电信云的发展和对新业务的支撑思考

电信云的发展和对新业务的支撑思考DataCommuincation

电信云的发展和对新业务的支撑思考TheDevelopmentofTelecomCloudandtheImpactonNewServiceLaunch

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朱常波1，（1.中讯邮电咨询设计院有限公司，北京100048；2.中国联通网络技术研究院，北京100048）

ZhuChangbo1，2（1.ChinaInformationTechnologyDesigning&ConsultingInstituteCo.，Ltd.，Beijing100048，China；2.ChinaUnicomNet⁃

workTechnologyResearchInstitute，Beijing100048，China）

摘要：

未来网络将形成以数据中心为核心的全云化网络，电信云作为其核心基础设施受到越来越多的关注。介绍了基于开源的电信云参考架构，并探讨了如何在电信云的基础上，实现“电信云即服务”，支撑运营商以及第三方OTT合作伙伴孵化新业务。

关键词：

电信云；CORD；开放网络自动化平台doi：10.12045/j.issn.1007-3043.2018.01.008中图分类号：TN911.22文献标识码：A

文章编号：1007-3043（2018）01-0033-05

Abstract：

Thenextgenerationnetworkwillbefullycloudizednetwork，anddatacenterwillbethecorenode.Astheinfrastructureofthenextgenerationnetwork，Telecomcloudhasdrawnmoreandmoreattentions.Thereferencesoftelecomcloudbasedonopensourceareintroduced.Inparallel，itisexploredhowtorealize“telecomcloudasservice”andincubatethenewserviceofoperatorandOTTplayerbasedontelecomcloud.

Keywords：

Telecomcloud；CORD；ONAP

引用格式：朱常波.电信云的发展和对新业务的支撑思考［J］.邮电设计技术，2018（1）：33-37.

1未来网络演进及核心架构

1.1未来网络演进概述

2014年底，AT&T发布Domain2.0，开启了运营商未来演进的大幕。2015年2月，中国移动提出了NovoNet计划，作为其未来网络演进的基础。2015年9月，中国联通提出了基于SDN、NFV和云技术的网络重构基础构架CUBENet2.0。2016年6月上海世界移动通信大会上，中国电信提出了CTNet2025，为未来10年网络重构制定了相关规划。

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收稿日期：2017-12-11

基于云资源的SDN和NFV的部署和运营是运营

商未来网络发展的必然趋势。一方面从商业角度看，人工智能、大数据、物联网、家庭互联网等新业务的兴起，云资源成为信息消费的基础设施。特别是在企业业务中，混合云成为政企客户上云的主要路径，带来大量的专线连接需求，云网融合等新业务为运营商带来新机遇。同时5G的发展，不仅带来无线带宽的提升，也要求创新的网络技术实现5G功能的按需定制、灵活开放，以及性能的进一步优化，使能“万物互联”的需求。另一方面从技术驱动看，基于云资源的组网架构和软件化的SDN/NFV，也日益成熟。电信级的网络操作系统将利用智能化调配手段，为垂直行业提供

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敏捷灵活的组网模式，实现网络与云的协同编排。1.2未来网络演进的核心架构

纵观各主流运营商的未来网络演进思路，未来网络的核心是构建以DC为核心的全云化架构。国内3家运营商都提出了未来网络的分级DC架构。在中国联通的DC构成云化网络的核心架构。

CUBE-Net2.0架构中，边缘DC、本地DC和区域如图1所示，以DC为核心的全云化网络包含管理、业务、控制和网络功能等云化的逻辑实体，在部署上将匹配整个网络的布局，形成边缘、本地和区域3层物理架构。其中：

NFVOVNFM集中运维统一云管平台OSS统一控制面/集中调度最优调度固定RANUPFCUCDNSBCNBIMSIoT移动接入网MECGW-U城域网GW-UUPF骨干网AMF/SMFGW-C边缘DC本地DC区域DC5~10ms<20ms<50ms图1全云化网络架构

编排功能为核心，a）区域DC：以省域NFVO如集团/集团OSS/NFVO/大区控制、，省云管平台、管理、调度和制网元以及集中媒体面网元包括、VNFM等，主要承载省域内及集团区域层面控IMS、GW-C、CDN（内容）、MME化的媒体面网元，b）本地和NB-IoTDC：主要承载城域网控制面网元和集中核心网等网元。

GW-U包括CDN（内容）、SBC、BNG、UPF、部署更靠近用户端业务和网络功能，c）边缘等网元。

DC：以终结媒体流功能并进行转发为主，CU、MEC包括CloudRAN-进一步，、UPF一些运营商，等网元。

把基站、末端接入等归为末端DC，包括5GDU和vOLT等，从而形成区域、本地、边缘、末端4级DC架构。

全云化网络对网元按照业务要求进行分层部署、构建统一的云平台实现网络的弹性与自动化运维能力，极力打造敏捷、弹性、智能的云化网络，以满足未

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来网络业务的发展诉求。最终推动实现以下目标。

网络集约化控制。集约化控制一方面体现通过云化a）借助网络的软件化和网元功能的虚拟化实现实现网络转发和控制的分离，从而为资源灵活的调度奠定软硬件基础，另一方面通过自动化和智能化的运营能力，根据业务需求和用户体验要求，实现网络的按需定制和高效运营。

免提供商锁定，b）软件的开源开放。开源开放一方面有利于避另一方面可以降低研发的门槛和成本，并帮助营造多样化生态，实现真正开放的、多元业务创新。

实现业务快速迭代更新。

c）基于开放网络架构，引入互联网化经营思路，2电信云参考架构和对新业务的支撑思考

2.1电信云的典型参考架构

电信云平台是边缘DC、本地DC、区域DC以及末端DC的实现平台，可承载多厂商VNF，并进行运营管理，实现通信云、IT支撑云、业务云的整体支撑。

电信云平台整体架构如图2所示，纵向分为3层，基础设施层、2个域，业务网络域、虚拟网络功能层、管理编排域。运营支撑层，横向分为微服务与能力开放VNFVNFVNF虚拟网络功能层管理和编排系统OrchestratorNFVI/CloudOS基础设施层运营支撑层图2电信云平台整体架构

基础设施层。基础设施层核心是NFVI入云，并通过部署相关的控制系统，确保电信级网络运行的高可靠和高性能。NFVI承载了虚拟网络功能层所需虚拟的计算、存储、交换资源。

虚拟网络功能层。VNF层的核心为基于虚拟化技术实现的各个电信业务网元，原有的物理网元映射为虚拟网元QosVNF。VNF在高性能网络I/O统IT保障等方面的需求，云资源池更高的要求。

使得NFVI建设需要具有比传、运营商级运营支撑层。包括NFVO、OSS和统一云管平台。其中，NFVO负责网络业务编排及其生命周期管理；OSS负责统一的网络运维保障；统一云管平台负责

所在区域内所有基础设施层资源（物理资源、虚拟资源）的统一管理，比如资源池划分、告警/性能监控及相关维护操作。

2.2电信云对新业务的支撑思考

电信云的发展在运营上要解决2个问题，一个是能否降低运营成本，另一个是如何快速推出新业务来增加营收。通过软硬件解耦、1IT化、通用化等措施，图了更好地推出新业务，所示的电信云架构可以较好地探索低成本方案。为电信云除了承担传统的通信连接功能外，还需要跟运营商的业务平台有效集成，以及第三方业务平台有效集成。以中国联通为例，随着百度、阿里巴巴、腾讯等OTT业务提供商成为中国联通股东，新业务的推出，不仅要满足扩大通信连接的需求，也包括如何提高相关OTT业务体验。因此电信云的设计还需要考虑如何把相关能力开放给OTT业务提供商。这种开发不仅仅是API层面的开放，也是电信云能力集层面的开放，从而将相关能力集合提供给OTT业务提供商来供OTT业务提供商自行孵化新的业务，从而实现”电信云即服务”，将电信云打造成对OTT等合作伙伴的新业务入口。一种参考架构如图3所示。

业务运营APPStore（2I，2B）APPStore（2I，2B）虚拟化网络功能和运营支撑人工智能、智慧基础设施城市等外部开放框架的集成图3电信云参考架构

这里基础设施对应图2的基础设施层，而图2的虚拟化网络层和运营支撑层通过软件化和微服务化等架构，Store主组合相关能力形成新的业务，和运营实现对北向的服务APPStore的支撑。2B和2B2I客户的业务APP并实现对相关业务的和2I客户可通过自通信连接保障。同时电信云架构的虚拟化网络层和运营支撑层还可以被外部的人工智能、智慧城市等开放框架集成，从而实现更广泛的信息服务和支撑。

3开源与电信云实践

电信云的实践中有a3b）如何实现融合）如何实现网络高效和智能化运营。

IT和个重要问题：

CT技术的基础设施再造。朱常波电信云的发展和对新业务的支撑思考数据通信

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能力。而现有模式下，c）如何实现面向互联网化经营的敏捷开放服务供应商提供电信网络的软件、硬件，供应商拥有相关的软硬件开发平台和知识产权，运营商只能使用供应商计划提供的业务。因此在电信云实践中，有必要探索新的模式，开源的模式提供了一种参考。

如图4所示，在开源模式下，第三方开源社区提供集成的相关软硬件平台，由开放和开源的部件组成该平台的集成参考实现。基于该参考实现，运营商可进行二次开发，或者组织生态中的供应商进行二次开发。

传统方法开源模式应用软件自研或第三方应用软件控制软件协同器和控制器（开源）管理软件系统集成平台管理（开源）硬件基于OCP硬件图4开源模式示意图

例如，为了实现差异化网络优势，运营商需要根据自身业务经营需要，在网络控制器和业务协同器或者系统集成平台管理等方面进行二次开发形成自有特色方案。

3.1CORD与电信云

基于ICT融合的基础设施再造，首先要考虑采用什么样的架构来实现对现有DC架构的改造，以适应电信云发展。

datacenterCORD改造。

，核心是基于数据中心技术对传统端局进行全称是centralofficere-architectedasa务场景的服务交付平台的参考实现。基于该参考实CORD开源项目提供一个网络运营商的支持多业现改造后的电信端局，其目标是使网络业务和基础设施能够像数据中心内的云服务一样被使用、配置和调度。

作为一个服务交付平台，CORD包括软件平台和业务模型等。业务模型给出了CORD架构内的对象和对象之间的关系定义，CORD际运营的可执行系统，中，基于模型驱动的可扩展架构是一个面向实并提供参考设计语言实现。在能够自动生成所有南向API并

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后向兼容现有数据面设备。

的电信云，CORD因此目前定位为面向固定、CORD还给出了该平台的参考系列硬移动融合的边缘DC件CORD规范要求（OCP——Open5所示。与未来网络整体架构的一种集成参考关系如图ComputeProject）等。边缘云本地数据基地数据中心中心公有云固移融合本地数据AWS固移融合中心基地数据本地数据中心Azure固移融合中心阿里云图5CORD与未来网络整体架构的一种集成参考关系

作为边缘云的参考实现，CORD除提供了相关的

软件架构、业务模型、硬件规范外，还已经开发了20多个提供移动业务、企业固定接入、家庭客户固定接入等场景所需的网元功能参考实现，并以VNF的形式调用集成到CORD目POD前CORD3、共包核心是提供了平台中。

括3种形式CORDCORDinPODaBOX平台参考实现。，FullCORD盒交换机实现了数据中心中的台通用服务器、HalfCORDPOD4个白盒交换机和接入设备。。以FullCORDPOD为例，包括“leaf-spine架构（叶脊4台白架构）”。这里叶脊架构即为分布式核心网络。CORD就是利用数据中心中的叶脊架构和白盒设备来重构运营商的端局。在CORD中，叶节点leaf负责连接网络设备和服务器，脊节点spine负责连接交换机，从而实现3级CLOS网络，保证节点内的任意2个端口之间提供延迟非常低的无阻塞性能。CORD典型的架构如图6所示。

控制通过开放网络控制器CORD系统的软件协议栈参见图（ONOS）实现。端到端的业7。其中应用的务协同，可以通过XOS协同器来实现。同时通过运行在OpenStack虚拟机和Docker容器（如Kubernetes）上的可扩展服务和多租户服务实现对网络、计算、存储等资源管理的支撑。

络。在实际业务发展中，CORD是一种完全新建的架构，很多广域的业务，适用于新建网都是会跨新建网络和原有网络。新建网络可以采用基于叶脊架构实现的Underlay方案。原有网络可采用基于虚拟网络的Overlay方案。因此需要一个统一的运行在Un⁃

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SDNONOS

控制面NFVw/XOS

协同

Leaf-SpineBox

WhiteBox

WhiteFabric

WhiteBox

BoxWhiteBoxSDNWhiteWhite使能的端局内部连接

BoxWhiteWhiteBoxWhiteBoxWhiteBoxBoxWhiteWhiteBoxBoxWhiteWhiteBoxBoxWhiteWhiteBoxBoxAccess

通用服务器、交换机和网络接入

图6CORD典型的架构

Accessaas①Subscriberaas①Internetaas①

CDN

Monitoringaas①

XOS

CeilometervSGvCDN

OpenStack/DockerVTN

ControlFabricMulticast

Control

vOLTvRouter

①aas:as-a-Service

ONOS

图7CORD系统的软件协议栈

derlay整合成一个整体方案。开放网络基金会网络和Overlay网络的SDN控制器，将两种网络lis项目就提供了相关参考方案。

（ONF）的Trel⁃以移动场景的M-CORD为例，完整的CORDPOD包含以下硬件：支持电信级要求的OCP规范的硬件CORD、商用服务器、eNodeB、RRU等。M-个切片在创建，典型业务就是端到端切片实现。系统要保证每修改或终止时，M-CORD中其余切片不会被影响。CORD本身的“叶脊架构”和虚拟网络的隔离特性保证了切片性。同时M-CORD支持对切片数据流进行编程。这种可编程覆盖RAN以及移动核心网。这种数据流编程能力可遵照3GPP规范要求，支持按时间、地点和业务类型的数据流切片。包括仅对特定位置/地理有效的网络切片数据流，以及指定开始和完结时间/日期的网络切片数据流进行编程。上述网络切片数据流通过CORD开放软件平台来执行相关可编程服务。系统框架如图CORD中，XOS作为NFV编排器，负责VNF8所示。在的组织和编

M-（包括交换机等）M-CORDM-CORDPOD属性M-CORD服务M-CORD配置EPC服务…硬件切片Layer2DisaggretedConnectionless（EnodeBRRH，）网络MMEbasedEPC网络切片网络拓扑Layer1vSGWCvBBUvMMEEPCM-CORDVNFs……vPGWCvSGWUvPCCvHSS…CORD平台vPGWU图8CORD平台系统框架排，提供网络切片数据流管理功能。包括在RAN侧，对资源块的虚拟化，并将资源块及其子集分配到相关的切片片段中。并指定如准入控制、调度、切换等控制功能。在核心网侧，vEPC组件（如vMME、vPGW等）将与每个切片相关联。同时XOS提供北向API，从而提供进一步的网络能力开放功能。3.2ONAP与电信云

为了发展网络协同编排器（Orchestrator），AT&T将其主导的ECOMP和中国移动等发起的OPEN-O合并，形成了开放网络应用平台（ONAP）高效运营。包括：

ONAP的定位是实现敏捷开放服务能力以及网络。

储等资源。

a）实现对基于资源池的管理，包括网络、计算、存bc）实现对网元以及网络的部署及生命周期管理。作为全局网络协同编排器，）实现业务的对外开放和业务自动调度。ONAP同CORD结合，可以形成全面电信云开源解决方案。

REST如图9所示，可将ONAP的务协同。同时API等接口规范接入到A&AI等模块，遵循XOSCORDCORD控制单元，形成业VNF通）快速业务上线和敏捷运营。因此基于过对应相关工支持具、通ONAP过部中的署虚TOSCA拟网模型，CORD络功能基础设施解决方案的电信云上的服务上线时，CORD服务集成到ONAP中。

可以将4结束语

开源电信云平台只是提供了一个参考框架，在具

体应用中，运营商必须弄清楚如何在网络中进行部署和集成相关开源平台。随着人工智能、智慧城市的不

朱常波电信云的发展和对新业务的支撑思考数据通信

DataCommuincation

MSOONAP

DCAEA&AIVES

XOS

TOSCA

RESTAPIvOLT

vRouterCORD

A-CORD

图9ONAP同CORD结合

断推进，未来电信云不仅仅是网络的基础设施，将成为新业务的重要入口。近期国家将依托百度建设自动驾驶国家新一代人工智能开放创新平台，依托阿里建设城市大脑国家新一代人工智能开放创新平台，依托腾讯建设医疗影像国家新一代人工智能开放创新平台，依托科大讯飞建设智能语音国家新一代人工智能开放创新平台。如何同自动驾驶、城市大脑、医疗影像等这些新兴业务有效集成，实现电信云即服务就是未来电信云发展的重要考量和业务定位。参考文献：

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