天天速訊：面向家庭算力網(wǎng)絡(luò)的云網(wǎng)關(guān)解決方案

（CWW）隨著科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的深入發(fā)展，一個以算力為核心生產(chǎn)力的時代加速到來。算力已成為全社會數(shù)智化轉(zhuǎn)型的基石，將影響數(shù)字經(jīng)濟的發(fā)展速度。網(wǎng)絡(luò)作為連接用戶、數(shù)據(jù)、算力的“主動脈”，與算力的融合共生不斷深入，算力網(wǎng)絡(luò)的概念由此而生。

面向家庭場景，為用戶提供更精細、更豐富、更貼心的算力網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，成為通信運營商共同的追求。家庭接入網(wǎng)關(guān)作為運營商連接家庭用戶網(wǎng)絡(luò)的重要觸點，自然成為解決家庭用戶算力需求的關(guān)鍵。除此之外，隨著家寬用戶市場規(guī)模趨于飽和，運營商面臨增量不增收的困境，如何提升單用戶的ARPU值、降低家寬業(yè)務(wù)的建設(shè)運維成本，也成為運營商亟待解決的難題。

【資料圖】

下面以某省移動公司家庭接入網(wǎng)關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計為例進行分析。在其現(xiàn)網(wǎng)1753萬家寬用戶中，有近200萬依舊使用SFU設(shè)備接入，而SFU設(shè)備存在支持速率低、管控能力弱且不支持3層路由功能和插件部署等弊病，在現(xiàn)有基于插件開通增值業(yè)務(wù)的解決方案下，只能通過更換終端硬件加以解決。即便是占比最大的智能網(wǎng)關(guān)也有不足之處，如設(shè)備型號多、版本多、版本升級頻率低，造成功能插件適配困難，直接影響新業(yè)務(wù)試點和規(guī)?；茝V。此外，終端硬件都存在8~10年固有生命周期，功能越多意味著設(shè)備規(guī)格越高，造價也越高，使得分攤成本居高不下。而單點的硬件規(guī)格資源終究是有限的，無法滿足未來多業(yè)務(wù)并發(fā)對硬件性能的需求，這將成為影響算力的瓶頸。

針對上述問題，云網(wǎng)關(guān)解決方案借助云計算、NFV和SDN等技術(shù)，破除業(yè)務(wù)與硬件綁定，化解終端算力瓶頸，降低家庭接入網(wǎng)關(guān)硬件規(guī)格要求，達成靈活部署開通增值業(yè)務(wù)、有效降低建設(shè)維護成本的目標。

云網(wǎng)關(guān)技術(shù)方案

云網(wǎng)關(guān)核心是利用NFV和SDN技術(shù)，基于硬件網(wǎng)關(guān)3層及以上功能邊緣云化、終端白盒化的思路，將PPPoE、NAT、增值業(yè)務(wù)插件等功能上云，實現(xiàn)家庭接入網(wǎng)關(guān)終端功能大幅精簡，使業(yè)務(wù)不再受硬件接口和系統(tǒng)的限制。

技術(shù)邏輯

云網(wǎng)關(guān)技術(shù)涉及三大功能組件，分別是云網(wǎng)關(guān)、白盒網(wǎng)關(guān)和云網(wǎng)關(guān)能力平臺，邏輯架構(gòu)如圖1所示，相關(guān)組件功能如下。

云網(wǎng)關(guān)：將硬件網(wǎng)關(guān)功能虛擬化上云，以容器化方式部署；負責用戶撥號，管理下掛終端，對寬帶上網(wǎng)流量進行調(diào)度。

白盒網(wǎng)關(guān)：完成基本的光電轉(zhuǎn)換，網(wǎng)絡(luò)控制和管理均交由云端處理，本地硬件大幅精簡。

云網(wǎng)關(guān)能力平臺：解決云網(wǎng)關(guān)資源統(tǒng)一配置及網(wǎng)絡(luò)編排問題，提供業(yè)務(wù)開通配置管理和業(yè)務(wù)監(jiān)控，實現(xiàn)增值業(yè)務(wù)便捷、快速部署。

圖1云網(wǎng)關(guān)邏輯架構(gòu)

業(yè)務(wù)邏輯

按照理想組網(wǎng)模式，白盒網(wǎng)關(guān)或智能網(wǎng)關(guān)通過TR069協(xié)議對接RMS系統(tǒng)，實現(xiàn)納管和配置下發(fā)，轉(zhuǎn)變成云網(wǎng)關(guān)配置，用戶訪問網(wǎng)絡(luò)流量經(jīng)白盒網(wǎng)關(guān)接入，沿OLT上行至云網(wǎng)關(guān)。云網(wǎng)關(guān)一方面通過能力平臺對接省側(cè)IT、IP支撐系統(tǒng)，為業(yè)務(wù)開通提供配置管理和業(yè)務(wù)監(jiān)控，完成傳統(tǒng)的PPPoE撥號認證；另一方面，根據(jù)云網(wǎng)關(guān)能力平臺的服務(wù)編排，結(jié)合云化插件應(yīng)用、業(yè)務(wù)云網(wǎng)關(guān)，對流量進行精準識別分流，將訪問本地邊緣云的流量直接終結(jié)在邊緣DC，將訪問第三方加速服務(wù)的業(yè)務(wù)流量通過對接第三方POP點完成流量轉(zhuǎn)發(fā)，對普通互聯(lián)網(wǎng)的流量繼續(xù)通過原有路徑轉(zhuǎn)發(fā)至CMNET訪問。

云網(wǎng)關(guān)組網(wǎng)方案如圖2所示，云網(wǎng)關(guān)實現(xiàn)了以下4項能力。

一是突破邊緣算力瓶頸，將家庭網(wǎng)絡(luò)延伸至邊緣云，為用戶提供豐富的增值業(yè)務(wù)。

二是雙速網(wǎng)絡(luò)，用戶訪問邊緣DC上的業(yè)務(wù)帶寬不受簽約帶寬限制，直達PON網(wǎng)絡(luò)技術(shù)峰值速率，實現(xiàn)邊緣云局域網(wǎng)式體驗。

三是云化插件應(yīng)用，可快捷靈活部署在云平臺，解決插件適配難、適配慢困境，助力增值業(yè)務(wù)快速部署開通。

四是智能分發(fā)，通過協(xié)同業(yè)務(wù)網(wǎng)關(guān)、插件業(yè)務(wù)應(yīng)用、CDN網(wǎng)絡(luò)，優(yōu)化流量轉(zhuǎn)發(fā)路徑，實現(xiàn)高效轉(zhuǎn)發(fā)、智能轉(zhuǎn)發(fā)。

圖2云網(wǎng)關(guān)組網(wǎng)方案

組網(wǎng)方案

由于云網(wǎng)關(guān)的部署依賴云池資源，并且涉及與接入網(wǎng)和城域網(wǎng)的對接，需要基于運營商網(wǎng)絡(luò)情況制定適合的網(wǎng)絡(luò)方案。結(jié)合主流運營商網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和云資源池部署情況，目前推薦以下2種組網(wǎng)方式，如圖3所示。

圖3試點組網(wǎng)方案拓撲結(jié)構(gòu)

●方案1——云網(wǎng)關(guān)對接CR

云網(wǎng)關(guān)對接地市城域網(wǎng)CR設(shè)備，將用戶家寬流量引入云網(wǎng)關(guān)，可新建專用BRAS滿足云網(wǎng)關(guān)用戶的3A認證和普通互聯(lián)網(wǎng)流量匯聚轉(zhuǎn)發(fā)，避免流量重復(fù)繞轉(zhuǎn)CR設(shè)備。

該方案的優(yōu)點有兩個：一是可根據(jù)運營商策略在試點地市范圍內(nèi)靈活選取用戶升級到云網(wǎng)關(guān)用戶，不再受BRAS覆蓋用戶限制，能夠覆蓋更廣闊的用戶范圍；二是結(jié)合現(xiàn)有云池部署情況，大部分地市城域網(wǎng)CR節(jié)點有云資源池，便于組織云網(wǎng)關(guān)所需要的云池資源。

該方案的缺點也有兩個：一是CR設(shè)備作為城域網(wǎng)的骨干匯聚出口設(shè)備，端口造價較城域網(wǎng)其他設(shè)備翻倍，用戶流量經(jīng)CR繞轉(zhuǎn)引入會增加網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本，不利于超大規(guī)模部署；二是如針對云網(wǎng)關(guān)用戶引入專用BRAS，建網(wǎng)成本也將相應(yīng)增加，并伴隨著云網(wǎng)關(guān)用戶數(shù)增加需要占用更多的BRAS設(shè)備和CR端口資源。

●方案2——云網(wǎng)關(guān)對接BRAS

云網(wǎng)關(guān)對接現(xiàn)有城域網(wǎng)BRAS設(shè)備，由BRAS將其覆蓋范圍內(nèi)的云網(wǎng)關(guān)用戶流量導(dǎo)入云網(wǎng)關(guān)，相關(guān)的用戶3A認證和普通互聯(lián)網(wǎng)流量匯聚轉(zhuǎn)發(fā)沿用原BRAS設(shè)備。

該方案的優(yōu)點有兩個：一是與邏輯拓撲結(jié)構(gòu)較為接近，流量繞轉(zhuǎn)少，網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本較方案1明顯降低；二是邊緣云更貼近用戶，能進一步提升用戶的云上應(yīng)用服務(wù)感知，且能實現(xiàn)本地流量本地終結(jié)。

該方案的缺點有三個：一是云網(wǎng)關(guān)用戶范圍被限定，只有與云網(wǎng)關(guān)對接的BRAS下，家寬才可升級云網(wǎng)關(guān)模式，如果目標用戶分散，則需要云網(wǎng)關(guān)與多個BRAS設(shè)備對接；二是需要更多的邊緣云池資源支持，尤其是能下沉到BRAS節(jié)點機房，結(jié)合運營商邊緣云現(xiàn)狀和規(guī)劃，大部分地市暫不具備條件；三是如果涉及BRAS與邊緣云池異局址，則需要解決傳輸互聯(lián)鏈路和引入更多傳輸時延的問題。

●方案對比

根據(jù)運營商云資源池建設(shè)現(xiàn)狀和規(guī)劃情況，初期云網(wǎng)關(guān)項目試點建議采用方案1——云網(wǎng)關(guān)對接CR方案。主要原因如下：一是支持覆蓋升級云網(wǎng)關(guān)模式用戶范圍廣，基本涵蓋地市范圍內(nèi)的家寬用戶，能更靈活地選取目標用戶開展增值業(yè)務(wù)試點，展現(xiàn)云網(wǎng)關(guān)產(chǎn)品價值；二是更容易解決部署云網(wǎng)關(guān)所需的服務(wù)器資源，推薦充分利用已建設(shè)的地市級云池。

后期隨邊緣云池資源建設(shè)推進、云網(wǎng)關(guān)模式用戶規(guī)模增加，則推薦采用方案2——云網(wǎng)關(guān)對接BRAS。相關(guān)理由如下：一是能大量減少流量繞轉(zhuǎn)，有效節(jié)省網(wǎng)絡(luò)側(cè)建設(shè)成本；二是能夠更好發(fā)揮邊緣云貼近用戶的優(yōu)點，進一步提升用戶上云感知。

云網(wǎng)關(guān)產(chǎn)品價值及意義

云網(wǎng)關(guān)的產(chǎn)品價值可以通過助力降本增效和賦能新業(yè)務(wù)兩個方面來體現(xiàn)。

云網(wǎng)關(guān)助力降本增效云網(wǎng)關(guān)不僅支持現(xiàn)有家庭接入網(wǎng)關(guān)靜默平滑升級，保護已有投資，增加功能特性；還能支撐新裝/替換用戶降低終端設(shè)備成本，實現(xiàn)降本增效目標。

●現(xiàn)有家庭接入網(wǎng)關(guān)可靜默升級云網(wǎng)關(guān)模式

現(xiàn)有家庭接入網(wǎng)關(guān)可根據(jù)設(shè)備類型選擇運行模式，進行靜默升級，目前的云網(wǎng)關(guān)方案能支持全量的現(xiàn)有接入終端設(shè)備。升級后接入網(wǎng)關(guān)設(shè)備便可不強依賴終端硬件插件能力即能實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量監(jiān)測和增值業(yè)務(wù)快速部署，如圖4所示。另外還能通過降低對接入網(wǎng)關(guān)硬件的性能需求，延長現(xiàn)有設(shè)備壽命，進一步節(jié)省終端建設(shè)成本。

圖4現(xiàn)有網(wǎng)關(guān)靜默升級云網(wǎng)關(guān)方案

●新裝家庭接入網(wǎng)關(guān)采用白盒網(wǎng)關(guān)

針對新裝機的家寬用戶，家庭接入網(wǎng)關(guān)終端設(shè)備可直接采用白盒網(wǎng)關(guān)。結(jié)合白盒網(wǎng)關(guān)研發(fā)情況，其造價較傳統(tǒng)設(shè)備降低約20%~30%，而且隨著采購規(guī)模的擴大和產(chǎn)業(yè)鏈的支持，造價將進一步降低?；诓寮I(yè)務(wù)功能云化，通過白盒網(wǎng)關(guān)+云網(wǎng)關(guān)的形式，以最低終端成本滿足家寬基礎(chǔ)及增值業(yè)務(wù)承載。白盒網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)功能架構(gòu)如圖5所示。

圖5白盒網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)功能架構(gòu)

●降本效果評估

通過對運營商家寬業(yè)務(wù)進行全流程分析，并參考東部省份的最新建設(shè)維護成本數(shù)據(jù)，下面以某省建設(shè)100萬家庭接入終端為例，對比傳統(tǒng)網(wǎng)關(guān)解決方案與云網(wǎng)關(guān)解決方案的用戶造價。其中建設(shè)的100萬家庭接入終端中，50萬為新用戶，其余為存量用戶。造價分析過程如表1所示。

注：1.云網(wǎng)關(guān)平臺網(wǎng)絡(luò)、云池成本估算按照規(guī)模化部署和現(xiàn)有運營商集采價格進行估算。2.云網(wǎng)關(guān)解決方案考慮存量50萬終端中，25萬因設(shè)備性能需替換（參考浙江省調(diào)研數(shù)據(jù)比例），可通過升級云網(wǎng)關(guān)解決性能瓶頸問題，節(jié)省終端硬件替換。

通過上面表格分析可知，云網(wǎng)關(guān)解決方案較傳統(tǒng)網(wǎng)關(guān)解決方案在建設(shè)維護方面節(jié)約大概30%的成本支持，降本效果明顯。

云網(wǎng)關(guān)賦能新業(yè)務(wù)

云網(wǎng)關(guān)可以通過增值插件云化部署和云上服務(wù)局域網(wǎng)化實現(xiàn)新業(yè)務(wù)賦能。

●增值插件云化部署

以云網(wǎng)關(guān)為載體，插件功能云端實現(xiàn)，破解網(wǎng)關(guān)適配周期長、硬件瓶頸問題，解決現(xiàn)有智能家庭網(wǎng)關(guān)平滑遷移場景化寬帶業(yè)務(wù)以及老舊SFU、HGU非智能終端不可訂購增值業(yè)務(wù)問題，助力業(yè)務(wù)規(guī)?；茝V。

下面以場景化寬帶業(yè)務(wù)為例，分析云網(wǎng)關(guān)模式下場景化寬帶流量，如圖6所示。用戶流量通過PON網(wǎng)絡(luò)接入后，經(jīng)BRAS流入云網(wǎng)關(guān)，由于在云網(wǎng)關(guān)的業(yè)務(wù)網(wǎng)關(guān)側(cè)部署了場景化寬帶相關(guān)功能應(yīng)用，對流量進行分類篩選：將綠色上網(wǎng)業(yè)務(wù)經(jīng)過護苗模塊過濾后訪問網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)上網(wǎng)管控；將訪問境內(nèi)外在線教育、各類學術(shù)網(wǎng)站的流量疏導(dǎo)到教育加速平臺，實現(xiàn)教育加速；將各類游戲流量疏導(dǎo)到游戲加速平臺，實現(xiàn)電競加速。

圖6云網(wǎng)關(guān)模式下場景化寬帶流量

●云上服務(wù)局域網(wǎng)式體驗借助云網(wǎng)關(guān)高速率、大流量、低時延的雙速網(wǎng)絡(luò)特性，讓云NAS、云游戲、云電腦等云上虛擬化走進用戶家中。

云NAS：基于家庭光寬帶、邊緣云資源、云網(wǎng)關(guān)，為家庭用戶提供“極速、安全、可靠、便捷、共享”的數(shù)字存儲服務(wù)，實現(xiàn)家庭多成員數(shù)據(jù)統(tǒng)一存儲、管理、共享、備份，并可通過電腦、電視、手機等終端瀏覽、存取，業(yè)務(wù)邏輯如圖7所示。

圖7云NAS業(yè)務(wù)邏輯

云游戲：結(jié)合云網(wǎng)關(guān)雙速網(wǎng)絡(luò)特性，將游戲業(yè)務(wù)部署在云網(wǎng)關(guān)后的業(yè)務(wù)網(wǎng)關(guān)上，解決制約云游戲發(fā)展的時延和帶寬“致命瓶頸”，讓云游戲更貼近家庭主機般的用戶體驗。云游戲業(yè)務(wù)邏輯如圖8所示。

圖8云游戲業(yè)務(wù)邏輯

云主機：依托優(yōu)質(zhì)邊緣云網(wǎng)資源及先進桌面虛擬化技術(shù)，通過APP或遠程登錄使用戶在家中即可享受與實體PC一樣的配置和使用體驗，用戶可以隨時隨地通過云電腦移動辦公、休閑娛樂，享受“口袋電腦”的便捷，業(yè)務(wù)邏輯如圖9所示。

圖9云主機業(yè)務(wù)邏輯

●價值收益分析云網(wǎng)關(guān)產(chǎn)品助力現(xiàn)有終端服務(wù)能力提升，破解網(wǎng)關(guān)插件適配難、業(yè)務(wù)推廣難的困境，快速支撐創(chuàng)新業(yè)務(wù)落地，并結(jié)合邊緣云增值應(yīng)用，為用戶提供更為豐富的增值產(chǎn)品，滿足各類家庭算力需求，實現(xiàn)能力和營收雙突破。

一方面，支撐產(chǎn)品能力提升。云網(wǎng)關(guān)技術(shù)能有效提升現(xiàn)有終端的增值業(yè)務(wù)服務(wù)能力，解耦硬件，延長終端使用壽命。具體能力提升對比如表2所示。

表2 家庭網(wǎng)關(guān)能力提升對比

另一方面，支撐市場業(yè)務(wù)創(chuàng)收。通過云網(wǎng)關(guān)技術(shù)賦能新業(yè)務(wù)，結(jié)合目前已成熟業(yè)務(wù)產(chǎn)品，能夠有效提升家寬ARPU值，并創(chuàng)建更優(yōu)的服務(wù)品牌形象。下面以目前可商用部署的應(yīng)用為例，分析云網(wǎng)關(guān)部署后可能帶來的增值業(yè)務(wù)收入，云網(wǎng)關(guān)賦能新業(yè)務(wù)收益分析如表3所示。

表3 云網(wǎng)關(guān)賦能新業(yè)務(wù)收益分析（每千萬用戶）

注：1.業(yè)務(wù)用戶滲透率參照行業(yè)相關(guān)數(shù)據(jù)。2.場景化寬帶、云游戲、云電腦、云NAS參照市場相關(guān)產(chǎn)品定價。

面向家庭算力網(wǎng)絡(luò)的云網(wǎng)關(guān)解決方案，不僅徹底解耦了家寬用戶業(yè)務(wù)與硬件終端的強綁定，將家庭局域網(wǎng)邊界延伸至運營商云端，為用戶提供各類增值服務(wù)（如云游戲、云NAS、云電腦等），同時還能幫助運營商優(yōu)化家寬網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，降低家寬網(wǎng)關(guān)新裝和維護成本，突破終端網(wǎng)關(guān)單點算力瓶頸及業(yè)務(wù)適配難關(guān)，滿足業(yè)務(wù)靈活部署、開通需求，支撐新興業(yè)務(wù)和運營模式。

關(guān)鍵詞： 算力網(wǎng)絡(luò) 家庭網(wǎng)絡(luò) 算力需求 ARPU值