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OLT切片技术实现接入网资源共享

发布时间:2019-07-25 07:13 来源:未知 编辑:admin

  摘要:光纤宽带历经十年的高速发展,业务范围已从传统的家庭宽带接入逐步扩展到企业专线接入、移动基站承载等多个领域。在传统接入网建设中,不同运营商、不同业务部门通常分别建设网络并独立运营,极大增加了建设周期和成本。如何实现接入网基础设施共享以提升利用率和降本增效,成为光接入网建设的热门话题。采用现有的VLAN、VPN等传统业务隔离技术,在实际部署中存在资源不足、规划困难、容量提升相互影响等诸多问题,切片技术应运而生。

  光纤宽带历经十年的高速发展,业务范围已从传统的家庭宽带接入逐步扩展到企业专线接入、移动基站承载等多个领域。在传统接入网建设中,不同运营商、不同业务部门通常分别建设网络并独立运营,极大增加了建设周期和成本。如何实现接入网基础设施共享以提升利用率和降本增效,成为光接入网建设的热门话题。采用现有的VLAN、VPN等传统业务隔离技术,在实际部署中存在资源不足、规划困难、容量提升相互影响等诸多问题,切片技术应运而生。

  在电信网络中,切片是用来对物理网络进行逻辑划分,在一台物理设备上虚拟出多台逻辑设备,从而减少网络重复投资,实现业务汇聚、安全隔离和差异化服务的一种创新技术,又称为网络切片。在光接入网络中,网络切片技术和应用主要体现在OLT设备上,通过将一个物理OLT虚拟为多个切片OLT,实现接入机房、OLT、ODN等关键资源的共享,满足不同业务种类、不同客户的差异化服务和独立运维管理的需求,实现投资价值最大化。

  OLT切片的主要应用场景有多业务共享接入和多个运营商共享接入两种。

  多种业务共享接入,指某运营商在某区域采用同一个OLT设备接入多种类型业务,如固定网络的家庭宽带、企业专线)。

  运营商可以根据业务开展模式选择适宜的切片颗粒度,如按PON板、PON口、ONU或混合模式进行切片;也可以根据不同业务的管理运维需求,选择PON板/PON口颗粒度的切片模式,各业务部门OSS系统可独立进行管理,简化业务自动发放、管理运维等OSS新开发和对接流程。

  多个运营商共享接入,指在某区域采用同一个OLT设备面向多个运营商提供接入服务(见图2)。其中,拥有OLT设备的运营商叫基础架构运营商,共享OLT设备开展业务的运营商叫虚拟网络运营商。基础架构运营商根据与各虚拟运营商的商业运营模式选择适宜的切片颗粒度,对物理OLT进行逻辑分拆,将指定的资源交付给虚拟运营商独立运营。

  从简化管理和运维层面,基础运营商可采用PON板/PON口切片颗粒度进行切片,对接各虚拟运营商OSS系统实现业务自动发放和运维,共享OLT设备、接入机房或部分管道资源。

  从最大化共享接入网基础资源层面,基础运营商可采用ONU级切片颗粒度进行切片,对接各虚拟运营商OSS系统实现业务独立发放和运维,除共享OLT设备、接入机房外,还可共享光纤管道、ODN光纤等更多关键资源。基础运营商实现投资价值最大化,用户也可自主选择心仪的运营商宽带接入和服务。

  引入切片技术,在物理OLT上可创建多个切片,资源可按需分配、重用及回收,各切片可独立部署业务和运维管理,切片间相互隔离,实现了接入网资源的共享。

  OLT设备可被切分的资源主要包括物理和逻辑资源。物理资源包括上联口、PON板、PON口、P2P口、ONU等,逻辑资源包括VLAN、组播、MAC、ACL等硬件转发表项,这些资源可按需分配并独享,避免切片间抢占。在业务开展初期,用户可根据业务规划分配与之匹配的资源,后期视业务发展情况进行扩展或释放资源。

  切片间网络标识可重用,例如VLAN ID和用户IP地址,不同切片不会冲突,便于各业务部门独立规划,避免资源冲突。不同切片也可以采用相同的设备IP地址来管理设备。

  物理OLT被切片后,各OLT切片有相应的上联和用户接口资源。为了切片之间业务完全隔离,各切片的管理面、控制面和转发面均相互独立,实际上是物理设备相关功能实体的实例化,不同实例之间水平隔离。各切片也独享操作系统抽象出来的CPU、进程、数据库、文件等软件资源。

  管理面:各切片有独立的带内管理通道、管理IP、系统MAC,有各自的SNMP、CLI、FTP、NTP、NetConf协议实体,有独立的配置文件。

  控制面:各切片有独立的IGMP、DHCP以及动态路由协议。

  因设备管理面、控制面、转发面多实例化会造成计算和存储开销显著增加,OLT设备不仅需在平台架构上支持多实例化切片,还需要有大容量的内存和良好的CPU性能。因此,业界基本都在新一代OLT设备上提供切片功能。

  相比在物理OLT上划分逻辑通道的传统业务隔离技术,如VLAN、VPN技术,采用切片实现了切片域之间转发通道和控制通道的完全隔离,一个切片域内发生的网络安全攻击和设备故障不会对其他切片域造成影响,如MAC洪泛攻击。从安全隔离等级来说,切片通过管理面、控制面、转发面的隔离达到了准物理隔离,是更高维度的安全隔离技术;在切片域内部,仍然可运用VLAN、VPN等传统技术手段进行链路级别的安全隔离。此外,ONU级切片共享PON口,PON口级切片共享PON板,安全隔离等级高低依次为PON板切片、按PON口切片、按ONU切片。

  实际部署OLT切片时,运营商需对切片OLT采用与原OLT一致的维护管理,对接OSS系统以实现切片的业务发放、告警处理和故障派单处理等。这些是现网应用的重点和难点,需结合现网情况统筹考虑,尽可能简化对原流程的影响,具体建议如下。

  切片OLT大都支持多IP或单IP方式管理。多IP方式管理对不同切片采用不同管理IP地址,EMS通过各自相应的IP地址来管理切片OLT。建议采用多IP方式管理,在资源管理系统中新增并维护切片的IP地址,可最大程度降低对OSS流程影响。

  结合业务开展模式选择合适的切片颗粒度,规划好切片的物理和逻辑资源,并将切片的物理资源同步到OSS资源管理系统。如果现网需要端到端管理切片,则应该制定切片管理规范北向指令。

  物理OLT可看到所有切片的告警,并可对告警进行操作;而切片仅可看到自己管辖范围内的告警,并对告警进行操作。物理OLT和切片OLT均可北向对接OSS系统,上报告警实现自动化运维,实际应用时需结合业务开展模式选择合适告警驱动故障派单。

  物理OLT和切片OLT可基于上联物理端口或VLAN进行性能采集。从数据采集和分析复杂度考虑,建议基于物理端口进行性能采集、统计、分析,资源链路信息与以前一致。

  2018年,中国电信开始首家现网试点OLT切片的多业务共享接入应用,以期共享接入家庭宽带、企业专线等业务。各试点省市联合OSS和OLT的供应商进行多方讨论,结合现网开展业务种类、开展模式以及试点对OSS改造难度等,最终选择了PON板/PON口颗粒度的切片模式进行试点,验证OLT切片功能并探索自动业务发放、运维流程。中兴通讯积极响应,全面参与浙江、江苏、湖南等多省市的现网10G-EPON、Combo PON切片应用试点。

  中兴通讯新一代光接入旗舰平台TITAN具备完整的切片能力,支持按PON板/PON口/ONU颗粒度及混合模式进行切片,可为不同切片合理分配各种物理和逻辑资源,确保切片差异化的服务质量,满足家庭宽带、企业宽带以及移动承载等多业务接入需求。

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