获奖案例分享
一、案例概述
1. 案例背景
响应“宽带中国”和新基建战略，中国电信打造了全球最大宽带互联网络和全球最大的共建共享5G网络，宽带用户数达1.5亿，流量达200T，累计开通超过32万个5G站点，覆盖全国300多个城市。中国电信推进“云改数转”，成为全球云市场占有率第一的运营商，云资源池数量超过300个，覆盖180+城市。
2. 用户需求与痛点
随着高清视频、AR/VR、在线游戏等业务发展，用户提出大带宽、低时延、精确服务等需求。5GC、公有云布局随着应用下沉到网络边缘，流量流向由树形演变为全互联，要求网络架构随业务弹性扩容，适用扁平化的流量流向，快速接入各级云资源池。
固移双1000M接入将打破速率瓶颈，终端可自适配接入，用户提出业务体验一致性要求。而中国电信传统城域网络包含IP城域网与STN/ IP RAN 两张网络，移动业务与固网宽带业务分网承载，设备分立、业务分离、管理分散，导致客户体验较差，网络利用率低，流量绕转。
传统城域网络业务接入控制能力分散部署，网络功能与设备紧耦合，导致新业务开通慢，难以适应差异化的客户需求。业务分布不均，低密低速接口（10GE/GE）占比高，网络架构缺乏弹性扩展能力。业务接入设备要求全业务适配，设备制造要求高，难以促进产业链的良性发展，导致扩容成本高。
原有城域网络存在接入网、城域网、STN、骨干网等多套网管系统，在智能化管理、自动化配置方面难以满足用户快速开通、故障快速定位、网络可视可管等需求。
3. 案例概述
云化新型城域网是中国电信在城域范围内的重大网络架构创新，落实 “云改数转”的战略转型，增强网络能力，提升网络效能，支撑5G和云网业务的规模发展。
本案例创新提出“积木式”城域网架构，构建弹性伸缩的智能城域网；实践固移融合的多业务一体化承载，基于网络切片实现差异化业务保障；基于关键网元NFV化大幅提升集约化水平；全面引入智慧化运营系统，支撑业务快速开通、智能排障和端到端业务可管可视可控。
云化新型城域网络在中国电信实现规模部署，国内率先实现固移、云网融合的规模化承载。
二、解决方案
1. 解决方案概述
云化新型城域网基于SDN和云网融合新理念重构城域网络，全面引入模块化架构、NFV化关键网元、软硬切片，协同智慧运营系统，构建一张弹性、融合、云化、智能的城域网络。
图1 新型城域网架构
首创城域内“积木式”模块化架构，具备网络弹性扩展能力，突破了传统城域网难以实现网络/业务灵活扩展的瓶颈；基于Spine-Leaf组网实现了城域网流量无阻塞转发，满足未来流量本地化业务发展需求；创新提出云网POP架构，实现了云网融合对接，为云网一体化发展提供网络基础。
国内首次实现固移业务和云网业务融合承载，全网部署SRv6/EVPN新技术实现协议栈归一化。业界首次规模部署端到端FlexE切片技术，面向移动、政企业务提供差异化硬隔离隧道，满足各类业务SLA保障需求。
行业内率先进行城域网关键控制网元（BRAS）NFV化规模部署，引领产业链发展。基于控制面云化和转发面池化分离部署，解决了传统城域网BRAS网元资源利用率低的问题，满足百万级Session管理和带宽需求，实现了集约化网络管理与运营，提升业务开通灵活性及可靠性。
首次完成城域网络SDN化智慧运营系统部署，实现全网络可视、全业务智能化部署和智慧运营。自主研发管理与业务系统对接接口及AI故障分析系统，实现了分钟级业务开通及智能化故障管理功能。
2. 技术优势和方案亮点
1)创新提出“积木式”城域网架构，构建弹性伸缩的智能城域网
聚焦构建灵活可扩展的新型城域网，引入了基于城域POD、云网POP及POD出口功能区的“积木式”架构，实现了城域网用户接入能力及云网融合业务承载能力的跨越式发展。
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首创城域POD、云网POP及POD出口功能区的三种架构组件，实现网络模块化、标准化的按需部署
构建无阻塞的城域POD架构组件，实现城域网用户/业务融合接入及流量高效转发；构建POD出口功能区架构组件，实现与骨干网、业务平台等外部网络的差异化流量疏导；构建云网POP架构组件，实现云网协同，云网融合业务的快速部署。各组件标准化构建，即插即用，不同的业务场景和规模下灵活组合，实现快速部署和扩容。
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城域内首次引入Spine-Leaf组网架构，提高扩展性，实现模块间无阻塞流量转发
首次组建城域POD Spine-Leaf标准架构，实现灵活的组件加载。通过网业分离，简化城域网转发设备的网络功能，活跃产业链，降低扩容成本。扁平化架构，实现T比特级流量的高速转发。
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构建云网POP架构，实现云网融合对接，推动云网一体化发展
创造性的提出云网POP，构建云网络与基础网络标准化对接架构，构建云/网同址的云网POP基础设施，包含云出口/网边缘。云网POP随云布局，标准化、模块化构建，物理通道预配置，实现资源池“周级”入网。
2)创新实践首个固移融合的多业务一体化承载网络，基于网络切片实现差异化业务保障
构建基于Leaf的多业务接入，以SRv6/EVPN的归一化网络协议栈结合FlexE+SRv6技术端到端网络切片的新型城域网，满足业务/用户的一致性体验，实现业务“融而不合”、用户“聚而有序”。
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构建基于Leaf节点的端/云多形态网元接入，实现宽带、移动、政企等多业务的统一接入
国内首次基于Leaf节点实现传统宽带互联网、移动、政企、组播等各类业务终端的统一接入，解决了传统分网业务承载管理分散及资源利用率低问题；通过Leaf对接云资源池与外部网络，突破了新业务灵活部署瓶颈，实现了高清视频、Cloud AR/VR等业务敏捷部署。
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城域内全面部署EVPN/SRv6技术，协议归一化，网络编程化，能力服务化，实现多业务融合承载
基于EVPN over SRv6技术，统一协议栈，实现宽带互联网、大带宽视频、移动及政企专线等各类业务承载技术的统一，解决了传统网络各类业务承载方案多样化、部署维护困难问题；基于SRv6超强的网络可编程能力，方便实现各类应用/业务创新与应用，如业务链等，进一步推动IPv6+产业发展。
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国内首次规模部署端到端网络切片技术，实现业务差异化保障及智能化路径定制
通过硬切片实现业务级的隔离，通过1:1:N的硬切片方式，为2C+2B+N*行业提供不同业务的硬隔离；通过软切片实现用户级的路径灵活定制、弹性带宽调整，基于SRv6Policy，借助SRv6网络可编程能力，满足差异化业务保障需求。
3)通过关键网元NFV化，提升了网络集约化运营水平
首次在业界规模部署转控分离vBRAS网元，实现了宽带用户集约化管理，提升了资源利用率和可靠性。
大规模部署vBRAS池化，实现用户集约化管理
采用集中云化部署方式部署vBRAS网元，通过控制面云化、转发面池化，实现虚实共管，控制面实现千万级用户集中管理，单系统提供百万级用户接入能力；引入虚拟化转发面网元大规模卸载大会话小流量业务，提升了BRAS设备带宽利用率，单设备接入用户规模翻倍。
基于转控分离vBRAS支持业务冗余备份，提升业务接入的灵活性
通过控制面集中管控和转发面池化，使能用户接入备份，实现故障时用户接入无感知切换，大幅度提升了宽带接入业务的可靠性。
图2 转控分离vBRAS用户接入N+1备份技术
转控分离vBRAS基于不同业务接入类型，采用专用设备转发面和虚拟转发面承载，控制面网元基于转控分离接口实现了各类转发网元的虚实共管，可按需部署。
自研虚拟化网元，按需下沉
自研基于和开源系统的虚拟化UPF网元，按需下沉到边缘DC、园区。自研基于白盒/通用服务器的虚拟化STNA网元，根据基站扩容按需部署
4)率先引入智慧化运营系统，实现业务快速开通、弹性调整、网络可视可管可控
规模部署数据智能采集技术，提供精细化网络感知能力
全网具备telemetry及随流网络监测能力，实现链路状态、流量、时延及切片状态等网络/业务性能指标的毫秒级实时感知；部署SDN控制器，支持Netconf/YANG、Telemetry等南向接口协议，自动适配主流厂家设备。
依托自主研发的新一代运营系统，实现分钟级业务开通
通过对多厂家控制器实现网络/业务编排器，实现业务自动编排与网络配置自动下发；基于网络能力模型开放编程，可灵活适配差异化业务类型，实现了规模业务的E2E自动化部署。
部署基于AI的网络故障分析功能模块，实现智能化网络保障
创新KPI异常诊断算法，结合多种数据特征，大幅度提高了故障诊断的准确度。基于聚类算法、降维算法、相似度检测等算法，结合专家经验库，进行配置健康度检测。基于告警关联规则和抖动特征自适应学习，实现故障的预警。
三、商业价值
1.商用部署规模和实际效果
云化新型城域网络在中国电信实现规模部署，2020年完成5省6市11个城域POD（江苏无锡、四川成都、广东深圳、浙江杭州/湖州、上海）架构搭建，覆盖了1500万光宽，1000万4K高清视频，2000万移动用户，国内率先实现固移、云网融合承载。
通过固移融合承载，减少网络重复投资，大幅降低运营成本，预计五年建设成本可降低20%。通过vBRAS技术规模部署，总体资源利用率从40%提升到70%，单台设备承载用户由3万提升至15万以上， IP地址使用效率有效提升。预计设备三年新增规模减少50%，设备单比特功耗降低31%，降低了基础设施压力，助力节能减排。新型云化架构活跃了国内产业链，IP设备国产化率提升到95%以上。
2. 用户价值
图3 网络可管可控可视，业务一键开通，动态调整
END
往期回顾
◆ “2020年度SDN、NFV、网络AI优秀案例” 获奖案例揭晓