上海品茶

您的当前位置:上海品茶 > 报告分类 > PDF报告下载

支撑云网融合的5G承载网络架构及组网技术白皮书(44页).pdf

编号:75433  PDF  DOCX 44页 10.04MB 下载积分:VIP专享
下载报告请您先登录!

支撑云网融合的5G承载网络架构及组网技术白皮书(44页).pdf

1、目录目录 IMT-2020(5G)推进组于2013年2月由中国工业和信息化部、国家发展和改革委员会、科学技术部联合推动成立,组织架构基于原IMT-Advanced推进组,成员包括中国主要的运营商、制造商、高校和研究机构。推进组是聚合中国产学研用力量、推动中国第五代移动通信技术研究和开展国际交流与合作的主要平台。I M T - 2 0 2 0 ( 5 G ) 推 进 组支撑云网融合的5G承载架构及组网技术白皮书引言云网融合发展的总体趋势分析5G云网融合场景和承载组网方案分析支撑云网融合发展的5G承载体系架构支撑云网融合的5G承载关键技术支撑云网融合的5G承载技术和产业发展主要贡献单位P1P2P6

2、P25P30P40P431I M T - 2 0 2 0 ( 5 G ) 推 进 组支撑云网融合的5G承载架构及组网技术白皮书引言今年,工信部等主管部门陆续发布了“双千兆”网络协同发展行动计划(2021-2023年)1、5G应用“扬帆”行动计划(2021-2023年)2和新型数据中心发展三年行动计划(2021-2023年)3等指导文件,推动以5G、新型数据中心和千兆光网为代表的“新基建”发展,助推千行百业的数字化转型。云网融合有利于推动5G应用创新和数字化转型发展。我国运营商已提出了构建资源一体化、运营一体化和服务一体化的云网融合目标架构4,推动5G与行业应用深度融合,助力5G行业虚拟专网等新

3、兴业务发展,提升业务开放服务能力,构筑差异化的服务优势,是我国5G产业蓬勃发展的必由之路。当前金融行业、电力等能源行业、先进制造业、教育医疗行业等纷纷开展与新型信息技术的融合,以数据为处理对象,将生产管理系统向云上迁移,打通数据全链条的流动,云网融合的ICT新服务模式赋能千行百业的数字化转型。因此,我国运营商正大力构建云网融合或云网一体化的新型数字化、智能化的信息基础设施,积极推进云网融合发展实践。本白皮书分析了我国云网融合发展的驱动力,阐述了云网融合发展的基本内涵、目标愿景和技术需求特性,结合多云互连、云边协同和边边协同这三种典型应用场景,分析了承载需求、组网方案和相关技术发展情况,总结提出

4、支撑云网融合的新一代5G承载网络总体架构和关键支撑技术,包括架构优化、灵活连接、定制化切片、确定性承载、智能管控运维和高可信网络安全等。根据我国技术和产业现状和发展趋势,提出了推动光+FlexE+IPv6+等承载技术和产业协同发展阶段建议,并利用AI赋能构建智能自治的新一代5G承载网络,助力5G+垂直行业应用发展创新。构建新型信息通信网络基础设施,数字化是基础、网络化是支撑、智能化是目标。在赋能传统行业数字化转型的过程中,支撑云网融合和5G应用发展的新一代承载网络将发挥重要作用,推动网络架构优化、创新技术研究和产业协同发展,构建高速、泛在、融合、智能和安全的新一代信息基础设施,为产业数字化转型

5、和数字经济发展夯实基础。I M T - 2 0 2 0 ( 5 G ) 推 进 组支撑云网融合的5G承载架构及组网技术白皮书2云网融合发展的总体趋势分析2.1 云网融合是推动5G应用创新发展的必由之路我国运营商的5G核心网已明确采用“中心云+边缘云”的分布式云化部署方案,云和网的深度融合才能全面推动5G在千行百业的应用创新发展。通过5G核心网、承载网、无线接入网和管控运营支撑系统的多领域协同,为各类行业客户提供端到端的行业虚拟专网服务,推动5G应用的创新蓬勃发展。人工智能(AI )、大数据分析和边缘计算是5G应用创新发展的重要赋能技术。数据、算法、算力和应用是AI的四大要素。各类AI应用需要通

6、过大规模的数据量进行模型训练和推断分析,随着海量数据增长以及推断分析准确率的提升,AI对算力的要求将呈现指数级的增长。5G的应用推广,必将加速边缘计算在千行百业的落地实践,形成“云、边、端”多级计算的分布式云化部署方案,即云侧负责大体量复杂的计算,边缘侧负责简要的计算和执行,终端侧负责感知交互的泛在计算模式。在5G与云计算、边缘计算和人工智能等新兴技术的协同发展推动下,5G网络将进入“连接+数据+算力+应用+服务”的创新生态发展模式,其中连接是无处不在的网络接入能力,数据是数据经济时代的重要生产要素,算力是泛在的人工智能+大数据分析计算能力,应用是构建在数据+算力上的全品类业务应用,服务是提供

7、智能优质的感知体验。对算力资源的灵活分配调度需求,将推动5G云网融合进入算网一体化的高级阶段。通过泛在的网络连接分布式的计算节点,实现服务的自动化部署、最优路由和负载均衡,从而构建支撑算力资源按需灵活调度的全新云网基础设施,保证算力资源管控系统能够按需、实时调度不同位置的计算资源,提高网络和计算资源的利用率,进一步提升用户体验,从而实现网络无所不达,算力无处不在,智能无所不及的5G大规模应用创新发展愿景。2.2 云网融合是千行百业数字化转型的必然趋势全球疫情的常态化发展态势,加快了我国经济和社会发展的数字化转型步伐。云网融合有利于构建数字化转型的新型信息基础设施,支撑我国政府、企业和家庭客户对

8、各类数字化和智能化云服务需求的发展。1)我国政府大力推动发展智慧城市、数字政府和社区,对新型数据中心的云服务能力、大数据分析能力、数据安全性和网络可靠性要求明显增长2)根据IDCFuture Scapes 2020预测,到2025年,85%的企业新建数字基础设施将部署在云3I M T - 2 0 2 0 ( 5 G ) 推 进 组支撑云网融合的5G承载架构及组网技术白皮书上。多云、混合云(私有云+公有云)成为企业的战略选择,并且要求提供一体化开通服务能力。典型需求包括多云部署和云接入专线,如视频或数据上传、共享云化应用系统等;高性能的云边协同应用,如AI视觉质检等。3)越来越多的家庭客户也在享

9、用各类云服务业务,高质量体验的网络在线教育和娱乐增长迅猛,4K/8K高清视频/直播、4K云XR游戏和各类智慧家居服务正成为新生活、新娱乐方式。基于云、网、边、端深入融合的智能协同ICT架构是产业数字化转型发展的目标。在泛在智能化发展的推动下,云网融合将从云网协同阶段向“算网一体化”阶段发展,主要是解决计算和存储等资源,通过网络在云侧、边侧、终端侧的高效分布和智能协同,实现资源利用的效率和效益最大化,有效平衡整体的性能和成本。云边协同也将基于云边网络向“算力无缝协同”方向演进,二者在业务场景、技术发展、架构设计、资源部署等方面相互融合,将创造云、网、边、端全融合的数字化产业服务架构。2.3 云网

10、融合发展的基本内涵和目标愿景为了落实国家新基建战略,提升面向数字化转型的5G+云网资源和业务的综合运营服务能力,我国产业各界都在积极研究云网融合发展的内涵和目标愿景,开展顶层架构设计和关键支撑技术创新,希望分阶段实现数据、计算、存储等云资源和通信网络资源的一体化运营服务能力,使数据、算力和连接等重要生产要素真正使能千行百业的数字化转型发展。云网融合的内涵包括战略和技术两个层面。从战略层面来看,云网融合是实现新型信息基础设施的深刻变革,运营商通过云网技术和生产组织方式的融合与创新,推动业务形态、商业模式、运维体系、服务模式和人员素质等方面的变革,加速转型为智能化数字服务提供商;从技术层面来看,云

11、的特性在于提供基于IT资源各类服务,网络的特征在于提供更加灵活智能的连接,通过实施云网融合乃至一体化的技术架构,目标是实现简洁、敏捷、开放、融合、安全和智能的新型信息基础设施的资源供给。云网融合的发展目标包括三个方面:1) 一体化资源供给:实现网络资源和云资源的统一纳管和编排,形成统一、敏捷、弹性的资源供给体系。2) 一体化业务运营:从云和网各自独立的运营体系,转向全域资源感知、一致质量保障、一体化的规划和运维管理。3) 一体化客户服务:面向客户实现云网业务的统一受理、统一交付、统一呈现,实现云业务和网I M T - 2 0 2 0 ( 5 G ) 推 进 组支撑云网融合的5G承载架构及组网技

12、术白皮书4络业务的深度融合。目前我国运营商正处于数字化服务能力转型发展的关键时期,在分别加强云、网、边、端各专业能力的同时,要系统研究支撑实现云网深度融合的关键技术和应用方案,开展云、网、边、端全面深度融合的新型架构规划和创新技术体系研究,目标是构建“连接 + 数据 + 算力 + 应用 + 服务”的产业化创新能力与服务模式。2.4 云网融合发展的技术需求特性借鉴我国运营商发布的云网融合相关白皮书4的研究成果,云网融合发展的技术需求特性需要从“云对网”、“网对云”、“数字化运营平台对云网”这三个维度开展全面深入分析。(一)云对网的技术需求特性数字化转型的加速,使得云对网络的需求更加强调灵活定制和

13、快速交付能力,主要从网络性能、网络可用性、网络智能性、适配能力和网络安全等5个维度来考量。1)网络性能:指网络支撑云业务的基本性能要求,包括网络覆盖、网络带宽等指标。2)网络可用性:指网络面向云业务持续提供可靠连接服务的能力,主要包括与业务需求匹配的网络性能质量保障和连接服务质量的差异化保障等。3)网络智能性:指传统网络为满足云的灵活多变需求,在智能化方面需要提升的能力,包括按需快速部署、网络可编程、故障快速恢复、流量自动切换和全局网络资源动态优化等。4)柔性适配能力:指网络能力服务可以一站式开通和终止,且服务的种类、功能、性能等可以便捷修改和变更,包括快速开通、原子能力服务和整体化网络供给等

14、。5)网络安全:指网络为云业务提供网络本身的安全保障,包括地址与标识安全、协议安全、身份安全等。云对网的技术需求特性应重点在网络可用性中的SLA保障、柔性适配中的原子能力服务、网络智能性中的按需快速部署、网络可编程和全局网络动态资源优化等方面实现更高要求。(二)网络对通信云提出的技术需求特性5G核心网主要采用分布式云化数据中心部署模式,通过网络云(即通信云)的功能虚拟化来实现UPF、AMF等多种核心网元能力,以期达到弹性资源分配、敏捷灵活组网、自动智能运行等发展目标。在云网融合过程中,网络云成为端到端5G网络的重要组成部分,作为面向网络服务功能的云化承载平台,成为网络功能的云化延伸。基于专用设

15、备构建的承载网络,在实时性、安全性、大容量、低时延等方面具有比云化IT系统更高、更严苛的要求。因此,5G网络对通信云的技术需求特性主要包括5I M T - 2 0 2 0 ( 5 G ) 推 进 组支撑云网融合的5G承载架构及组网技术白皮书以下方面:1)统一部署与集约运营能力:多专业虚拟网元在网络云上的统一部署,需在通用计算能力之外引入异构计算能力,用于满足电信级虚拟网元的高性能和高可靠承载要求。5G核心网的通信云资源池应实现涵盖大区、省、地市以及边缘云的多级集约管理与协同运营,为高性能、安全、敏捷、可靠的5G网络服务能力开放提供基础。2)虚拟网元能力开放与增强:通信云的服务能力应支持构建开放

16、、差异化和弹性的5G网络服务能力。重点发挥虚拟网元的快捷部署、弹性伸缩和灵活编排特性,满足上层业务系统对通信云服务能力的按需定制和快速开通等要求。3)电信级安全性:需建立自主、可控、可信的通信云安全防护体系,为通信云上的多类型电信级虚拟网元提供与物理网元等效的安全运行环境。网对通信云的需求主要体现在云计算技术之上,对通用IT服务器、虚拟化平台以及云资源池管理平台等提出更严苛的性能和管控要求。(三)数字化运营平台对云网的技术需求特性数字化运营平台是在云网基础设施之上,实现资源、业务和客户的运营服务能力。数字化平台对云网提出了以下五个维度的要求:1)云资源备份和多线接入:指数字化平台可灵活的配置、

17、使用多云服务和多线接入能力,为用户提供更全面和可靠的云网服务。2)云网能力服务化提供:指将云网资源及能力通过服务的方式提供给数字化平台,并支持多种服务模式和灵活的商业模式。3)云能力和数据协同:指云服务能力满足数字化平台对于数据本地化存储、数据分布式处理、数据跨云调度和多云备份的需求。4)云原生开发:指数字化平台可以通过云网基础设施提供的云原生开发和微服务快速迭代能力,灵活构建更高层次的数字化服务能力,面向行业快速提供解决方案。5)云网内生安全:指数字化平台使用的云服务具备内生安全性, 同时,云平台也对数字化平台开放安全服务能力,进一步提高数字化平台的安全能力。综上所述,需要推动云、网和数字化

18、平台之间的深入协同,研究支撑云网融合的新一代5G承载架构和技术创新体系,构建5G创新应用和数字化转型的信息基础设施。I M T - 2 0 2 0 ( 5 G ) 推 进 组支撑云网融合的5G承载架构及组网技术白皮书6中国电信重点发展的2B行业和园区业务带来端-云、端-边、边-边和云-边等通信需求,由于各类业务需求差异较大,因此需要云网具备差异化SLA和安全保障能力,云网应按需开启网络切片能力才能更好承载各类业务。承载网应支持端到端业务敏捷开通能力,覆盖范围主要包含天翼云或三方云在城域内的接入上云,或者跨城域和骨干网的接入上云以及云间高速连接和互访。从业务安全性考5G云网融合场景和承载组网方案

19、分析3.1 我国运营商的云网基础设施现状3.1.1 中国电信的云网基础设施现状中国电信的云网基础设施总体情况见图1。城域内提供多种政企业务上云,如天翼云、三方云和多云接入的能力,并通过城域网与骨干网的协同,提供天翼云与天翼云、私有云与天翼云、天翼与三方云的云间高速互联业务。中国电信主要基于城域网络的STN、骨干网络的CN2和新一代云网运营系统,构建无缝衔接的端到端云间网络。规划以云网POP为核心实现云网融合,根据业务需求采用Overlay网络与Underlay网络协同,实现云间网络随应用而动。图1 中国电信的云网基础设施总体图7I M T - 2 0 2 0 ( 5 G ) 推 进 组支撑云网

20、融合的5G承载架构及组网技术白皮书图2 中国移动的云网基础设施总体图虑,政企上云业务与2C业务通过网络切片进行安全隔离,确保不同切片的业务在带宽、时延、队列上不相互影响和抢占。3.1.2 中国移动的云网基础设施现状中国移动的大区/核心云包括移动云、IT云和网络云。其中,移动云是面向政企、行业和个人等公共客户提供公有云和私有云等服务;网络云是通信核心网的云化和虚拟化系统,为5G SA商用和5G消息等创新应用提供支撑;IT云是面向中国移动内部IT系统提供基础设施云服务,实现全网IT能力整合和IT系统集中化承载。三朵云有密切关系,其中移动云为IT云和网络云提供基础设施服务(IaaS)和云平台服务(P

21、aaS),即移动云内部的集中网络云资源池是5G核心网的网络功能虚拟化和移动信息化系统的底层硬件基础设施,网络云和IT云在移动云的基础设施和平台基础上构建自己的业务应用服务(SaaS)软件。移动云、IT云和网络云均采用分级部署方式,通过IP网和骨干OTN网络实现多云互连。移动云采用大区中心、省中心和边缘等多级部署,通过云专网实现互联;云专网定位为高价值业务承载网I M T - 2 0 2 0 ( 5 G ) 推 进 组支撑云网融合的5G承载架构及组网技术白皮书8络,主要承载数据中心互联(DCI)、CDN等高价值业务;IT云采用八大区和省中心两级部署,通过CMNET和IP专网实现互联;CMNET主

22、要承载互联网业务;IP专网主要承载网管监控、信令和核心网等移动自有重要业务;网络云采用核心、“8+2”大区中心、边缘等多级部署。大区网络云之间通过IP专网实现互联,大区内部将部署两个数据中心实现容灾备份;边缘云将通过SPN城域网接入,上传至IP专网实现与其他大区网络云的互联。在网络边缘云与移动边缘云合设场景下,部分业务通过SPN城域网接入后,将上传至云专网,以实现与其他大区移动云的数据互联。3.1.3 中国联通的云网基础设施现状中国联通的多云包括通信云、IT云、公有云和私有云(混合云)。中国联通的5G承载网络分骨干和本地两层架构布局。其中骨干层面包括承载网骨干网、互联网骨干网和传输骨干网。承载

23、网骨干网定位为高价值业务承载,包括MPLS VPN业务、部分大客户互联网专线业务和分组业务等电信级业务以及核心业务等。互联网骨干网定位为宽带业务和移动互联网业务等互联网业务的承载网络。传输骨干网定位为承载互联网业务和大客户专线等。本地层面主要包括IP城域网、智能城域网络和本地传输网。IP城域网为本地层面的家带业务等互联网业务的承载。智能城域网为本地层面的移动业务回传网络,并承载部分大客户专线业务。本地传输网为本地层面互联网业务和大客户专线等业务承载。图3 中国联通的云网基础设施总体示意图9I M T - 2 0 2 0 ( 5 G ) 推 进 组支撑云网融合的5G承载架构及组网技术白皮书中国联

24、通的多云互连组网方案包括:一是区域通信云间主要通过骨干承载网实现数据中心间的互联。本地通信云根据业务需要进行本地下沉,根据下沉的层级需要,通过智能城域网或IP城域网进行接入,通过骨干承载网实现与其它通信云间的云互连;二是区域IT云间主要通过骨干承载网实现数据中心间的互联。部分具有公网访问需求的,接入至骨干互联网进行公网访问。三是区域公有云间主要通过骨干承载网实现数据中心间互联。边缘云在本地根据业务需要,可通过智能城域网或IP城域网进行接入,通过骨干承载网实现与其它数据中心间的云互连。3.1.4 我国运营商的云网基础设施小结我国三大运营商的云网基础设施现状具有较多相似点:1)干线/区域的多云互连

25、组网方案:采用IP+光/OTN协同组网方案,正在推动基于SDN的协同编排和管控;干线的IP承载网承载5G通信云/网络云和自身信息化IT云服务业务,IP公网承载公有云业务;基于点到点光波分复用系统、ROADM/OXC或光/电集成的OTN网络来提供云网关路由器之间所需的波长通道或ODUk通道连接。2)城域的云边协同组网方案:采用5G承载网和IP承载网分工协同组网方案,或基于5G承载网实现固移融合和云边协同组网。虽然三大运营商的5G承载网技术方案有差异(移动采用SPN、电信和联通采用IP RAN增强方案),但是5G承载网和IP承载网均采用L3VPN实现互通,具体细节有网管配置静态路由和基于BGP的动

26、态路由之差异。 我国运营商的云网基础设施正处于云网融合发展的初级阶段,承载网络主要提供多云互连和云接入服务,目前云和网的资源还是独立管控和运营,需要大力开展云网融合组网架构、运维机制变革和新运营平台创新开发,提升云网业务多元感知能力、便捷快速开通能力和差异化服务质量保障能力,才能逐步实现云网资源的一体化供给、运营和服务。3.2 5G云网融合的三种典型场景及其承载方案3.2.1 多云协同互连场景及其承载组网方案多云协同是指能够在不同云平台之间迁移应用程序,甚至可以同时跨多个云平台运行应用程序。通过多云可以有效的控制负载和成本,提升数据的可移植性和互操作性,从而充分利用不同云服务提供商的能力,为企

27、业提供一致的管理、运营和安全体验。多云协同重点关注两个方面:一是多云管理平台,需推动云服务API 接口的标准化,实现不同公有云、私有云的统一操作;提升PaaS/SaaS 云服务的协同能力,丰富多云管理平台的服务目录。二是跨云网络互通,需提供对不同云服务商和云资源池的多种接入和互联能力,保障不同云之间的网络互通,实现多云和多网无缝对接,具备端到端专线I M T - 2 0 2 0 ( 5 G ) 推 进 组支撑云网融合的5G承载架构及组网技术白皮书10自动开通能力。大区及核心云数据中心之间通常采用IP+光互连协同组网方案,实现数据中心之间高速访问或移动大量数据流量。数据中心在外部出口侧配置云网关

28、设备(路由器或三层交换机),在转发面主要采用基于BGP的EVPN技术构建VXLAN隧道,通常使用100GE/200GE/400GE高速以太网接口,承载在干线WDM/OTN系统的波长通路上。在管控面,云资源池调度是通过云编排器实现两个云数据中心的云服务管控平台和SDN控制器之间的协同编排。数据中心的业务域网络可采用underlay和overlay两种部署模式。IP+光的SDN协同编排控制器实现云出口网关节点和WDM/OTN网络系统之间的路由联合规划、故障快速定位和保护恢复等控制功能。图4 云数据中心互连在数据转发面和管控面的需求云化数据中心内部的组网架构和接口需求如图5所示。云化数据中心内部采用

29、SpineLeaf组网模式,各层级接口速率也在随着容量需求不断提升。服务器中CPU、内存以及网络资源通过虚拟化形成计算资源池、内存资源池和网络资源池,实现不同类型资源的解耦。根据数据中心各类业务对各类资源的需求情况,将不同资源池内的资源按需组合为虚拟机(VM),分配给不同任务来满足其对计算和存储等资源的需求。11I M T - 2 0 2 0 ( 5 G ) 推 进 组支撑云网融合的5G承载架构及组网技术白皮书图5 云化数据中心内部组网架构和接口需求为提升大区云与大区云之间、大区云与省中心云之间、省中心云与省中心云之间的数据和算力资源灵活调度能力,同时配合京津冀、长三角、长江经济带区域一体化高

30、质量发展的国家战略,以及珠三角、粤港澳大湾区等热点区域一体化协同发展的要求,需重点提高区域之间连接性,统筹推进跨区域的云网基础设施建设和运维优化,实现大区云及核心云的充分互联,提升区域内及跨区域业务高质量智能调度和协同能力。3.2.2 云边协同场景及其承载方案分析 一、云边协同场景云边协同旨在实现中心云和边缘云在基础设施资源、应用平台、业务服务及数据上的全方位协同,具体包括业务协同、服务协同、计算协同、数据协同、资源协同等具体功能要求。云边协同重点关注三个方面:一是优化云资源多级分布,提升边缘云能力;二是兼顾数据隐私性、存储效率和数据备份的需求,提升云边数据协同能力;三是通过MEC等手段实现云

31、能力在网络边缘的动态灵活加载。中心云具有较好的兼容性、可靠性、安全性和可扩展性,可提供大数据分析、数据存储、AI模型训练、AI推理、业务编排、业务管理、端侧设备管理等能力,适合处理非实时、长周期、对算力要求较高的任务,一般以企业层公有云、私有云或混合云的形式存在。边缘计算节点靠近网络边缘侧,具备数据采集、数据清洗、数据分析与模型推理等功能,将清洗I M T - 2 0 2 0 ( 5 G ) 推 进 组支撑云网融合的5G承载架构及组网技术白皮书12在边缘计算场景下,AI类应用占据主流。由于边侧计算资源紧缺、网络环境复杂,以及数据量样本量少、数据样本分布不均、数据隐私等原因,AI类应用在边缘的训

32、练和推理还存在着训练收敛时间长、训练效果差、推理精度低、推理时延高等问题。通过边云协同AI技术和算力资源,可较好解决在边缘训练和推理的精度、时延、通信量、数据隐私等问题。算力网络对网络时延和可靠性提出较高要后的数据上传至云端进行数据存储、数据分析、AI训练与建模,云端将业务与模型下发至边缘侧执行,可对边缘侧应用/服务进行全生命周期管理,实现数据协同、智能协同、应用/服务协同。由于边缘节点存在数据存储和计算的能力瓶颈,因此需要与中心云协同计算。算力网络是利用网络控制面传递算力等资源信息,提供分布式算力,按需匹配各类业务场景对不同计算能力和交互时延等需求。从而实现多方、异构的计算、存储、网络等资源

33、信息关联与高频交易,以满足新兴业务提出的“随时、随地、随需”的多样化需求,解决不同类型云计算节点规模建设后的算力分配与资源共享等需求难题。二、云边协同场景的承载需求分析云边协同将推动城域承载网络架构的重构。各类云PE和网PE之间需要协同实现业务感知和按需连接建立,协同提供匹配各类云服务的SLA性能。图6 云边协同的承载组网需求分析13I M T - 2 0 2 0 ( 5 G ) 推 进 组支撑云网融合的5G承载架构及组网技术白皮书图7 云边协同的典型应用场景分析求,因此需采用确定性低时延技术和无损网络技术来支撑。云边协同的典型应用场景及其业务承载需求分析如下:1) 高速低时延连接+AI机器视

34、觉类:智慧工厂的高清图像/视频的自动质检、视频监控等场景下,以非结构化数据为主, 主要采用深度学习方法来训练AI模型和实现协同推理,对承载的主要挑战在数据量大、资源用量大和实时要求高等。产品质检环节中拍摄图片回传至平台,需要上百Mbps的速率,时延要求20ms;设备管理要求精准控制,时延要求10ms以内。采用云边协同方式可有效降低网络时延,并减轻网络核心节点传输带宽压力。I M T - 2 0 2 0 ( 5 G ) 推 进 组支撑云网融合的5G承载架构及组网技术白皮书142) 高可靠低时延连接+实时采集控制类:车联网的智慧交通控制系统、自动驾驶和高速无感收费等应用场景都有很高的数据吞吐量,且

35、对网络的低延时、低抖动和高安全都有较高要求。通过车载传感设备、公路传感设备、边缘计算和云计算实现云边的应用协同和服务协同,构建一个低延时、高安全和可靠稳定的智能驾驶运行环境,减少流量堵塞的机会并降低流量成本。在时延需求上,辅助驾驶要求20100ms,而自动驾驶要求时延低至3ms。车和控制中心时延要求想对宽松,带宽需求为100M1Gbps,并提出硬切片以及冗余保护需求。构建车载边缘设备、路段边缘节点、边缘云节点、中心节点的实时计算网络和数据同步网络,助力智慧交通的应用场景落地,实现应用和服务的共同协同。3) 低时延连接+AI视觉渲染类:AR、VR、互动直播、云游戏等。在线教育、云游戏、云桌面、云

36、VR等边缘应用场景都涉及边缘到中心、边缘到边缘之间低时延和高质量通信需求,时延要求为20ms,带宽需求为100M1Gbps。4) 大带宽高可靠连接+数据协同服务类:智慧医疗中影像等诊断数据,云端数据库和边缘数据库之间的协同调度。云端数据库负责对云上服务处理的数据进行全面的分类分析和海量存储,并提供高效的查询服务等;边缘侧进行数据清洗和数据分析整合,使用边缘时序数据库等保证数据的时序,当实时处理后,可以根据数据的具体类型和场景,协同上报到云端数据库中进行进一步处理。带宽需求通常超过1Gbps。5) 网络设备和边缘计算平台融合:运营商网络设备已经部署进企业园区,在网络设备上集成边缘计算平台,提供灵

37、活的微服务架构,根据不同需求从云平台下载相应的APP即可满足行业客户定制化功能,实现行业应用的灵活加载。需要承载网提供低于10ms的低时延通道,实现边缘计算平台和云之图8 云边协同的承载组网需求分析15I M T - 2 0 2 0 ( 5 G ) 推 进 组支撑云网融合的5G承载架构及组网技术白皮书图9 MEC容灾备份的两种SPN专线技术实现方案间交互。3.2.3 边边协同场景及其承载方案分析一、边边协同场景边边协同是在两个边缘云之间实现容灾备份、业务负荷分担或移动终端的越区切换等场景。边边协同需要保障上层应用使用的边缘节点之间的数据传输透明且安全。边边协同的典型应用场景包括:1)MEC备份

38、容灾场景:多个行业客户共用即共享式MEC节点,一般部署在地市核心机房的异局址,并采用异局址组POOL方式容灾,当POOL内其中一套边缘UPF故障时,故障UPF上的用户承载自动切换到POOL内其他正常运行的边缘UPF上。单个行业客户专享即入驻式MEC节点根据用户需求,一般以入驻到园区部署为主,设置单点无容灾、N+1主备容灾(入驻式节点与共享式主备容灾)、入驻式异局址组POOL容灾等方式。不同政企客户的各种不同业务,必然存在着不同的容灾等级要求,对建网成本的敏感性也有很大差别,因此,运营商应能提供不同层级的容灾方案供政企客户进行选择。承载需求:共享式MEC节点的数据中心网关(DC GW)之间采用L

39、2或L3专线进行互联。当POOL内其中1套边缘UPF故障时,POOL内其他边缘UPF可通过DC GW之间的专线互联访问故障节点的APP资源,保障UPF故障时业务受损最小。下图提供了两种SPN专线技术解决方案示例。I M T - 2 0 2 0 ( 5 G ) 推 进 组支撑云网融合的5G承载架构及组网技术白皮书162)MEC拉远管理场景运营商需要在端到端网络基础上,借助边缘计算打造一张全连接的算力平面,形成算力的全网覆盖,为垂直行业就近提供智能化的连接基础设施。部署微型MEC,将uMEC中的少量服务器作为区域MEC云计算环境的拉远节点,控制功能、存储功能仍集中部署在区域MEC中。触手可及的网络

40、侧边缘计算就近为用户提供丰富的算力,承载人工智能、图像识别和视频渲染等新业务,实现为5G应用生态赋能。丰富的网络资源与算力资源将不断地融合互补,为垂直行业客户提供极致的业务体验。承载需求:MEC节点之间提供灵活的L3连接,实现拉远节点和区域中心节点的算力协同。5G承载网通过L3VPN进行流量调度,同时实现MEC之间上下文消息数据传送。MEC拉远场景的边边协同组网方案见下图。图10 MEC拉远的边边算力协同方案17I M T - 2 0 2 0 ( 5 G ) 推 进 组支撑云网融合的5G承载架构及组网技术白皮书3)终端移动性场景MEC需执行一定的信息移交过程,以实现终端在移动过程中的网络连续性

41、和可靠性;应用程序实例在源MEC注册,订阅连接在MEC主机下的UE的小区切换通知。当某一UE在网络中移动并触发了小区切换事件时,源MEC会接收到小区切换通知。借助小区切换通知中的associateId可以查询到正在执行切换操作的UE。源MEC确认UE是否离开当前MEC主机的覆盖区域。当UE离开源MEC主机覆盖区域并移动到目标MEC主机的覆盖区域内,若原服务于UE的应用程序实例在目标MEC主机中不存在,目标MEC主机则创建一个与原应用程序相同的实例,用于继续为UE提供服务。目标MEC主机中创建新的应用程序实例后,源应用程序实例需要向目标应用程序实例传输用户上下文。当用户上下文传输完成后,应用程序

42、注册服务会触发“更新流量传输路径”操作,即将传输到源应用程序实例的流量引导到目标应用程序实例。在完成上述步骤后,源应用程序实例已随着用户的移动迁移到目标MEC主机中,源MEC主机会释放掉为源应用程序实例分配的资源。承载需求:MEC节点之间具备灵活的L3连接实现MEC之间上下文消息数据传送。3.3 支撑5G云网融合的5G承载组网优化方案3.3.1 中国电信支撑云网融合的5G承载网络组网方案面向云网融合,中国电信针对5G承载网络的组网优化方案包括:1、新定义云网POP:在云内网络出口区基础上纳入城域网/CN2(骨干网)/OTN/5G等各类网络边缘设备,进行统一建设、部署与运营。云网POP既是入云终

43、结点,也是云间网络的端点。图11 基于云网POP实现融合I M T - 2 0 2 0 ( 5 G ) 推 进 组支撑云网融合的5G承载架构及组网技术白皮书183、以云网POP为核心,Overlay网络与Underlay网络协同,实现云间网络随应用而动。Overlay网络由云管理系统实现统一纳管,实现快速开通、按需组网、应用级检测等能力;Underlay网络随云而动,按需覆盖,通过SRv6、SDN控制器等技术实现智能化、差异化承载。4、实现云网融合的智能化管控:为客户提供快捷的端到端入云通道和差异化云间通道。SRv6和SDN控制器是云网融合下基础网络智能化的关键技术,可实现业务流量的端到端可视

44、、业务路径端到端可选。云出口网关、网络边缘PE设备和云间网络全网均支持SRv6和EVPN;SDN控制器遵循云网运营支撑系统架构,迭代完善SDN集中控制功能,并实现自主研发掌控和自有知识产权。2、以新型城域网STN和干线CN2为网络基础,构建城域+骨干全程无缝衔接的端到端云间网络。图12 基于STN和CN2构建无缝衔接的端到端云间网络图13 差异化的云间通道和端到端入云通道的承载方案19I M T - 2 0 2 0 ( 5 G ) 推 进 组支撑云网融合的5G承载架构及组网技术白皮书3.3.2 中国移动支撑云网融合的5G承载网络方案中国移动的5G承载网络支撑云网融合的组网及管控方案见图15。5

45、、以固移融合承载的新型城域网为载体,实现城域内的云网一体化。统一承载固定宽带、无线宽带、政企专线、政企上云、多云访问、云间互联、电信云(5GC/UPF/MEC/vBAS等)、物联网云、内部IT云等云网融合业务;基于Spine-Leaf架构灵活扩展,以“乐高积木式”模块化组网,提升网络的扩展性、可靠性,提升网络自动化和智能化能力。图14 中国电信的城域云网融合目标架构I M T - 2 0 2 0 ( 5 G ) 推 进 组支撑云网融合的5G承载架构及组网技术白皮书20(一)边缘节点到大区核心网或移动云的连接方案1) 边缘节点和大区核心网的接口,通过IP专网CE接入IP专网,上联大区云,园区ME

46、C或汇聚层MEC通过SPN+IP专网承载;2) 边缘节点上联internet的业务,就近接入CMNET网络,连接internet,园区MEC或汇聚层MEC通过SPN+CMNET承载;3) 边缘节点和移动云之间的接口,通过云专网承载,园区MEC或汇聚层MEC通过SPN+云专网承载;4) 地市及以下位置边缘计算节点之间通过SPN网络互访,跨地市的边缘计算节点通过云专网实现互访;5) SPN传输网络推荐采用L3VPN方案,提供灵活的L3业务连接,部分不具备条件的区域可采用L2方案;6) 跨域编排器实现SPN和云骨干跨域业务的端到端发放、管理、维护。(二)地市到移动云互通:地市MEC到移动云之间的互通

47、可采用云专网的端到端SRv6方案。(三)边缘到中心云互通:SPN(SR-TP)+云骨干(SRv6)近期目标:在DC GW中,采用EVPN Over SRv6实现云边数据中心之间流量交互,实现云网连图15 中国移动的云边协同组网和管控方案示意图21I M T - 2 0 2 0 ( 5 G ) 推 进 组支撑云网融合的5G承载架构及组网技术白皮书(一)泛在的多云接入采用集成的企业CPE,支持Internet、专线、5G等多种接入方式,提供包括公网接入、SD-WAN图16 中国联通CUBE-Net 3.0的总体架构图接的端到端编排;远期目标:直接在云边数据中心APP服务中启用SRv6,实现网络连接

48、与服务的一体化编排;中国移动SPN传输网提供硬管道切片,将移动云能力延伸到边缘,即通过Sigma Lite边缘计算设备实现园区内数据采集和实时业务本地处理,非实时业务上送移动云平台,移动云进行模型开发训练,园区Sigma Lite设备部署模型进行推理。Sigma Lite云边协同支持增量学习、模型发布、迭代,推送,形成模型最优的完整闭环,实现最优图像识别率。3.3.3 中国联通支撑云网融合的5G承载网络方案CUBE-Net 3.0网络架构由五个部分组成,包括面向用户中心的宽带接入网络、面向数据中心的云互连网络,面向品质连接的全光传送网络、面向算网一体的融合承载网络、以及面向运营和服务的智能管控

49、平面。I M T - 2 0 2 0 ( 5 G ) 推 进 组支撑云网融合的5G承载架构及组网技术白皮书22(二)差异化业务提供(1)网络可视,路径可选时延敏感型业务要求网络具备时延按需选路、时延实时可视、时延地图路径可调等网络差异化服务保障能力,从而实现业务实时监控,指标劣化实时感知,告警提醒调优或自动调优,如图18所示。同时需支持一键式业务SLA部署,简化业务开通,并具备路径重计算能力,支持业务时延重优化。接入、专线接入、专网接入、专用切片接入等丰富灵活的入云方案。一个客户侧CPE设备可通过分片承载和分片对接多云,实现企业用户一线灵活接入多云的业务系统,简化客户侧网络的复杂度和客户其他专

50、线的投资,提升了运营商云网产品的竞争力。图17 一网连接多云能力23I M T - 2 0 2 0 ( 5 G ) 推 进 组支撑云网融合的5G承载架构及组网技术白皮书(2)云网切片:专网承载,随选切片云网的网络切片能力是面向千行百业上云需求的关键支撑。通过网络切片可以为金融、政务、医疗等不同行业提供定制化的网络拓扑和连接,提供差异化且可保证的服务质量,享受专网级服务体验。企业根据业务质量要求可以随需选择不同的切片访问不同的云,如图19所示。图18 差异化服务选路示例I M T - 2 0 2 0 ( 5 G ) 推 进 组支撑云网融合的5G承载架构及组网技术白皮书243.3.4 支撑云网融合

友情提示

1、下载报告失败解决办法
2、PDF文件下载后,可能会被浏览器默认打开,此种情况可以点击浏览器菜单,保存网页到桌面,就可以正常下载了。
3、本站不支持迅雷下载,请使用电脑自带的IE浏览器,或者360浏览器、谷歌浏览器下载即可。
4、本站报告下载后的文档和图纸-无水印,预览文档经过压缩,下载后原文更清晰。

本文(支撑云网融合的5G承载网络架构及组网技术白皮书(44页).pdf)为本站 (小时候) 主动上传,三个皮匠报告文库仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容本身不做任何修改或编辑。 若此文所含内容侵犯了您的版权或隐私,请立即通知三个皮匠报告文库(点击联系客服),我们立即给予删除!

温馨提示:如果因为网速或其他原因下载失败请重新下载,重复下载不扣分。
会员购买
客服

专属顾问

商务合作

机构入驻、侵权投诉、商务合作

服务号

三个皮匠报告官方公众号

回到顶部