在當(dāng)前的帶寬需求下，硬件擴(kuò)容涉及到大規(guī)模的BRAS、SR、CR的升級替換，由20G/40G平臺向100G/400G平臺升級，由此產(chǎn)生的投資效益成本和利用率不均衡這兩大問題，促使運(yùn)營商不得不去探討和研究新的解決方案。

　　為滿足“寬帶中國”和“提速降費(fèi)”的帶寬要求，運(yùn)營商已經(jīng)在接入層全面推進(jìn)了全光網(wǎng)改造，將傳統(tǒng)PSTN語音和DSLAM寬帶網(wǎng)絡(luò)全部采用FTTH/B網(wǎng)絡(luò)改造，目前一大批全光縣、全光市、全光省陸續(xù)宣布建成，接入層高速的全光網(wǎng)絡(luò)改造將于近期內(nèi)基本完成。

　　接入網(wǎng)帶寬能力的快速提升，使得在應(yīng)用層面以IPTV為代表的視頻類業(yè)務(wù)快速發(fā)展，并一躍成為目前最主要的應(yīng)用，標(biāo)清視頻、高清視頻、4K電視不斷提出更高的帶寬需求，組播業(yè)務(wù)和點(diǎn)播業(yè)務(wù)也分別給城域網(wǎng)提出了不同要求。

　　另外，IPv4地址資源短缺問題也是長期困擾互聯(lián)網(wǎng)的難題，目前IPv4資源已經(jīng)耗盡，沒有新的IPv4地址資源可申請，在IPv6規(guī)模應(yīng)用前，只能靠更充分地提高原有IPv4利用率和部署NAT44方式作為過渡，以解決IP地址緊張的問題。

　　上述這些問題都對IP城域網(wǎng)提出更高處理能力的要求，而提升網(wǎng)絡(luò)能力就面臨解決方案的選擇：一是沿用傳統(tǒng)的擴(kuò)容方式，對匯聚層、核心層設(shè)備進(jìn)行物理硬件的能力擴(kuò)容，二是探討新興的SDN和NFV技術(shù)解決方案。

　　在接入網(wǎng)帶寬瓶頸解決后，IP城域網(wǎng)的帶寬壓力問題已經(jīng)凸顯，如何快速滿足接入層爆發(fā)式的帶寬增長需求，成為IP城域網(wǎng)當(dāng)前的主要問題。

　　設(shè)備升級替換催促新技術(shù)落地

　　在當(dāng)前的帶寬需求下，硬件擴(kuò)容涉及到大規(guī)模的BRAS、SR、CR的升級替換，由20G/40G平臺向100G/400G平臺升級，對于大規(guī)模的業(yè)務(wù)控制層節(jié)點(diǎn)設(shè)備升級到100G/400G平臺，投資效益成本和利用率不均衡這兩大問題也使運(yùn)營商有必要去探討和研究新的解決方案。

　　近兩年，網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域最火熱的當(dāng)屬SDN和NFV兩大技術(shù)，可以預(yù)見，在未來一段時間內(nèi)，SDN和NFV將成為網(wǎng)絡(luò)世界的“主角”！目前，云計算數(shù)據(jù)中心SDN、移動核心網(wǎng)NFV、IP城域網(wǎng)NFV是當(dāng)前探討較多的應(yīng)用場景。

　　NFV主要目標(biāo)是解決運(yùn)營商面臨的網(wǎng)絡(luò)問題和業(yè)務(wù)挑戰(zhàn)，不同運(yùn)營商面臨的實(shí)際情況各不相同，所處的競爭環(huán)境也有差異。因此，在NFV的應(yīng)用上采用的策略和方向也不盡相同，有的先從BRAS設(shè)備虛擬化入手，也有先嘗試虛擬化CPE，這兩種方案所解決的問題各有側(cè)重，但最終方向都是利用NFV技術(shù)實(shí)現(xiàn)硬件平臺的標(biāo)準(zhǔn)化和網(wǎng)絡(luò)功能的虛擬化，這里我們重點(diǎn)探討一下BRAS虛擬化的方案。

　　IP寬帶城域網(wǎng)vBRAS方案探討

　　目前IP城域網(wǎng)業(yè)務(wù)控制層主要存在以下4個問題：

　　1.現(xiàn)有業(yè)務(wù)與網(wǎng)絡(luò)松耦合模式，提供增值服務(wù)及端到端智能管道能力有限；

　　2.BRAS為分布式部署，由于地域及業(yè)務(wù)不均衡，不能有效利用設(shè)備利用率，導(dǎo)致資源不能有效利用，不利于節(jié)省投資；

　　3.普遍為20G/40G平臺設(shè)備，由于接入層全面提速，產(chǎn)生了大量全新的OLT 10G顆粒度的上聯(lián)需求，導(dǎo)致平臺能力不足，并需要向更高的平臺升級改造，造成投資成本急劇上升；

　　4.BRAS為各廠家封閉式系統(tǒng)，新業(yè)務(wù)能力上線慢，與業(yè)務(wù)系統(tǒng)對接復(fù)雜。

　　vBRAS是業(yè)界首先采用NFV技術(shù)的專業(yè)網(wǎng)絡(luò)解決方案，如圖1所示，其功能主要體現(xiàn)在業(yè)務(wù)控制層：采用Overlay技術(shù)，引入SDN控制器，實(shí)現(xiàn)控制與數(shù)據(jù)的分離；在數(shù)據(jù)中心引入VNF Manager，實(shí)現(xiàn)BRAS功能虛擬化。

　　匯聚POP點(diǎn)vBRAS演進(jìn)路線

　　考慮現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)和vBRAS的技術(shù)演進(jìn)因素，IP寬帶城域網(wǎng)匯聚POP點(diǎn)vBRAS方案演進(jìn)分3個階段。

　　步驟一，基于SDN/NFV架構(gòu)的POP虛擬化（如圖1所示）

　　虛擬化：BRAS設(shè)備虛擬化，局部引入替代原節(jié)點(diǎn)物理BRAS設(shè)備，負(fù)責(zé)用戶的接入認(rèn)證、及業(yè)務(wù)功能。

　　支持的業(yè)務(wù)功能：PPPoE/IPoE/Portal Server、基本QoS功能、用戶自助提速功能（執(zhí)行AAA下發(fā)LR參數(shù)及UserProfile的策略）、NAT444功能、IPv4/IPv6、MPLS VPN、L2TP VPDN、AAA對接、分層Qos功能、支持HA熱備。

　　性能擴(kuò)展和可靠性：IRF集群內(nèi)部使用1:1堆疊保證系統(tǒng)可靠性和業(yè)務(wù)性能，支持用戶Session和會話同步；支持多集群分擔(dān)業(yè)務(wù)流量，交換機(jī)根據(jù)用戶QinQ標(biāo)簽將不同用戶的流量引入不同vBRAS集群。當(dāng)集群內(nèi)部性能無法滿足用戶需求時，可以增加vBRAS設(shè)備并與原有設(shè)備形成新的集群，滿足用戶性能擴(kuò)展的需求。

　　承載網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)中心化：基于SDN的Overlay承載網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)城域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的虛擬化，所有城域網(wǎng)交換機(jī)支持VxLAN功能，支持基于VxLAN業(yè)務(wù)隔離，支持業(yè)務(wù)的自動遷移和策略跟隨。

　　圖1 vBRAS第一階段方案

　　步驟二，基于SDN/NFV架構(gòu)的POP資源池化方案（如圖2所示）

　　資源池化的管理：管理網(wǎng)絡(luò)中增加基于Openstack的VNFM，管理vBRAS整個生命周期，提供vBRAS自動部署，狀態(tài)監(jiān)控和配置管理功能；通過VNFM和VCF Controller實(shí)現(xiàn)彈性調(diào)整；VCF Controller提供標(biāo)準(zhǔn)北向接口Rest API，實(shí)現(xiàn)與運(yùn)維平臺的對接；整個Cluster對外呈現(xiàn)一個管理實(shí)體，管理簡單。

　　圖2 vBRAS第二階段方案

　　步驟三，基于SDN/NFV架構(gòu)的POP業(yè)務(wù)定制方案（如圖3所示）

　　服務(wù)鏈支持：利用NFV實(shí)現(xiàn)虛擬服務(wù)鏈資源池；配合服務(wù)鏈代理技術(shù)，在服務(wù)鏈中引入第三方設(shè)備，實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)開放的業(yè)務(wù)資源池；

　　圖3 vBRAS第三階段方案

　　引入vBRAS方案應(yīng)注意的事項

　　從SDN和NFV的炙熱度可以知道，vBRAS是IP寬帶城域網(wǎng)業(yè)務(wù)控制層演進(jìn)的方向，但就現(xiàn)階段而言，在探討vBRAS引入方案時還應(yīng)該充分考慮以下三個方面。

　　1、vBRAS是一項技術(shù)變革同時也帶來管理變革，需要在規(guī)劃、建設(shè)、維護(hù)等方面同時做好充分準(zhǔn)備，在組織適配、流程適配上做好相應(yīng)的提前準(zhǔn)備；

　　2、要充分考慮新技術(shù)與原有業(yè)務(wù)、網(wǎng)絡(luò)的無縫銜接，通過局部試點(diǎn)，經(jīng)過充分驗證后，再進(jìn)行大規(guī)模部署；

　　3、由于NFV是以通用服務(wù)器實(shí)現(xiàn)專用電信設(shè)備，通用服務(wù)器的強(qiáng)項是計算能力，所以NFV在純控制場景優(yōu)勢明顯，例如無線核心網(wǎng)的vIMS。城域BRAS是控制與轉(zhuǎn)發(fā)并重的一個設(shè)備，而x86轉(zhuǎn)發(fā)能力相對現(xiàn)有的BRAS還有待突破，短期看vBRAS的轉(zhuǎn)發(fā)性能、成本、功耗等方面還不能完全替換物理BRAS，但可以根據(jù)實(shí)際需求做積極探討和嘗試。

　　未來展望

　　隨著SDN和NFV技術(shù)不斷完善，其對運(yùn)營商的價值與可行性在不斷的研討和實(shí)踐中已經(jīng)得到初步驗證，逐步形成商用的場景和解決方案。2016年是業(yè)界開始逐漸試點(diǎn)和發(fā)展SDN和NFV的一年，相信它們在實(shí)際應(yīng)用中會得到進(jìn)一步完善，網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量將會更加優(yōu)化，將會以高質(zhì)量網(wǎng)絡(luò)匹配云計算、大數(shù)據(jù)等新興信息技術(shù)業(yè)務(wù)應(yīng)用發(fā)展對網(wǎng)絡(luò)的需求，大大提升用戶體驗，為業(yè)務(wù)規(guī)?；\(yùn)營打下提供良好支撐。