超寬帶-U2Net：泛在超寬帶的助推器

作為面向IP視頻和云應(yīng)用的下一代網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，華為U2Net 解決方案旨在助力運(yùn)營商搭建“太平洋級別”的管道，真正實(shí)現(xiàn)泛在超寬帶。

近年來，電信行業(yè)出現(xiàn)了翻天覆地的變化，其中，發(fā)展最為迅猛的則數(shù)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)。2011年，北美固定寬帶平均每用戶下載量已經(jīng)超過23GB ，復(fù)合增長率超過 20% ；而同期這一數(shù)據(jù)在歐洲為 40GB ，復(fù)合增長率超過 25% 。以 Google 、 Facebook 、 Youtube 、 Amazon 、 Netflix 為代表的互聯(lián)網(wǎng)巨頭正不斷改變著大眾的生活，而隨著云計(jì)算的廣泛應(yīng)用，改變還將繼續(xù)。

生活在網(wǎng)絡(luò)上已經(jīng)成為現(xiàn)實(shí)，生活在云上即將成為現(xiàn)實(shí)，運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)則是連接用戶和云的管道，提供100M家庭接入和10 － 20M 移動接入能力，在云時(shí)代打造一個(gè)“像太平洋一樣寬廣”的管道，是滿足人們生活和工作的基礎(chǔ)。

降低接入網(wǎng)提速成本

從寬帶網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的歷史來看，帶寬提速的難點(diǎn)首先在于接入網(wǎng)的最后一公里提速。網(wǎng)絡(luò)越靠近用戶，站點(diǎn)的安裝和線路的鋪設(shè)環(huán)境就越復(fù)雜；并且由于歷史原因，接入網(wǎng)的最后一公里已經(jīng)存在大量的銅線、同軸電纜等資源，不可能一夜之間被光纖替代。這些管線資源連同溝道、站點(diǎn)等都是運(yùn)營商在競爭環(huán)境中最寶貴的財(cái)富，勢必會長期存在。因此在銅線、同軸電纜等傳統(tǒng)接入媒介上提供和光纖無差異的高帶寬往往是運(yùn)營商成本最優(yōu)的選擇。

針對銅線場景，華為U2Net采用Vectoring 技術(shù)，通過測量同捆線對內(nèi)的串?dāng)_情況，使用聯(lián)合收發(fā)技術(shù)消除串?dāng)_，實(shí)現(xiàn) VDSL2 速率在 100 米內(nèi)由傳統(tǒng)的 30M 提升到 100M 。 Vectoring 提供了更高的帶寬和更穩(wěn)定的速率，可以單線對或多線對捆綁應(yīng)用，適用于單線對的家庭接入或多線對捆綁的企業(yè)專線和基站接入場景，大大降低了最后一公里的高帶寬提供成本。

針對同軸電纜場景，U2Net采用HFC+DPoE/EoC 等方案提供大帶寬的數(shù)據(jù)接入，基于 DOCSIS3.0 定義的多通道綁定技術(shù)，可以允許對 4 個(gè) 6MHz （歐標(biāo)為 8MHz ）的 DOCSIS2.0 通道進(jìn)行綁定，以獲得下行超過 100M 的帶寬接入。而針對新建樓宇和區(qū)域的場景，長期來看，光纖直接入戶是成本最優(yōu)的選擇。

目前GPON技術(shù)已經(jīng)非常成熟，而10G PON 作為 GPON 的下一代演進(jìn)方案，可采用疊加的方式和 GPON 網(wǎng)絡(luò)共存，提供 10G 下行和 2.5G 上行的超寬帶接入。在局端，為適應(yīng)接入網(wǎng)絡(luò)大容量、少局所的發(fā)展趨勢，寬帶接入應(yīng)具備統(tǒng)一的平臺設(shè)計(jì)，采用大容量背板，并通過增加不同板卡實(shí)現(xiàn)不同的接入方式組合。與此同時(shí)，接入網(wǎng)還應(yīng)具備平滑的演進(jìn)能力，比如， OLT 平臺支持從 PON 到 10G PON 再到 40G PON 的平滑演進(jìn)。這樣， ODN 基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)不變化， MXU 增加新的業(yè)務(wù)單板即可實(shí)現(xiàn)從 VDSL2 到 Vectoring ，到未來 G.FAST 的平滑演進(jìn)，以滿足終端用戶帶寬的不斷升級。

固然，無縫的體驗(yàn)離不開無線接入，而泛在的固定接入是無線網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)，無線基站的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)（Hetnet）所需要的回傳網(wǎng)絡(luò)必須依賴于毛細(xì)血管化的固定接入——要滿足無線網(wǎng)絡(luò)的深度覆蓋，回傳網(wǎng)絡(luò)必須支持包括光纖、銅線、微波等各種媒介的全媒介（AnyMedia ）接入技術(shù)。而且，由于 LTE 、 LTE-A 無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷進(jìn)步，每個(gè)宏站點(diǎn)回傳網(wǎng)絡(luò)所需要的帶寬至少為 1G 以上。因此，運(yùn)營商可獲得的各種媒介都應(yīng)具備大帶寬接入能力，包括基于光纖的 IP Backhaul 和 GPON 技術(shù)，多對銅線捆綁的 SuperMIMO 和 G.fast ，微波的 IP 幀頭壓縮和 E-band 等技術(shù)，可以滿足 G 比特級別的回傳需求。同時(shí)，由于無線技術(shù)對時(shí)鐘的要求，回傳網(wǎng)絡(luò)應(yīng)具備同步以太、 1588v2 、 1588ACR 等各種同步時(shí)鐘技術(shù)。

總而言之，在接入網(wǎng)側(cè)，U2Net旨在不改變現(xiàn)有接入資源和管線、站點(diǎn)拓?fù)涞那疤嵯拢峁o差別的每戶100M 寬帶接入，大幅降低接入網(wǎng)側(cè)提速成本。

簡化波分進(jìn)城部署

接入網(wǎng)的寬帶提速，勢必會造成城域網(wǎng)的進(jìn)一步擴(kuò)容。近年來，井噴的互聯(lián)網(wǎng)OTT流量也給帶寬資源日益吃緊的城域匯聚網(wǎng)絡(luò)造成了巨大的壓力。從運(yùn)營商運(yùn)營IPTV 類視頻業(yè)務(wù)的經(jīng)驗(yàn)來看，由于業(yè)務(wù)流量模型發(fā)生了變化，長時(shí)間連接、高帶寬要求的 IPTV 和 OTT 業(yè)務(wù)占據(jù)了大量的城域帶寬資源，城域收斂比將從 10:1 降低到 2:1 。

而隨著業(yè)務(wù)端服務(wù)器能力的不斷攀升，OTT視頻業(yè)務(wù)的主流技術(shù)正由P2P 向 HTTP 遷移，基于 HTTP 的自適應(yīng)流媒體（ Adaptive Streaming ）會“盡力而為”地占用城域帶寬，進(jìn)一步加速城域網(wǎng)帶寬的消耗。

如此一來，以端口和流量匯聚為主要功能的城域匯聚網(wǎng)絡(luò)將變得越來越扁平，大量接入網(wǎng)到BNG的直連鏈路需求將變得越來越大，這就對城域光纖數(shù)量和帶寬資源需求提出了更高的要求。

傳統(tǒng)拓展城域光纖數(shù)量的辦法有兩個(gè)，一是增加光纖的物理數(shù)量，二是在城域引入WDM系統(tǒng)。在實(shí)際部署的時(shí)候，方法一往往因?yàn)楣こ虒?shí)施難度大，且擴(kuò)展性差而不被采用；方法二則因?yàn)樾枰褂么罅康臉I(yè)務(wù)單板和復(fù)用、解復(fù)用單板，而且OSNR 信噪比計(jì)算、色散模塊和放大器選擇配置、波長規(guī)劃等系統(tǒng)配置復(fù)雜，成本高而難以部署。

不過，OTN和PID 技術(shù)的成熟，大大降低了城域波分網(wǎng)絡(luò)的部署復(fù)雜性。 PID 技術(shù)集成了發(fā)送和接收以及相應(yīng)的復(fù)用和解復(fù)用功能，采用 PID 技術(shù)后，原來的十多塊單板縮減為一塊 PID 單板，使復(fù)雜配置完全簡單化，以往的“業(yè)務(wù)線路板、復(fù)用解復(fù)用單板、色散模塊、短距放大器、監(jiān)控單板”組合組網(wǎng)變?yōu)橹慌渲靡粋€(gè) PID 線路板即可，大大簡化了波分系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和組網(wǎng)。

除此之外，PID配置和SDH 完全一樣，僅有三個(gè)部件，即支路板、交叉板和線路板。同時(shí)， PID 的網(wǎng)絡(luò)部署也同 SDH 完全一樣，不同距離選擇不同規(guī)格的 PID 單板即可，無需再做以往波分的信噪比計(jì)算、色散補(bǔ)償和波長規(guī)劃等工作；而且， PID 管道和 SDH 管道一樣，可單端口任意調(diào)度業(yè)務(wù)到目的地。這樣， SDH 人員就可以開局和維護(hù) PID 系統(tǒng)，降低了技術(shù)門檻和技能要求?？梢?， U2Net 采用 OTN+PID 技術(shù)大大降低了城域波分的部署成本，真正簡化了波分進(jìn)城的部署。

目前，華為波分進(jìn)城的理念在全球得到了廣泛認(rèn)同，且已在200多個(gè)城市部署了 300 多張城域 O TN 網(wǎng)絡(luò)。

提供高質(zhì)高效的業(yè)務(wù)保障

以往IP視頻業(yè)務(wù)的QoS 都是盡力而為提供的，但如果視頻源部署在城域 BNG 附近，提供從 BNG 到用戶終端這一網(wǎng)段有保障的視頻 QoS 是可能的。目前看來，在保障用戶體驗(yàn)的前提下，提供高清 OTT 視頻最經(jīng)濟(jì)的方案是 CDN 下移，或者在城域網(wǎng)部署緩存。 CDN 和緩存在存儲 OTT 熱點(diǎn)視頻的同時(shí)，可記錄用戶點(diǎn)擊視頻的類別，真正做到用戶使用習(xí)慣的精準(zhǔn)分析。

在BNG側(cè)，隨著業(yè)務(wù)的融合，為了便于對用戶進(jìn)行統(tǒng)一管理，業(yè)務(wù)網(wǎng)關(guān)也將最終走向統(tǒng)一。與此同時(shí)，隨著IPv4 地址的耗竭，越來越多的運(yùn)營商正考慮在現(xiàn)網(wǎng)迅速引入 IPv6 。未來的 BNG 將具備 SR 、 BRAS 、 DPI 、 CGN 等多種業(yè)務(wù)網(wǎng)關(guān)能力，并支持向 IPv6 的平滑演進(jìn)。在 BRAS 中集成 CGN 單板， U2Net 不僅實(shí)現(xiàn)了大規(guī)模 NAT 的簡化部署，并且能夠通過更換 CGN 單板實(shí)現(xiàn)從 CGN 到 DS-Lite ，再到純 IPv6 組網(wǎng)的平滑演進(jìn)。

如果說BNG往下到用戶側(cè)的網(wǎng)絡(luò)主要是解決用戶接入的問題，那么從BNG 往上到業(yè)務(wù)側(cè)的骨干網(wǎng)則主要是解決業(yè)務(wù)接入的問題。從用戶業(yè)務(wù)的種類分析可以得到，未來穿越骨干網(wǎng)的流量大致可分為三類，即流往 IGW 的上網(wǎng)流量、流往 CDN 的 OTT 流量，和流往云服務(wù)器的云業(yè)務(wù)流量。隨著 CDN 的下移，大部分 OTT 流量都將被限定在城域，這樣就釋放了一部分骨干網(wǎng)的流量壓力。而流往 IGW 的流量大小和路徑均可預(yù)測，對骨干網(wǎng)的挑戰(zhàn)不大。用戶終端到云服務(wù)器及云服務(wù)器之間的連接要求時(shí)延、抖動小，則是骨干網(wǎng)接下來需要解決的重要挑戰(zhàn)。

網(wǎng)絡(luò)邊緣提供大容量接入能力、網(wǎng)絡(luò)中心提供高效率轉(zhuǎn)發(fā)能力，是順應(yīng)骨干網(wǎng)絡(luò)扁平化的未來發(fā)展趨勢。U2Net通過支持100GE 接口的路由器和 40/80 波× 100G 的 OTN 共同組網(wǎng)，可實(shí)現(xiàn) 100GE 的長距離傳送，并充分提高整網(wǎng)的開放性和可靠性，利于網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、建設(shè)和運(yùn)維，滿足未來云計(jì)算時(shí)代的業(yè)務(wù)接入需求。

綜上所述，隨著云業(yè)務(wù)的快速發(fā)展和成熟，連接云和端之間的運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)地位顯得尤為重要。華為U2Net作為面向IP 視頻和云的下一代網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，協(xié)助運(yùn)營商搭建一個(gè)面向云計(jì)算時(shí)代的“太平洋級別”的管道，真正實(shí)現(xiàn)泛在超寬帶。

來源： CCTIME飛象網(wǎng) 作 者：張克兢

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