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云化新型城域网创新与应用

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'''云化新型城域网创新与应用'''中国电信研究院是中国电信科技创新体系的重要组成部分,负责研究 [[ 中国电信 ]] 的重大战略决策、重大技术路线、重大市场经营策略与重大运营管理创新,并重点围绕核心能力清单开发具有自主掌控力的核心技术和产品。按照“一个一流研究院”的要求,聚焦关键核心技术,力争用3-5年时间,培育一支行业领先的 [[ 专家 ]] 队伍,输出国家级的重大科技攻关成果以及一批有国际影响力的标准专利,输出具有差异化竞争能力的、可规模部署的软硬件研发成果。
研究院现有1710人,平均 [[ 龄36 龄]]36 岁,海外引入专家1人,获得政府特殊津贴22人,“百千万人才”1人,国家级“突出贡献中青年专家”1人,中国电信首席专家3人。
目前研究院具有国家级实验室2个,省部级实验室3个,集团重点 [[ 实验 室7 室]]7 个。
累计获得国家科技进步奖、国家 [[ 技术 ]] 发明奖共7项,省部级奖项174项。累计申请专利4153件,获得专利授权2002件,主导/联合主导发布国际标准345项。
积极承接国家项目,在研国家项目17项,重点在5G、云网融合、AI、安全、光传输、工业 [[ 互联网 ]] 等领域。
==成果概述 ==
云化新型城域网构建了以云为中心的未来城域网络架构,首创“积木式”模块化城域网架构,部署云化网元,引入新技术,提升业务承载能力和客户体验。项目取得如下突破:首创云网POP架构,云出口/网边缘一体化部署,是云网一体创新式 [[ 探索 ]] ;固移融合承载,构建了全球最大端到端SRv6跨域服务网络;首次规模部署FlexE+SRv6 Policy技术,构建“2C+2B+N*行业”软硬结合切片,提供确定性网络服务;首次实现业务控制网元全面云化,有效提升Session/带宽/IP地址利用率;自研虚拟化/白盒化UPF/STN A/vGW网元,按需下沉到边缘云和园区;全面引入智慧化运营系统实现端到端业务可管可视可控。
==成果突破性 ==
云化新型城域网首次实践云网一体化 [[ 建设 ]] 、网元云化实现网络弹性调整、业务级+用户级定制化切片、具备业务自助开通/动态调整等能力,是未来城域网络演进的目标。
方案有效提升了资源利用率,预计五年综合建设 [[ 成本 ]] 下降20%,同时实现业务分钟级开通,故障自动诊断,显著降低CAPEX和OPEX。全业务SRv6承载,助力IPv6+产业发展。设备单比特功耗降低31%,有效推动节能减排。
树立了行业标杆,在CCSA主导《云化城域网参考架构及技术要求》等16项标准,在ITUT及IETF主导8项标准。
云化新型城域 [[ 网络 ]] 已于2020年完成中国电信5省5市10个城域POD架构搭建,2021年继续推广至50+地市。
==技术要点 ==
云化新型城域网基于SDN和云网融合新理念重构城域网络,全面引入模块化架构、NFV化关键网元、软硬切片,智慧运营,构建一张弹性、融合、云化、智能的城域网络。
第一: [[ 创新 ]] 提出“积木式”城域网架构,构建弹性伸缩的智能城域网
聚焦构建灵活可扩展的新型城域网,首创基于城域POD、云网POP及POD出口功能区的“积木式”架构,实现网络模块化、标准化的按需部署,实现了城域网用户接入能力及云网融合业务承载能力的跨越式发展。
===城域内首次引入Spine-Leaf组网架构,提高扩展性,实现模块间无阻塞流量转发===
业界首次组建城域POD Spine-Leaf标准架构,实现灵活的组件加载。通过网业分离,简化城域网转发设备的网络功能,活跃产业链,降低扩容 [[ 成本 ]] 。扁平化架构,实现T比特级流量的高速转发。
===构建云网POP架构,实现云网融合对接,推动云网一体化发展
首创云网POP架构,构建云网络与基础网络 [[ 标准化 ]] 一体部署架构,构建云/网同址的云网POP基础设施,包含云出口/网边缘。云网POP随云布局,标准化、模块化构建,物理通道预配置,实现资源池“周级”入网。
第二:创新实践首个端到端固移融合的多业务一体化承载网络,基于网络切片实现差异化业务保障
===构建基于Leaf节点的端/云多形态网元接入,实现宽带、移动、政企等多业务的统一接入===
国内首次基于Leaf节点实现传统宽带互联网、移动、政企、组播等各类业务终端的统一接入,解决了 [[ 传统 ]] 分网业务承载管理分散及资源利用率低问题;通过Leaf对接云资源池与外部网络,突破了新业务灵活部署瓶颈,实现了高清视频、Cloud AR/VR等业务敏捷部署。
===业务分边缘承载,提升资源利用率,优化流量转发效率和用户体验===
公众互联网业务集中接入,提升IP地址/Session的资源使用效率。政企业务、移动业务、IPTV业务就近接入,提升流量转发 [[ 效率 ]] 与用户体验。公众互联网业务采用集中式vBRAS池接入,按需通过虚拟化转发网元或专用网元承载。政企用户就近终结于Leaf节点,采用EVPN over SRv6,实现端到端快速部署;移动业务以Leaf为业务控制点,部署FlexE+SRv6,按需为基站-UPF、基站-5GC、互联网访问提供端到端切片;天翼高清/Cloud VR用户就近终结于Leaf节点,采用非Session级IPoE接入,流量按需下沉至边缘云。
===城域内全面部署EVPN/SRv6技术,协议归一化,网络编程化,能力服务化,实现多业务融合承载===
基于EVPN over SRv6技术,统一协议栈,实现宽带 [[ 互联网 ]] 、大带宽视频、移动及政企专线等各类业务承载技术的统一,解决了传统网络各类业务承载方案多样化、部署维护困难问题;基于SRv6超强的网络可编程能力,方便实现各类应用/业务创新与应用,如业务链等,进一步推动IPv6+产业发展。
=== 国内首次规模部署端到端网络切片技术,实现业务差异化保障及智能化路径定制
通过硬切片实现业务级的隔离,通过1:1:N的硬切片方式,为2C+2B+N*行业提供不同业务的硬隔离;通过软切片实现用户级的路径灵活定制、弹性带宽调整,基于SRv6 Policy,借助SRv6网络可编程能力,满足差异化业务保障需求。
第三:关键网元NFV化,推动云网一体, [[ 实现 ]] 网络按需弹性调整
首次在业界规模部署转控分离vBRAS网元,实现了宽带用户集约化管理,提升了资源利用率和可靠性。自研虚拟化/白盒化
===大规模部署vBRAS池化,实现用户集约化管理===
采用集中云化部署方式部署vBRAS网元,通过控制面云化、转发面池化,实现虚实共管,控制面实现千万级用户集中管理,单系统提供百万级用户接入 [[ 能力 ]] ,可以根据业务负载动态扩容、缩容;引入虚拟化转发面网元大规模卸载大会话小流量业务,提升了BRAS设备带宽利用率,单设备接入用户规模翻倍。
===基于转控分离vBRAS提升业务接入的灵活性和可靠性===
转控分离vBRAS基于不同业务接入类型,采用专用设备转发面和虚拟转发面承载,控制面网元基于转控分离接口实现了各类转发网元的虚实共管,可按需部署。转控分离vBRAS统一云化控制面,实现异地灾备,用户数据集中管理,实时同步。实现池化BRAS转发面间负载分担,并提供转发面N:1/N+1温备保护机制,提升利用率的同时,保证业务的可靠性,提升用户 [[ 体验 ]]
===自研虚拟化网元,按需下沉===
第四:率先引入智慧化运营系统,实现业务快速开通、弹性调整、网络可视可管可控
云化新型城域网依托中国电信新一代运营系统,实现毫秒级网络状态感知、分钟级业务开通、 [[ 自动化 ]] 故障恢复。
===规模部署数据智能采集技术,提供精细化网络感知能力===
===部署基于AI的网络故障分析功能模块,实现智能化网络保障===
创新KPI异常诊断算法,结合多种数据特征,大幅度提高了故障诊断的准确度。基于聚类算法、降维算法、相似度检测等算法,结合专家经验库,进行配置健康度检测。基于告警关联规则和抖动特征自适应 [[ 学习 ]] ,实现故障的预警。
云化新型城域网络在中国电信实现规模部署,2020年完成5省6市10个城域POD(江苏无锡、 [[ 四川 ]][[ 成都 ]] 、广东深圳、浙江湖州、上海)架构搭建,覆盖了1500万光宽用户,1000万4K高清视频,2000万移动用户,5000政企用户。
通过固移融合承载,转发网元简化,减少网络重复投资,大幅降低运营成本,预计五年建设成本可降低20%。通过vBRAS [[ 技术 ]] 规模部署,总体资源利用率从40%提升到70%,单台设备承载用户由3万提升至15万以上,IP地址使用效率有效提升。预计设设备单比特功耗降低31%,降低了基础设施压力,助力节能减排。
==参考文献==
[[Category:500 社會科學類]]
753,345
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