDN方案

  運維增強：擴展網(wǎng)元算力，實現(xiàn)智能運維

  隨著業(yè)界對意圖驅動網(wǎng)絡、自動駕駛網(wǎng)絡等理念和架構的提出，不僅網(wǎng)管系統(tǒng)需要智能管、控、析能力，網(wǎng)元也需要提供全新能力，包括KPI測量、細顆粒度流量統(tǒng)計、實時狀態(tài)信息收集，以及實時高頻的數(shù)據(jù)上報等。利用內(nèi)置刀片可有效擴展OLT網(wǎng)元能力，實現(xiàn)多種運維增強功能(見圖3)。

  圖3 內(nèi)置刀片實現(xiàn)接入網(wǎng)運維增強

  - DPI主動發(fā)現(xiàn)并定位業(yè)務質差。在OLT內(nèi)置刀片上部署DPI可感知6類業(yè)務，測量超30項指標，通過體系算法給出KQI分析和QoE評價，從而準確完整地評估寬帶用戶業(yè)務感知、識別質差用戶、實現(xiàn)質差精準定界定位;同時內(nèi)置刀片部署DPI還可以本地處理用戶業(yè)務數(shù)據(jù)，保證數(shù)據(jù)安全。

  - Telemetry實現(xiàn)精準流量采集。源自數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)采集技術Telemetry可替代傳統(tǒng)流量采集技術，采集頻度可從分鐘級縮短到秒級，采集顆粒度從物理PON端口級到邏輯GEM port級，使得網(wǎng)絡性能管理更加精細化，可用于指導網(wǎng)絡規(guī)劃、流量實時調度優(yōu)化、QoS配置優(yōu)化和故障實時檢測等。而通常OLT板卡，包括主控板、PON線卡均不具備如此精細的流量采集、處理、存儲能力，內(nèi)置刀片服務器可擴展OLT能力，不僅實現(xiàn)秒級流量數(shù)據(jù)采集，還可以本地存儲歷史流量采集數(shù)據(jù)，實現(xiàn)網(wǎng)絡智能化、精準化運維規(guī)劃。

  - MDI(Media Delivery Index)高效保證視頻業(yè)務質量。內(nèi)置刀片服務器可擴展原有OLT線卡CPU能力，支撐多頻道并發(fā)監(jiān)測，并將監(jiān)測指標實時上送后臺運維系統(tǒng)，實現(xiàn)視頻質量監(jiān)測和故障定界。

  MEC：多業(yè)務邊緣計算，優(yōu)化業(yè)務體驗

  5G時代，車聯(lián)網(wǎng)、自動駕駛、工業(yè)控制等體驗敏感型業(yè)務需要MEC來提供邊緣計算能力。同時，構建4G BBU(Bandwidth Based Unit)、5G DU(Distributed Unit)以及OLT等設備共享的綜合接入機房，成為主流運營商的一致選擇。利用OLT內(nèi)置刀片實現(xiàn)MEC，則為MEC部署提供了一種經(jīng)濟快捷的方式。MEC所涉及的分流，如5G UPF(User Plane Function)、5G ToF(Traffic offload Function)，以及MEP和ME APP等都可以動態(tài)加載到內(nèi)置刀片上，組成動態(tài)高效的邊緣計算系統(tǒng)。

  中興通訊與聊城聯(lián)通和中通客車合作，率先探索在OLT內(nèi)置刀片上部署5G UPF實現(xiàn)本地業(yè)務轉發(fā)，并已在5G遠程駕駛場景中應用。該方案將5G UPF和MEP下沉到距離用戶更近的園區(qū)接入機房OLT內(nèi)置MEC上，結合10G PON有線寬帶接入，車輛控制信息和視頻業(yè)務的往返傳輸時延從傳統(tǒng)的30ms降低到10ms以內(nèi)，全面滿足5G遠程駕駛時延要求。OLT內(nèi)置刀片可與現(xiàn)網(wǎng)OLT共享資源，部署方便快捷，為智慧交通提供了一個基于有線、無線融合的高性價比的解決方案(見圖4)。該方案是業(yè)界首個基于固移融合OLT內(nèi)置刀片的5G遠程駕駛方案，在2020年10月一舉奪得世界寬帶論壇最佳創(chuàng)新獎、Layer123(原SDN/NFV)全球大會新業(yè)務創(chuàng)新獎、中國通信產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新獎等國內(nèi)外大獎。

  園區(qū)VNF部署：打造極簡智能園區(qū)網(wǎng)絡

  園區(qū)場景一般存在有線和無線的一體化接入、數(shù)據(jù)不出園以及低時延等需求。而傳統(tǒng)方式一般需要客戶額外投資建設網(wǎng)絡防火墻、無線控制器、信息管理系統(tǒng)等業(yè)務系統(tǒng)，并安裝在園區(qū)機房獨立服務器上，這些獨立設備構成了一個復雜的園區(qū)網(wǎng)絡，增加了網(wǎng)絡部署與運維成本。通過OLT內(nèi)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)虛擬化為軟件應用并安裝到內(nèi)置刀片上，形成一個易升級、易修改、易增加新功能的開放型園區(qū)網(wǎng)絡。

  中興通訊聚焦云網(wǎng)融合中邊緣計算不斷增強的發(fā)展趨勢，率先提出OLT內(nèi)置刀片服務器，創(chuàng)新實現(xiàn)IT和CT在接入網(wǎng)層面的融合，為接入網(wǎng)提供增強算力。中興通訊將持續(xù)在技術和場景方面進行探索，洞察未來接入網(wǎng)的技術發(fā)展和潛力空間，為網(wǎng)絡建設和業(yè)務發(fā)展提供更多可能。

  作者：中興通訊 韓曉宇