中國(guó)移動(dòng)雙千計(jì)劃千兆寬帶接入網(wǎng)的發(fā)展思路分析

隨著光纖寬帶接入技術(shù)的發(fā)展，以及高帶寬需求業(yè)務(wù)如高清視頻、智慧家庭及Cloud VR的逐步應(yīng)用，千兆寬帶已成為下一步全球?qū)拵Оl(fā)展的焦點(diǎn)。

千兆寬帶發(fā)展動(dòng)能十足

政策驅(qū)動(dòng)力

為推動(dòng)我國(guó)千兆寬帶的規(guī)模部署，各相關(guān)部門(mén)出臺(tái)多項(xiàng)政策和文件，指導(dǎo)通信行業(yè)千兆寬帶的發(fā)展方向。2019年5月8日，工信部、國(guó)資委發(fā)布《關(guān)于開(kāi)展深入推進(jìn)寬帶網(wǎng)絡(luò)提速降費(fèi)支撐經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展2019專(zhuān)項(xiàng)行動(dòng)的通知》；5月14日，國(guó)務(wù)院召開(kāi)國(guó)務(wù)院常務(wù)會(huì)議，部署進(jìn)一步推動(dòng)網(wǎng)絡(luò)提速降費(fèi)，推動(dòng)固定和移動(dòng)寬帶邁入千兆時(shí)代；5月15日，國(guó)務(wù)院常務(wù)會(huì)議明確了2019年主題為“深入推進(jìn)寬帶網(wǎng)絡(luò)提速降費(fèi) 支撐經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展”，并將“提速降費(fèi)”目標(biāo)歸納為“雙G雙提”“同網(wǎng)同速”“精準(zhǔn)降費(fèi)”三大目標(biāo)。

隨著各項(xiàng)指導(dǎo)政策的出臺(tái)，千兆寬帶的發(fā)展路線已基本明確，2019年將是國(guó)內(nèi)千兆寬帶規(guī)模部署的元年，千兆寬帶時(shí)代正在加速到來(lái)。

千兆業(yè)務(wù)呼喚千兆寬帶

隨著時(shí)代的發(fā)展，用戶(hù)和市場(chǎng)對(duì)寬帶接入網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)需求逐漸走向多元化。傳統(tǒng)寬帶接入網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展立足于數(shù)據(jù)、視頻和語(yǔ)音三大基礎(chǔ)業(yè)務(wù)。由于技術(shù)的發(fā)展和互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的興起，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)已經(jīng)從單純的瀏覽網(wǎng)頁(yè)，發(fā)展到承載各類(lèi)立足于數(shù)據(jù)的、多媒體+交互融合的互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)。同時(shí)，視頻業(yè)務(wù)正在由直播轉(zhuǎn)向點(diǎn)播，清晰度發(fā)展到4K、8K，新型視頻VR和AR很有可能成為未來(lái)的主流業(yè)務(wù)。另外，傳統(tǒng)業(yè)務(wù)發(fā)生轉(zhuǎn)變的同時(shí)，各類(lèi)物聯(lián)網(wǎng)和智能家居業(yè)務(wù)不斷涌現(xiàn)，例如安防攝像頭、家電控制、智能音響等。

千兆業(yè)務(wù)的發(fā)展離不開(kāi)網(wǎng)絡(luò)的支撐。各類(lèi)新業(yè)務(wù)極大程度促進(jìn)了用戶(hù)對(duì)帶寬的需求，除此之外，各類(lèi)業(yè)務(wù)對(duì)用戶(hù)體驗(yàn)的要求不一樣。游戲業(yè)務(wù)對(duì)時(shí)延敏感；安防業(yè)務(wù)對(duì)安全性要求高；基于數(shù)據(jù)的語(yǔ)音類(lèi)業(yè)務(wù)要求時(shí)延抖動(dòng)低；VR業(yè)務(wù)對(duì)帶寬和時(shí)延都提出了高要求。寬帶接入網(wǎng)面向的業(yè)務(wù)繁雜，接口、協(xié)議、技術(shù)眾多，所以，寬帶接入網(wǎng)應(yīng)該向著開(kāi)放、靈活方向轉(zhuǎn)型，打破傳統(tǒng)封閉、耦合緊的軟件系統(tǒng)架構(gòu)。

中國(guó)移動(dòng)“雙千計(jì)劃”促千兆寬帶發(fā)展

為響應(yīng)國(guó)家號(hào)召、提升用戶(hù)體驗(yàn)，中國(guó)移動(dòng)堅(jiān)定落實(shí)“網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國(guó)”“提速降費(fèi)”等政策部署，中國(guó)移動(dòng)將通過(guò)全面實(shí)施“雙千計(jì)劃”、推動(dòng)雙千兆更好地服務(wù)個(gè)人、家庭、政企、城市等四大領(lǐng)域數(shù)字化創(chuàng)新，匯聚經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展動(dòng)能，激發(fā)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展動(dòng)力。在推動(dòng)智慧家庭發(fā)展方面，中國(guó)移動(dòng)將立足“雙千計(jì)劃”，打造涵蓋“全屋智連”的千兆家庭網(wǎng)絡(luò)、“全屋智能”家居設(shè)備、“全家智享”家庭生活的“三全三智”智慧家庭產(chǎn)品體系，助力億萬(wàn)家庭邁入智能化時(shí)代，為用戶(hù)帶來(lái)全新的智慧家庭體驗(yàn)。中國(guó)移動(dòng)還將持續(xù)拓寬智慧家庭內(nèi)涵外延，推出智慧社區(qū)解決方案，提供車(chē)輛管理、人臉識(shí)別、智能門(mén)禁等服務(wù)，推動(dòng)美好家庭延展美好社區(qū)。

目前，中國(guó)移動(dòng)固網(wǎng)寬帶用戶(hù)總數(shù)保持第一，截至2019年6月底，中國(guó)移動(dòng)固網(wǎng)寬帶用戶(hù)凈增212.1萬(wàn)戶(hù)，總數(shù)達(dá)到1.74893億戶(hù)。中國(guó)移動(dòng)在固網(wǎng)寬帶領(lǐng)域呈現(xiàn)出厚積薄發(fā)之勢(shì)。

千兆寬帶接入網(wǎng)發(fā)展思路

打造創(chuàng)新型接入網(wǎng)架構(gòu)

寬帶接入網(wǎng)絡(luò)面向家庭、政企市場(chǎng)，處于創(chuàng)新大時(shí)代的前沿，客戶(hù)需求、競(jìng)爭(zhēng)及技術(shù)發(fā)展都驅(qū)動(dòng)網(wǎng)絡(luò)不斷發(fā)展。在這種背景下，在保護(hù)投資的基礎(chǔ)上，如何實(shí)現(xiàn)平滑演進(jìn)到未來(lái)架構(gòu)，解決局端和終端設(shè)備解耦，快速引入新業(yè)務(wù)，應(yīng)對(duì)激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)是接入網(wǎng)發(fā)展面臨的重大挑戰(zhàn)。

當(dāng)下，寬帶接入網(wǎng)絡(luò)SDN、NFV、云化已經(jīng)成為發(fā)展趨勢(shì)，也是應(yīng)對(duì)如上挑戰(zhàn)的一種全球性解決方案。BBF發(fā)布了下一代基礎(chǔ)設(shè)施云化架構(gòu)的Cloud CO架構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)TR-384，希望對(duì)運(yùn)營(yíng)商使用SDN、NFV和云技術(shù)支持網(wǎng)絡(luò)功能進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化定義，形成Open Broadband的產(chǎn)業(yè)社區(qū)。ONF較早開(kāi)始研發(fā)、試驗(yàn)寬帶接入網(wǎng)絡(luò)SDN、NFV、云化開(kāi)源平臺(tái)，得到了歐美運(yùn)營(yíng)商及創(chuàng)新設(shè)備廠家的支持，并推出了代號(hào)為SEBA（SDN Enabled Broadband Access,基于SDN的寬帶接入）的開(kāi)源參考實(shí)現(xiàn)，以加快運(yùn)營(yíng)商寬帶接入網(wǎng)絡(luò)管控平臺(tái)云化部署進(jìn)程。ITU-T、IEEE、ETSI和Cablelabs等標(biāo)準(zhǔn)組織也都進(jìn)行了相關(guān)研究和標(biāo)準(zhǔn)化工作。

在上述背景下，中國(guó)移動(dòng)結(jié)合自身業(yè)務(wù)特點(diǎn)及現(xiàn)網(wǎng)實(shí)際部署情況，提出了面向統(tǒng)一集中管控的vOLT技術(shù)架構(gòu)和開(kāi)放式CAMI接口，既適應(yīng)未來(lái)網(wǎng)絡(luò)開(kāi)放架構(gòu)演進(jìn)趨勢(shì)，又通過(guò)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)化的南北向接口及模塊，解決傳統(tǒng)互通模式解耦周期長(zhǎng)、問(wèn)題定位難度大和一致性難以保障等問(wèn)題。

圖1 ?中國(guó)移動(dòng)vOLT創(chuàng)新架構(gòu)

中國(guó)移動(dòng)vOLT系統(tǒng)包括EMS/SDN控制器、OLT-CP、OLT-UP和ONU設(shè)備。其中，OLT-CP主要實(shí)現(xiàn)將OLT中的ONU設(shè)備管理功能及相關(guān)聯(lián)的OLT管控功能從硬件設(shè)備中分離出來(lái)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備管控和轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備的分離，包括管控處理模塊和CAMI模塊。如圖1所示。

管控處理模塊實(shí)現(xiàn)上層管理系統(tǒng)平臺(tái)如EMS、SDN控制器等PON管理請(qǐng)求的接收、分析和處理；通過(guò)CAMI API接口發(fā)送ONU管控處理請(qǐng)求和ONU上報(bào)消息，通過(guò)廠家自定義接口實(shí)現(xiàn)其它PON系統(tǒng)管控功能。

CAMI模塊是實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一管控ONU的主要功能模塊。它對(duì)管控處理模塊提供標(biāo)準(zhǔn)的API接口，并且實(shí)現(xiàn)OMCI協(xié)議處理功能。

從技術(shù)上看，中國(guó)移動(dòng)vOLT具體包括如下目標(biāo)：

統(tǒng)一、集中實(shí)現(xiàn)PON接入網(wǎng)關(guān)設(shè)備/ONU管控模塊——CAMI（Common Access Management Interface，通用接入管理接口）及云化部署，實(shí)現(xiàn)其與廠家設(shè)備的集成，快速、高效率解決現(xiàn)網(wǎng)多廠家設(shè)備互通問(wèn)題，支持全網(wǎng)大規(guī)模接入網(wǎng)關(guān)業(yè)務(wù)和設(shè)備的快速創(chuàng)新和交付；

逐步實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的寬帶接入網(wǎng)絡(luò)管控架構(gòu)，屏蔽不同寬帶接入技術(shù)的差異，降低底層寬帶接入技術(shù)演進(jìn)對(duì)上層系統(tǒng)（如OSS、EMS、SDN控制器等）帶來(lái)的影響和升級(jí)改造；

逐步推動(dòng)和實(shí)現(xiàn)寬帶接入設(shè)備統(tǒng)一、標(biāo)準(zhǔn)的北向接口，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)可編程，提供自動(dòng)化編排能力支撐，進(jìn)一步推動(dòng)OLT設(shè)備開(kāi)放化；

管控系統(tǒng)平臺(tái)云化部署，實(shí)現(xiàn)云網(wǎng)協(xié)同，動(dòng)態(tài)擴(kuò)展，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)靈活升級(jí)和新業(yè)務(wù)快速部署。

進(jìn)一步提升寬帶接入網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)能力

思科VNI預(yù)測(cè)，未來(lái)幾年網(wǎng)絡(luò)流量年復(fù)合增長(zhǎng)率26%，基本3年翻一番，視頻業(yè)務(wù)將爆發(fā)式增長(zhǎng)，視頻流量的占比將超過(guò)80%，視頻業(yè)務(wù)是固網(wǎng)最重要的數(shù)字化業(yè)務(wù)。因此，主流運(yùn)營(yíng)商均推出家寬大視頻戰(zhàn)略，通過(guò)差異化的視頻包，提升競(jìng)爭(zhēng)力，增加ARPU。其中，4K已成熟商用，8K/VR業(yè)務(wù)開(kāi)展成為未來(lái)的戰(zhàn)略爭(zhēng)奪點(diǎn)。VR體驗(yàn)、沉浸體驗(yàn)、互交體驗(yàn)對(duì)寬帶及時(shí)延的要求如表所示。

表 ?VR體驗(yàn)、沉浸體驗(yàn)、互交體驗(yàn)的技術(shù)特點(diǎn)及對(duì)寬帶和時(shí)延的要求

帶寬是接入網(wǎng)基礎(chǔ)能力的核心指標(biāo)，開(kāi)通200M寬帶業(yè)務(wù)已逼近GPON線路帶寬極限（按照典型ODN 1:32分路比），從2016年開(kāi)始，中國(guó)移動(dòng)開(kāi)始進(jìn)行GPON向10G GPON的現(xiàn)網(wǎng)升級(jí)，并從2017年起開(kāi)始啟動(dòng)規(guī)模部署10G GPON FTTH。為進(jìn)一步推動(dòng)10G GPON產(chǎn)業(yè)鏈成熟，降低建網(wǎng)成本，中國(guó)移動(dòng)在2018年全球率先完成XG(S)-PON互通解耦，并從2019年開(kāi)始集采和商用部署解耦型千兆智能網(wǎng)關(guān)（包括對(duì)稱(chēng)和非對(duì)稱(chēng)型）。平滑演進(jìn)是網(wǎng)絡(luò)升級(jí)的基本要求，對(duì)于接入網(wǎng)主要需要解決兩方面的問(wèn)題：對(duì)現(xiàn)網(wǎng)存量ODN的兼容；最大化便利和簡(jiǎn)化的升級(jí)部署方案。

基于以上兩點(diǎn)目標(biāo)，為未來(lái)寬帶業(yè)務(wù)的發(fā)展預(yù)留更大的彈性，從2017年開(kāi)始中國(guó)移動(dòng)明確提出對(duì)于32dBm功率預(yù)算的XGS-PON Combo線路板卡的需求，并持續(xù)推動(dòng)XGS-PON產(chǎn)業(yè)鏈上電芯片、光芯片的成熟，并在2019年率先啟動(dòng)滿(mǎn)足32dBm功率預(yù)算要求的XGS-PON Combo技術(shù)的商用部署。

如何把10G的線路帶寬更靈活地在用戶(hù)側(cè)落地，就需要進(jìn)一步提升智能家庭網(wǎng)關(guān)對(duì)大帶寬業(yè)務(wù)流承載能力、高速業(yè)務(wù)插件的處理響應(yīng)能力和Wi-Fi的覆蓋能力。另外，通過(guò)智能組網(wǎng)終端與智能家庭網(wǎng)關(guān)的Wi-Fi協(xié)同實(shí)現(xiàn)延伸運(yùn)營(yíng)商對(duì)用戶(hù)家庭網(wǎng)絡(luò)覆蓋能力，同時(shí)提升對(duì)用戶(hù)家庭網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)維能力，為用戶(hù)提供更好的家庭網(wǎng)路體驗(yàn)也是目前國(guó)內(nèi)運(yùn)營(yíng)商的家庭側(cè)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展趨勢(shì)之一。對(duì)于多AP的協(xié)同，針對(duì)較大戶(hù)型家庭還可以進(jìn)一步引入mesh功能，實(shí)現(xiàn)Wi-Fi自組網(wǎng)、無(wú)縫漫游。運(yùn)營(yíng)商還可在此基礎(chǔ)上對(duì)家庭網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量、業(yè)務(wù)感知/體驗(yàn)優(yōu)化、物聯(lián)網(wǎng)終端等多維度豐富智慧家庭的體驗(yàn)。

國(guó)內(nèi)10G PON已經(jīng)規(guī)模商用，面向下一個(gè)7年后（每一代PON技術(shù)大約生命周期）的超千兆業(yè)務(wù)，例如6自由度VR交互游戲以及5G小基站移動(dòng)回傳等業(yè)務(wù)承載，對(duì)下一代PON在帶寬、時(shí)延、同步精度等網(wǎng)絡(luò)指標(biāo)和網(wǎng)絡(luò)切片能力等方面將提出新的需求?；贕PON/EPON時(shí)代同步，10G PON時(shí)代突破打下的國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，由國(guó)內(nèi)企業(yè)牽頭于2018年初在ITU-T聯(lián)合成功完成50G PON標(biāo)準(zhǔn)立項(xiàng)，引領(lǐng)確立了下一代PON的技術(shù)發(fā)展路線。目前50G PON的需求部分G.hsp.req的Draft正在起草階段，波長(zhǎng)規(guī)劃和速率選擇已經(jīng)基本達(dá)成共識(shí)，當(dāng)前焦點(diǎn)主要集中在PMD層的規(guī)格和指標(biāo)要求，這反映出高功率預(yù)算、高速突發(fā)發(fā)送/接收對(duì)電芯片和光芯片帶來(lái)的巨大技術(shù)挑戰(zhàn)，所以50G PON已進(jìn)入關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)階段，需要上下游產(chǎn)業(yè)鏈精誠(chéng)協(xié)力。

千兆時(shí)代的業(yè)務(wù)質(zhì)量和用戶(hù)體驗(yàn)提升思路

有線寬帶是一個(gè)端到端網(wǎng)絡(luò)，除了直接面向用戶(hù)外，還需要面向多業(yè)務(wù)承載，而不同業(yè)務(wù)對(duì)于網(wǎng)絡(luò)KPI的要求又有不同。傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)只負(fù)責(zé)連接并不感知業(yè)務(wù)，有線寬帶網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模優(yōu)勢(shì)要充分發(fā)揮，就必須要建立端到端的寬帶業(yè)務(wù)質(zhì)量監(jiān)測(cè)體系，包括以下幾方面。

完善業(yè)務(wù)KQI采集手段

??軟探針?lè)桨?，主要部署在智能網(wǎng)關(guān)和機(jī)頂盒上；

??硬探針?lè)桨福鶕?jù)需要機(jī)動(dòng)、非靜態(tài)部署；

??集中式DPI，主要部署在省網(wǎng)核心和城域出口；

軟探針主要受限于終端硬件設(shè)備能力，現(xiàn)階段被動(dòng)監(jiān)測(cè)能力有限，但更靠近用戶(hù)對(duì)業(yè)務(wù)KQI監(jiān)測(cè)更準(zhǔn)確；集中式DPI采用被動(dòng)方式監(jiān)測(cè)業(yè)務(wù)質(zhì)量，覆蓋業(yè)務(wù)質(zhì)量指標(biāo)更靈活，但投資較大，需針對(duì)家寬業(yè)務(wù)特點(diǎn)做功能定制化裁剪和部署方案優(yōu)化，降低部署成本。

統(tǒng)一業(yè)務(wù)質(zhì)量指標(biāo)體系

有線寬帶新業(yè)務(wù)不斷涌現(xiàn)，業(yè)務(wù)質(zhì)量指標(biāo)需要不斷完善，不斷豐富家庭寬帶業(yè)務(wù)指標(biāo)體系，覆蓋更多的家庭寬帶業(yè)務(wù)場(chǎng)景。同時(shí)還需要保證不同采集方案、不同采集位置、不同采集設(shè)備的業(yè)務(wù)質(zhì)量指標(biāo)的計(jì)算方式需要統(tǒng)一。

引入AI關(guān)聯(lián)KQI與KPI 實(shí)現(xiàn)主動(dòng)運(yùn)維

針對(duì)家庭寬帶存在的用戶(hù)體驗(yàn)與網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量指標(biāo)不同步、業(yè)務(wù)問(wèn)題發(fā)現(xiàn)由用戶(hù)投訴觸發(fā)事后被動(dòng)、解決途徑為人工上門(mén)低效成本高等問(wèn)題，需要分階段構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)KPI與業(yè)務(wù)KQI的關(guān)聯(lián)能力，這就需要引入AI和大數(shù)據(jù)技術(shù)，對(duì)家庭寬帶端到端網(wǎng)元上采集的網(wǎng)絡(luò)KPI數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)KQI采集點(diǎn)（DPI、軟探針）獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘和建模，實(shí)現(xiàn)從“被動(dòng)運(yùn)維”向“主動(dòng)運(yùn)維”“智能運(yùn)維”轉(zhuǎn)變，對(duì)已出現(xiàn)問(wèn)題能快速故障定界和盡可能遠(yuǎn)程排障、對(duì)未出現(xiàn)問(wèn)題能提前發(fā)現(xiàn)和問(wèn)題消滅在萌芽中，這樣才能充分發(fā)揮千兆有線寬帶網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢(shì)。

展望

千兆業(yè)務(wù)時(shí)代，有線寬帶接入網(wǎng)發(fā)展呈現(xiàn)寬帶化、智能化、虛擬化趨勢(shì)，SDN/NFV、AI等IT、DT新技術(shù)浪潮正在深刻重塑CT基礎(chǔ)設(shè)施，千兆時(shí)代的新業(yè)務(wù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬、時(shí)延、智能運(yùn)維、網(wǎng)絡(luò)開(kāi)放都提出了更高要求，運(yùn)營(yíng)商需要打造一張更高標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一接入平臺(tái)，更好地服務(wù)個(gè)人（5G）、家庭（智慧家庭）、政企（VPN上云/互聯(lián)）、城市（智慧城市）等四大領(lǐng)域數(shù)字化創(chuàng)新。

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