中國移動雙千計劃千兆寬帶接入網(wǎng)的發(fā)展思路分析
隨著光纖寬帶接入技術(shù)的發(fā)展,以及高帶寬需求業(yè)務(wù)如高清視頻、智慧家庭及Cloud VR的逐步應(yīng)用,千兆寬帶已成為下一步全球?qū)拵Оl(fā)展的焦點。
千兆寬帶發(fā)展動能十足
政策驅(qū)動力
為推動我國千兆寬帶的規(guī)模部署,各相關(guān)部門出臺多項政策和文件,指導(dǎo)通信行業(yè)千兆寬帶的發(fā)展方向。2019年5月8日,工信部、國資委發(fā)布《關(guān)于開展深入推進寬帶網(wǎng)絡(luò)提速降費支撐經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展2019專項行動的通知》;5月14日,國務(wù)院召開國務(wù)院常務(wù)會議,部署進一步推動網(wǎng)絡(luò)提速降費,推動固定和移動寬帶邁入千兆時代;5月15日,國務(wù)院常務(wù)會議明確了2019年主題為“深入推進寬帶網(wǎng)絡(luò)提速降費 支撐經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展”,并將“提速降費”目標歸納為“雙G雙提”“同網(wǎng)同速”“精準降費”三大目標。
隨著各項指導(dǎo)政策的出臺,千兆寬帶的發(fā)展路線已基本明確,2019年將是國內(nèi)千兆寬帶規(guī)模部署的元年,千兆寬帶時代正在加速到來。
千兆業(yè)務(wù)呼喚千兆寬帶
隨著時代的發(fā)展,用戶和市場對寬帶接入網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)需求逐漸走向多元化。傳統(tǒng)寬帶接入網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展立足于數(shù)據(jù)、視頻和語音三大基礎(chǔ)業(yè)務(wù)。由于技術(shù)的發(fā)展和互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的興起,數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)已經(jīng)從單純的瀏覽網(wǎng)頁,發(fā)展到承載各類立足于數(shù)據(jù)的、多媒體+交互融合的互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)。同時,視頻業(yè)務(wù)正在由直播轉(zhuǎn)向點播,清晰度發(fā)展到4K、8K,新型視頻VR和AR很有可能成為未來的主流業(yè)務(wù)。另外,傳統(tǒng)業(yè)務(wù)發(fā)生轉(zhuǎn)變的同時,各類物聯(lián)網(wǎng)和智能家居業(yè)務(wù)不斷涌現(xiàn),例如安防攝像頭、家電控制、智能音響等。
千兆業(yè)務(wù)的發(fā)展離不開網(wǎng)絡(luò)的支撐。各類新業(yè)務(wù)極大程度促進了用戶對帶寬的需求,除此之外,各類業(yè)務(wù)對用戶體驗的要求不一樣。游戲業(yè)務(wù)對時延敏感;安防業(yè)務(wù)對安全性要求高;基于數(shù)據(jù)的語音類業(yè)務(wù)要求時延抖動低;VR業(yè)務(wù)對帶寬和時延都提出了高要求。寬帶接入網(wǎng)面向的業(yè)務(wù)繁雜,接口、協(xié)議、技術(shù)眾多,所以,寬帶接入網(wǎng)應(yīng)該向著開放、靈活方向轉(zhuǎn)型,打破傳統(tǒng)封閉、耦合緊的軟件系統(tǒng)架構(gòu)。
中國移動“雙千計劃”促千兆寬帶發(fā)展
為響應(yīng)國家號召、提升用戶體驗,中國移動堅定落實“網(wǎng)絡(luò)強國”“提速降費”等政策部署,中國移動將通過全面實施“雙千計劃”、推動雙千兆更好地服務(wù)個人、家庭、政企、城市等四大領(lǐng)域數(shù)字化創(chuàng)新,匯聚經(jīng)濟社會發(fā)展動能,激發(fā)經(jīng)濟社會發(fā)展動力。在推動智慧家庭發(fā)展方面,中國移動將立足“雙千計劃”,打造涵蓋“全屋智連”的千兆家庭網(wǎng)絡(luò)、“全屋智能”家居設(shè)備、“全家智享”家庭生活的“三全三智”智慧家庭產(chǎn)品體系,助力億萬家庭邁入智能化時代,為用戶帶來全新的智慧家庭體驗。中國移動還將持續(xù)拓寬智慧家庭內(nèi)涵外延,推出智慧社區(qū)解決方案,提供車輛管理、人臉識別、智能門禁等服務(wù),推動美好家庭延展美好社區(qū)。
目前,中國移動固網(wǎng)寬帶用戶總數(shù)保持第一,截至2019年6月底,中國移動固網(wǎng)寬帶用戶凈增212.1萬戶,總數(shù)達到1.74893億戶。中國移動在固網(wǎng)寬帶領(lǐng)域呈現(xiàn)出厚積薄發(fā)之勢。
千兆寬帶接入網(wǎng)發(fā)展思路
打造創(chuàng)新型接入網(wǎng)架構(gòu)
寬帶接入網(wǎng)絡(luò)面向家庭、政企市場,處于創(chuàng)新大時代的前沿,客戶需求、競爭及技術(shù)發(fā)展都驅(qū)動網(wǎng)絡(luò)不斷發(fā)展。在這種背景下,在保護投資的基礎(chǔ)上,如何實現(xiàn)平滑演進到未來架構(gòu),解決局端和終端設(shè)備解耦,快速引入新業(yè)務(wù),應(yīng)對激烈的市場競爭是接入網(wǎng)發(fā)展面臨的重大挑戰(zhàn)。
當(dāng)下,寬帶接入網(wǎng)絡(luò)SDN、NFV、云化已經(jīng)成為發(fā)展趨勢,也是應(yīng)對如上挑戰(zhàn)的一種全球性解決方案。BBF發(fā)布了下一代基礎(chǔ)設(shè)施云化架構(gòu)的Cloud CO架構(gòu)標準TR-384,希望對運營商使用SDN、NFV和云技術(shù)支持網(wǎng)絡(luò)功能進行標準化定義,形成Open Broadband的產(chǎn)業(yè)社區(qū)。ONF較早開始研發(fā)、試驗寬帶接入網(wǎng)絡(luò)SDN、NFV、云化開源平臺,得到了歐美運營商及創(chuàng)新設(shè)備廠家的支持,并推出了代號為SEBA(SDN Enabled Broadband Access,基于SDN的寬帶接入)的開源參考實現(xiàn),以加快運營商寬帶接入網(wǎng)絡(luò)管控平臺云化部署進程。ITU-T、IEEE、ETSI和Cablelabs等標準組織也都進行了相關(guān)研究和標準化工作。
在上述背景下,中國移動結(jié)合自身業(yè)務(wù)特點及現(xiàn)網(wǎng)實際部署情況,提出了面向統(tǒng)一集中管控的vOLT技術(shù)架構(gòu)和開放式CAMI接口,既適應(yīng)未來網(wǎng)絡(luò)開放架構(gòu)演進趨勢,又通過統(tǒng)一標準化的南北向接口及模塊,解決傳統(tǒng)互通模式解耦周期長、問題定位難度大和一致性難以保障等問題。
圖1 ?中國移動vOLT創(chuàng)新架構(gòu)
中國移動vOLT系統(tǒng)包括EMS/SDN控制器、OLT-CP、OLT-UP和ONU設(shè)備。其中,OLT-CP主要實現(xiàn)將OLT中的ONU設(shè)備管理功能及相關(guān)聯(lián)的OLT管控功能從硬件設(shè)備中分離出來,實現(xiàn)設(shè)備管控和轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備的分離,包括管控處理模塊和CAMI模塊。如圖1所示。
管控處理模塊實現(xiàn)上層管理系統(tǒng)平臺如EMS、SDN控制器等PON管理請求的接收、分析和處理;通過CAMI API接口發(fā)送ONU管控處理請求和ONU上報消息,通過廠家自定義接口實現(xiàn)其它PON系統(tǒng)管控功能。
CAMI模塊是實現(xiàn)統(tǒng)一管控ONU的主要功能模塊。它對管控處理模塊提供標準的API接口,并且實現(xiàn)OMCI協(xié)議處理功能。
從技術(shù)上看,中國移動vOLT具體包括如下目標:
統(tǒng)一、集中實現(xiàn)PON接入網(wǎng)關(guān)設(shè)備/ONU管控模塊——CAMI(Common Access Management Interface,通用接入管理接口)及云化部署,實現(xiàn)其與廠家設(shè)備的集成,快速、高效率解決現(xiàn)網(wǎng)多廠家設(shè)備互通問題,支持全網(wǎng)大規(guī)模接入網(wǎng)關(guān)業(yè)務(wù)和設(shè)備的快速創(chuàng)新和交付;
逐步實現(xiàn)統(tǒng)一的寬帶接入網(wǎng)絡(luò)管控架構(gòu),屏蔽不同寬帶接入技術(shù)的差異,降低底層寬帶接入技術(shù)演進對上層系統(tǒng)(如OSS、EMS、SDN控制器等)帶來的影響和升級改造;
逐步推動和實現(xiàn)寬帶接入設(shè)備統(tǒng)一、標準的北向接口,實現(xiàn)動態(tài)可編程,提供自動化編排能力支撐,進一步推動OLT設(shè)備開放化;
管控系統(tǒng)平臺云化部署,實現(xiàn)云網(wǎng)協(xié)同,動態(tài)擴展,實現(xiàn)系統(tǒng)靈活升級和新業(yè)務(wù)快速部署。
進一步提升寬帶接入網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)能力
思科VNI預(yù)測,未來幾年網(wǎng)絡(luò)流量年復(fù)合增長率26%,基本3年翻一番,視頻業(yè)務(wù)將爆發(fā)式增長,視頻流量的占比將超過80%,視頻業(yè)務(wù)是固網(wǎng)最重要的數(shù)字化業(yè)務(wù)。因此,主流運營商均推出家寬大視頻戰(zhàn)略,通過差異化的視頻包,提升競爭力,增加ARPU。其中,4K已成熟商用,8K/VR業(yè)務(wù)開展成為未來的戰(zhàn)略爭奪點。VR體驗、沉浸體驗、互交體驗對寬帶及時延的要求如表所示。
表 ?VR體驗、沉浸體驗、互交體驗的技術(shù)特點及對寬帶和時延的要求
帶寬是接入網(wǎng)基礎(chǔ)能力的核心指標,開通200M寬帶業(yè)務(wù)已逼近GPON線路帶寬極限(按照典型ODN 1:32分路比),從2016年開始,中國移動開始進行GPON向10G GPON的現(xiàn)網(wǎng)升級,并從2017年起開始啟動規(guī)模部署10G GPON FTTH。為進一步推動10G GPON產(chǎn)業(yè)鏈成熟,降低建網(wǎng)成本,中國移動在2018年全球率先完成XG(S)-PON互通解耦,并從2019年開始集采和商用部署解耦型千兆智能網(wǎng)關(guān)(包括對稱和非對稱型)。平滑演進是網(wǎng)絡(luò)升級的基本要求,對于接入網(wǎng)主要需要解決兩方面的問題:對現(xiàn)網(wǎng)存量ODN的兼容;最大化便利和簡化的升級部署方案。
基于以上兩點目標,為未來寬帶業(yè)務(wù)的發(fā)展預(yù)留更大的彈性,從2017年開始中國移動明確提出對于32dBm功率預(yù)算的XGS-PON Combo線路板卡的需求,并持續(xù)推動XGS-PON產(chǎn)業(yè)鏈上電芯片、光芯片的成熟,并在2019年率先啟動滿足32dBm功率預(yù)算要求的XGS-PON Combo技術(shù)的商用部署。
如何把10G的線路帶寬更靈活地在用戶側(cè)落地,就需要進一步提升智能家庭網(wǎng)關(guān)對大帶寬業(yè)務(wù)流承載能力、高速業(yè)務(wù)插件的處理響應(yīng)能力和Wi-Fi的覆蓋能力。另外,通過智能組網(wǎng)終端與智能家庭網(wǎng)關(guān)的Wi-Fi協(xié)同實現(xiàn)延伸運營商對用戶家庭網(wǎng)絡(luò)覆蓋能力,同時提升對用戶家庭網(wǎng)絡(luò)的運維能力,為用戶提供更好的家庭網(wǎng)路體驗也是目前國內(nèi)運營商的家庭側(cè)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展趨勢之一。對于多AP的協(xié)同,針對較大戶型家庭還可以進一步引入mesh功能,實現(xiàn)Wi-Fi自組網(wǎng)、無縫漫游。運營商還可在此基礎(chǔ)上對家庭網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量、業(yè)務(wù)感知/體驗優(yōu)化、物聯(lián)網(wǎng)終端等多維度豐富智慧家庭的體驗。
國內(nèi)10G PON已經(jīng)規(guī)模商用,面向下一個7年后(每一代PON技術(shù)大約生命周期)的超千兆業(yè)務(wù),例如6自由度VR交互游戲以及5G小基站移動回傳等業(yè)務(wù)承載,對下一代PON在帶寬、時延、同步精度等網(wǎng)絡(luò)指標和網(wǎng)絡(luò)切片能力等方面將提出新的需求?;贕PON/EPON時代同步,10G PON時代突破打下的國內(nèi)產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ),由國內(nèi)企業(yè)牽頭于2018年初在ITU-T聯(lián)合成功完成50G PON標準立項,引領(lǐng)確立了下一代PON的技術(shù)發(fā)展路線。目前50G PON的需求部分G.hsp.req的Draft正在起草階段,波長規(guī)劃和速率選擇已經(jīng)基本達成共識,當(dāng)前焦點主要集中在PMD層的規(guī)格和指標要求,這反映出高功率預(yù)算、高速突發(fā)發(fā)送/接收對電芯片和光芯片帶來的巨大技術(shù)挑戰(zhàn),所以50G PON已進入關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)階段,需要上下游產(chǎn)業(yè)鏈精誠協(xié)力。
千兆時代的業(yè)務(wù)質(zhì)量和用戶體驗提升思路
有線寬帶是一個端到端網(wǎng)絡(luò),除了直接面向用戶外,還需要面向多業(yè)務(wù)承載,而不同業(yè)務(wù)對于網(wǎng)絡(luò)KPI的要求又有不同。傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)只負責(zé)連接并不感知業(yè)務(wù),有線寬帶網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模優(yōu)勢要充分發(fā)揮,就必須要建立端到端的寬帶業(yè)務(wù)質(zhì)量監(jiān)測體系,包括以下幾方面。
完善業(yè)務(wù)KQI采集手段
??軟探針方案,主要部署在智能網(wǎng)關(guān)和機頂盒上;
??硬探針方案,根據(jù)需要機動、非靜態(tài)部署;
??集中式DPI,主要部署在省網(wǎng)核心和城域出口;
軟探針主要受限于終端硬件設(shè)備能力,現(xiàn)階段被動監(jiān)測能力有限,但更靠近用戶對業(yè)務(wù)KQI監(jiān)測更準確;集中式DPI采用被動方式監(jiān)測業(yè)務(wù)質(zhì)量,覆蓋業(yè)務(wù)質(zhì)量指標更靈活,但投資較大,需針對家寬業(yè)務(wù)特點做功能定制化裁剪和部署方案優(yōu)化,降低部署成本。
統(tǒng)一業(yè)務(wù)質(zhì)量指標體系
有線寬帶新業(yè)務(wù)不斷涌現(xiàn),業(yè)務(wù)質(zhì)量指標需要不斷完善,不斷豐富家庭寬帶業(yè)務(wù)指標體系,覆蓋更多的家庭寬帶業(yè)務(wù)場景。同時還需要保證不同采集方案、不同采集位置、不同采集設(shè)備的業(yè)務(wù)質(zhì)量指標的計算方式需要統(tǒng)一。
引入AI關(guān)聯(lián)KQI與KPI 實現(xiàn)主動運維
針對家庭寬帶存在的用戶體驗與網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量指標不同步、業(yè)務(wù)問題發(fā)現(xiàn)由用戶投訴觸發(fā)事后被動、解決途徑為人工上門低效成本高等問題,需要分階段構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)KPI與業(yè)務(wù)KQI的關(guān)聯(lián)能力,這就需要引入AI和大數(shù)據(jù)技術(shù),對家庭寬帶端到端網(wǎng)元上采集的網(wǎng)絡(luò)KPI數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)KQI采集點(DPI、軟探針)獲取的數(shù)據(jù)進行挖掘和建模,實現(xiàn)從“被動運維”向“主動運維”“智能運維”轉(zhuǎn)變,對已出現(xiàn)問題能快速故障定界和盡可能遠程排障、對未出現(xiàn)問題能提前發(fā)現(xiàn)和問題消滅在萌芽中,這樣才能充分發(fā)揮千兆有線寬帶網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢。
展望
千兆業(yè)務(wù)時代,有線寬帶接入網(wǎng)發(fā)展呈現(xiàn)寬帶化、智能化、虛擬化趨勢,SDN/NFV、AI等IT、DT新技術(shù)浪潮正在深刻重塑CT基礎(chǔ)設(shè)施,千兆時代的新業(yè)務(wù)對網(wǎng)絡(luò)帶寬、時延、智能運維、網(wǎng)絡(luò)開放都提出了更高要求,運營商需要打造一張更高標準的統(tǒng)一接入平臺,更好地服務(wù)個人(5G)、家庭(智慧家庭)、政企(VPN上云/互聯(lián))、城市(智慧城市)等四大領(lǐng)域數(shù)字化創(chuàng)新。
來源;通信世界