中國移動家庭業(yè)務(wù)切片解決方案，實現(xiàn)1個具備四大能力的專屬落地

作者簡介：程燁、王金江，中國移動智慧家庭運營中心（杭州研發(fā)中心）

1 引言

2020年隨著5G進入規(guī)模建設(shè)及商用階段，Wifi6快速普及，以全光化為特征的F5G（第五代固定網(wǎng)絡(luò)）走向商用，于是乎業(yè)界將“5G和寬帶雙千兆”的Slogan升級為“三千兆”，而中國移動更是基于千兆5G、千兆寬帶、千兆WIFI、千兆應(yīng)用、千兆服務(wù)推出了全千兆整體解決方案，信息通信全新時代正拉開帷幕。

與此同時，新冠疫情使得家庭場景成為工作、生活、娛樂的主陣地，類似遠(yuǎn)程辦公、在線教育、云VR音樂會、云游戲等各類業(yè)務(wù)應(yīng)用呈現(xiàn)出爆發(fā)式的增長，同時這些業(yè)務(wù)對于網(wǎng)絡(luò)也提出了更加嚴(yán)苛和差異化的保障要求，希望獲得“超低延時、超低丟包、不卡頓”的專屬化智能網(wǎng)絡(luò)保障服務(wù)。

中國移動在業(yè)界率先對基于F5G的家庭業(yè)務(wù)切片進行專項研發(fā)和現(xiàn)網(wǎng)試點，一起聊聊家庭業(yè)務(wù)切片解決方案：

1、家庭業(yè)務(wù)切片是什么，能做什么？

2、家庭業(yè)務(wù)切片運營平臺怎么建？

3、家庭業(yè)務(wù)切片什么時候能用上？

2 家庭業(yè)務(wù)切片

2.1 從網(wǎng)絡(luò)切片說起

現(xiàn)階段網(wǎng)絡(luò)切片一般特指5G網(wǎng)絡(luò)切片（3GPP 已有較明確的定義及規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)），在5G SA規(guī)模建設(shè)及推廣階段，作為5G服務(wù)垂直行業(yè)的基礎(chǔ)和關(guān)鍵，5G網(wǎng)絡(luò)切片扮演著關(guān)鍵角色。

目前國內(nèi)各大運營商正在積極研究5G網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)和部署方案，探索構(gòu)建貫穿無線網(wǎng)、傳輸網(wǎng)、核心網(wǎng)等不同域的端到端切片，并依托于管理及運營網(wǎng)元對接現(xiàn)網(wǎng)周邊系統(tǒng)，面向垂直行業(yè)提供定制化切片服務(wù)。

而對于固網(wǎng)而言，切片概念才剛剛興起，現(xiàn)階段并未有明確定義及規(guī)范（BBF論壇TR-370定義了固定接入網(wǎng)共享整體框架），業(yè)界初步共識：類似5G網(wǎng)絡(luò)切片，固定網(wǎng)絡(luò)切片利用切片相關(guān)技術(shù)在固定網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施（包括但不限于固定接入網(wǎng)、城域網(wǎng)/傳輸網(wǎng)等）上提供具備隔離屬性和差異化連接能力的多個邏輯網(wǎng)絡(luò)或通道，實現(xiàn)可感知應(yīng)用場景、可保障業(yè)務(wù)SLA、可度量用戶體驗的差異化網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。固網(wǎng)切片領(lǐng)域整體還處在研發(fā)階段，但部分領(lǐng)先廠商已可提供寬帶接入網(wǎng)切片、OTN切片等技術(shù)解決方案供試點驗證。

綜上，試著給網(wǎng)絡(luò)切片一個定義，即基于物理網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施之上，通過切片等技術(shù)，面向業(yè)務(wù)或客戶/行業(yè)維度提供安全隔離、虛擬化、按需定制、端到端的多個邏輯網(wǎng)絡(luò)或通道，可與周邊系統(tǒng)等聯(lián)動對接對網(wǎng)絡(luò)切片實現(xiàn)全生命周期管理。

網(wǎng)絡(luò)切片與QoS部署效果有些類似，但也存在差異：網(wǎng)絡(luò)切片部署可通過平臺或控制器按需實現(xiàn)自動化下發(fā)配置或策略模版至底層網(wǎng)元設(shè)備執(zhí)行生效，通過不同的切片為不同業(yè)務(wù)提供差異化保障。而QoS涉及到諸多網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)元設(shè)備的手工配置，相對繁瑣、調(diào)整難度較大，難以動態(tài)按需靈活調(diào)整；同時不具備按租戶、按業(yè)務(wù)提供隔離的能力，難以滿足業(yè)務(wù)差異化服務(wù)商業(yè)運營要求。打個不恰當(dāng)?shù)谋确?，切片可簡單理解為QoS升級版。

2.2 家庭業(yè)務(wù)切片由來

家庭業(yè)務(wù)切片指將特定家庭業(yè)務(wù)識別區(qū)分后承載在不同網(wǎng)絡(luò)切片（邏輯通道）實現(xiàn)差異化服務(wù)。按照端到端家庭業(yè)務(wù)途徑的網(wǎng)元環(huán)節(jié)及場景差異性可分為家庭內(nèi)網(wǎng)、寬帶接入網(wǎng)、承載（傳輸網(wǎng)）切片等，需要說明的是，這里借用了切片的概念，限于切片技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀，目前固網(wǎng)層面OTN切片相對成熟，寬帶接入網(wǎng)切片技術(shù)還在逐步完善，為此并非所有路徑分段都屬于嚴(yán)格意義上的切片，有些分段通過部署QoS/隧道達到類切片的效果，有些分段則通過新技術(shù)特性實現(xiàn)（如Wifi6）。

圖1：端到端家庭業(yè)務(wù)切片示意圖

2.3 家庭業(yè)務(wù)切片有何用

回答這個問題之前，一起看一個快遞案例。

對于貴重且時效很強的快速物品，首先我們會選擇一家靠譜的快遞公司和航空件，然后再買一份保價，于是這個快遞物品就會一路享受VIP待遇：收單后貼上標(biāo)簽從寄送地到目的地一路受到“悉心照顧”，專人專車送到最近機場走航空，全路徑優(yōu)先保障，以最快速度、最佳服務(wù)送至收件人處。

這個體驗很不錯吧，估計您猜到了，家庭業(yè)務(wù)切片也是類似，可以為高質(zhì)業(yè)務(wù)提供專屬化智能網(wǎng)絡(luò)保障服務(wù)。

打個比方，周末您在家里玩游戲，需要訪問境外的游戲服務(wù)器，家里寬帶是100M，看起來玩?zhèn)€游戲沒啥問題，不過玩下來總在關(guān)鍵時刻“卡頓、斷線”，心情不太好。

理性如您，先去測了一把家里寬帶的網(wǎng)速，似乎沒啥大問題，那是哪個環(huán)節(jié)出問題了？

別急，看下圖，可能影響您游戲體驗的環(huán)節(jié)很多，從運營商數(shù)據(jù)來分析，除了家庭內(nèi)網(wǎng)環(huán)節(jié)（移動寬帶用戶家庭內(nèi)網(wǎng)不給力的話可通過移動營業(yè)廳或者和家親APP申請智能組網(wǎng)服務(wù)小哥上門來看下）外，游戲玩家的卡點主要在跨網(wǎng)/跨境/內(nèi)容源環(huán)節(jié)，內(nèi)容源環(huán)節(jié)有賴內(nèi)容提供商給力，運營商則可以幫著優(yōu)化下網(wǎng)絡(luò)。

圖2：端到端業(yè)務(wù)體驗全路徑環(huán)節(jié)示意圖

聰明如您，如果說能為您的游戲業(yè)務(wù)流量貼個標(biāo)簽，在家庭網(wǎng)關(guān)-接入網(wǎng)-城域網(wǎng)-骨干網(wǎng)-互聯(lián)互通/國際網(wǎng)絡(luò)-遠(yuǎn)端游戲服務(wù)器的端到端業(yè)務(wù)路徑上構(gòu)建一條邏輯專屬通道（家庭網(wǎng)關(guān)+接入網(wǎng)切片+城域網(wǎng)QoS+SD-WAN虛擬專網(wǎng)+境外游戲服務(wù)器），如同在“寬帶高速公路”上開辟了一條專用車道，讓您“鍵盤如飛、鼠標(biāo)如梭”，玩更好畫面品質(zhì)、更強交互的游戲時“零卡頓、不掉線、超低時延”，是不是一件很美好的事情。

沒錯，家庭業(yè)務(wù)切片就是這個用途，可以為您提供差異化業(yè)務(wù)專屬通道，讓您的在線教育互動課堂不卡頓、互動游戲不斷線、VR體驗不眩暈，簡言之就是讓您的業(yè)務(wù)體驗更好！

3 家庭業(yè)務(wù)切片運營平臺

顧名思義，家庭業(yè)務(wù)切片運營平臺依托于底層網(wǎng)絡(luò)/周邊系統(tǒng)和自身智能調(diào)度及編排能力打通運營全流程，基于固網(wǎng)切片為不同用戶和業(yè)務(wù)按需提供端到端家庭業(yè)務(wù)切片（業(yè)務(wù)專屬通道），如為游戲提供游戲業(yè)務(wù)切片（保障超低時延）、為在線教育互動視頻提供在線教育業(yè)務(wù)切片（保障超低時延、零卡頓）、為VR提供VR業(yè)務(wù)切片（保障超大帶寬、超低丟包），從而為千兆家庭業(yè)務(wù)提供差異化智能網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，并實現(xiàn)包含但不限于切片模型定義、切片設(shè)計測試、切片實例部署、切片監(jiān)控保障等環(huán)節(jié)的家庭業(yè)務(wù)切片全生命周期管理。

其實也沒那么復(fù)雜，簡單一句話：運營平臺負(fù)責(zé)家庭業(yè)務(wù)切片的構(gòu)建部署、監(jiān)控保障和調(diào)度編排（“智能運營”），而家庭業(yè)務(wù)切片負(fù)責(zé)業(yè)務(wù)美好體驗（“貌美如花”）。

說了這么多，家庭業(yè)務(wù)切片運營平臺怎么建？

面向家庭市場，從家庭網(wǎng)關(guān)到業(yè)務(wù)系統(tǒng)的端到端業(yè)務(wù)切片如何構(gòu)建，切片如何實現(xiàn)業(yè)務(wù)的高效識別和差異化保障，如何實現(xiàn)切片的全生命周期管理，國內(nèi)業(yè)界在此領(lǐng)域進行暫無相關(guān)部署案例。

中國移動集團技術(shù)部及智慧家庭運營中心在業(yè)界率先對家庭業(yè)務(wù)切片領(lǐng)域進行研發(fā)，提出了家庭業(yè)務(wù)運營平臺架構(gòu)及端到端家庭業(yè)務(wù)切片平臺解決方案。

3.1 平臺總體架構(gòu)

如上所述，現(xiàn)階段業(yè)界固網(wǎng)設(shè)備尤其是接入網(wǎng)設(shè)備切片能力還未完全成熟，但個別主流廠商已能提供初步的接入網(wǎng)及傳輸網(wǎng)（OTN）切片能力。

根據(jù)底層網(wǎng)絡(luò)能力并結(jié)合家庭業(yè)務(wù)涉及的路徑環(huán)節(jié)，中國移動智慧家庭運營中心提出了“兩層六對接五大流程”的家庭業(yè)務(wù)切片平臺解決方案，即基于網(wǎng)絡(luò)層能力構(gòu)建家庭業(yè)務(wù)切片運營層，運營層通過標(biāo)準(zhǔn)化接口實現(xiàn)切片平臺與家庭網(wǎng)關(guān)管理平臺、接入網(wǎng)網(wǎng)管、AI識別平臺、AAA等周邊系統(tǒng)云/網(wǎng)資源編排器、業(yè)務(wù)編排控制單元的對接，同時打通訂購、編排/配置、開通、計費、運營/管理等五大流程。

圖3：家庭業(yè)務(wù)切片運營平臺架構(gòu)示意圖

3.2 解決方案簡介

家庭業(yè)務(wù)切片平臺解決方案面向F5G時代整合了光接入網(wǎng)、IP網(wǎng)、SD-WAN、IPv6等多領(lǐng)域主流及前沿技術(shù)，主要實現(xiàn)1個具備四大能力的家庭業(yè)務(wù)切片運營平臺+1條智慧家庭高質(zhì)業(yè)務(wù)專屬通道的落地部署。

圖4：家庭業(yè)務(wù)切片運營平臺四大功能示意圖

1、家庭網(wǎng)關(guān)聯(lián)動AI識別模塊等組件實現(xiàn)基于普通互聯(lián)網(wǎng)和差異化保障業(yè)務(wù)（如游戲、在線教育互動視頻、4K/8K等）的智能識別和分流，差異化保障業(yè)務(wù)流量由新構(gòu)建的接入網(wǎng)切片通道承載。

2、對AAA等周邊系統(tǒng)進行升級滿足接入認(rèn)證、地址溯源、業(yè)務(wù)質(zhì)量監(jiān)測、質(zhì)差定界等需求。

3、對家庭網(wǎng)關(guān)管理平臺進行升級滿足應(yīng)用標(biāo)識文件、轉(zhuǎn)發(fā)策略規(guī)則等下發(fā)至家庭網(wǎng)關(guān)。

4、對接寬帶接入網(wǎng)網(wǎng)管，實現(xiàn)底層切片能力智能調(diào)度及編排，提供切片全生命周期管理。

5、對在業(yè)務(wù)訪問路徑之上且暫不支持切片能力的網(wǎng)元部署對應(yīng)QoS策略，提供類切片保障。

6、對接云/網(wǎng)資源編排器，按需基于隧道技術(shù)將城域內(nèi)的切片通道通過SD-WAN虛擬專網(wǎng)拉通長路徑家庭業(yè)務(wù)切片，并盡可能靠近至云上/遠(yuǎn)端業(yè)務(wù)服務(wù)節(jié)點。

7、對接業(yè)務(wù)編排控制單元，按需為用戶訪問業(yè)務(wù)服務(wù)節(jié)點提供定制化（速度最快/性價比最高等）路徑。

以上方案在具體落地中可結(jié)合業(yè)務(wù)需求、周邊系統(tǒng)對接改造難度等因素可適當(dāng)簡化或分階段進行部署。

4 小結(jié)及展望

如上所述，家庭業(yè)務(wù)切片運營平臺建設(shè)看起來不是很容易，那家庭業(yè)務(wù)切片什么時候能用上？

目前中國移動智慧家庭運營中心已聯(lián)合浙江移動、杭州移動、華為等在浙江杭州，聯(lián)合江西移動、南昌移動、吉安移動、烽火及華為等在江西南昌、吉安落地家庭業(yè)務(wù)切片創(chuàng)新試點，已完成面向游戲業(yè)務(wù)的第一階段試點技術(shù)驗證，切片專屬通道已具備初步的業(yè)務(wù)差異化服務(wù)保障能力；后續(xù)將根據(jù)試點驗證情況進一步優(yōu)化和完善解決方案，爭取2021年在部分省份為移動家寬用戶和面向2H的商業(yè)機構(gòu)（需要保障業(yè)務(wù)高體驗）提供家庭業(yè)務(wù)切片專屬服務(wù)。

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展，隨愿網(wǎng)絡(luò)、確定型網(wǎng)絡(luò)等已進入標(biāo)準(zhǔn)制定階段，相信未來網(wǎng)絡(luò)將具備和開放更多能力特性實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)即服務(wù)（NaaS）；與此同時，隨著試點深入，中國移動智慧家庭運營中心也將聯(lián)合業(yè)內(nèi)研究機構(gòu)及主流廠商推動固定網(wǎng)絡(luò)切片領(lǐng)域相關(guān)技術(shù)進一步成熟，加快家庭業(yè)務(wù)切片運營平臺對接規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)化，以期以“現(xiàn)網(wǎng)最小化改造”的原則實現(xiàn)快速部署落地。

或許在不久的將來，家庭業(yè)務(wù)切片將基于更成熟的切片技術(shù)為您按需提供SLA可承諾（如確定范圍的時延、丟包和時延抖動等參數(shù)）的切片服務(wù)，更好保障超高質(zhì)量要求的業(yè)務(wù)極致體驗。

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