从 1983 年 1 月 1 日 TCP/IP 在阿帕网(因特网前身)中取代 NCP 成为通用协议起,IP 网络便成为了人类社会不可或缺的基础设施。今天,以 5G为代表,一个万物互联的智能时代正在开启,IP 网络的新一轮进化也已开始。
 
站在新时代的路口,面对 5G、云、AI 等技术的成熟与普及所带来的承载新挑战,电信行业应当如何应对?在数据通信领域已“执牛耳”的华为提出了“超宽网络”、“智慧连接”、“可承诺的高可用” 的建网思路,并以智简 5G 承载等解决方案与产品帮助运营商立足现网打造一张超宽、SLA 可承诺、智能运维的承载网,释放 5G 和云时代垂直行业潜能、支持未来业务发展。
 
 
“在 IP 领域,中国三大运营商是全球领先运营商,持续引领电信行业的发展方向。”华为数据通信产品线总裁胡克文在 2019 年中国 IP 技术年会上指出,当前 IP 网络承载的业务发生了巨大的变化,IP 产业正处在向智能化转型的关键历史时刻,华为将以技术和商业驱动创新,与运营商共同引领 IP 网络进入智能时代。
 
从 5G 承载新挑战说起
技术的进步是推动人类文明进步的核心力量,正如蒸汽机之于蒸气时代、电力之于电气时代,5G 和云正成为迈向智能时代的关键引擎。
 
“4G 改变生活,5G 改变社会”。相比 4G,5G 服务的对象由人延伸到物,除了面向个人用户提供极致的连接体验和 AR/VR 等沉浸式体验之外,最重要的变化就是支撑 4K/8K 超高清电视传输、智能电网、远程医疗等行业应用,使能千行百业的转型升级——同进入“下半场”的云计算一起,它将激活新的经济动能、给整个社会带来深刻改变。
 
“5G 不是简单的 4G+1G,5G 将更具有革命性、呈现更高价值,为跨领域、全方位、多层次的产业深度融合提供基础设施支撑,充分释放数字化应用对经济社会发展的放大、叠加、倍增作用。”中国移动董事长杨杰如是评论道。中国信通院发布的《5G 产业经济贡献》报告则指出,预计 2020-2025 年期间,我国 5G 商用直接带动的经济总产出将达 10.6 万亿元,间接拉动的经济总产出约为 24.8 万亿元;就业贡献方面,预计到 2025 年,5G 将直接创造超过 300 万个就业岗位。
 
然而事物总有两面性,5G 的美好前景建立在建好 5G 网络的基础上,而 ITU 所定义的 eMBB(增强型移动宽带)、mMTC(大规模物联网)、uRLLC(超高可靠超低时延通信)三类典型应用场景对作为承载网的 IP 网络提出了更高的要求,带来十倍带宽、千倍连接、极高可用性的新挑战。
 
首先是十倍带宽,移动视频及在线直播等海量新应用增长迅速,使得 5G 单位面积的通信容量增长 1000 倍、基站密度提升 1.5 倍、单基站对接入带宽的需求高达 10Gbps。其次是千倍连接,在万物互联下,人类将依靠身边的各类传感器和终端构建智能化的生活,5G 联网终端的数量受此驱动将呈上千倍增长。最后是极高可用性,5G 时代,车联网自动化辅助驾驶、VR 云端游戏、全景实时推送等场景业务需要实现端到端的毫秒级时延和几乎 100%的可靠性;同时,业务的丰富多样和海量的连接也对全生命周期的自动化运维提出了更高的要求。
 
华为智简 5G 承载方案推动全球 5G 商用进程
“5G 之路,承载先行”。随着全球首批 5G 商用网络的开启以及中国 5G 商用牌照的正式发放,5G 浪潮正以超越以往任何一代无线通信的速度涌来,承载网的变革与演进已是迫在眉睫。
 
领先电信运营商与供应商已经纷纷发力 5G 承载领域,并取得了不错的成果。在其中,华为面对三大承载新挑战提出了“超宽网络”、“智慧连接”、“可承诺的高可用”的建网思路。在超宽网络方面,致力于通过持续的技术创新构建超宽的 IP 基础网络,同时通过 50GE/400GE PAM4 技术实现最优 TCO,节省投资。在智慧连接方面,通过 SRv6 实现海量接入、自动跨域连接和分钟级业务发放,提供租户&APP 级别的 SLA 保障。在可承诺的高可用方面,通过 NCE(网络云化引擎)+SRv6 实现任意拓扑的 50ms 保护倒换、全网流量负载均衡、网络质量全局可视和分钟级故障定位,从而极大提升网络可用性。
 
基于这样的思路,华为推出了智简 5G 承载解决方案,来使能运营商 5G 时代的商业成功,特别是面向垂直行业。目前为止,这家公司已帮助全球领先运营商开启了 40 多张 5G 承载网建设,并与全球 20 多家运营商开展了 5G 承载的联合创新,包括中国移动、中国联通、中国电信、西班牙电信等,可谓推动了全球的 5G 商用进程。
 
该方案的特性包括高性价比基础网、可承诺的 SLA 和智能运维。具体来说,首先在接入层引入 50GE、汇聚核心层引入 200GE 和 400GE,构建端到端的高性价比基础网络。在承载网接入层,伴随 5G 基站峰值带宽提升至 4-6Gbps,多数接入环带宽需求会超过 10Gbps,50GE 将成为下一代承载网最优选择。50GE 基于 25G 光层,采用 PAM4 编码技术可实现两倍速率提升,配合华为领先的单纤双向的 BIDI 50GE 光模块(一根光纤同时支持上行和下行数据传输、节省 50%的光纤资源),在满足 5G 带宽的基础上做到建网成本最优。在汇聚 / 核心层,同样基于 PAM4 技术的 200GE/400GE 是高性价比的技术选择。
 
其次通过 SRv6、网络切片、Telemetry、iFIT 等技术实现全流程的 SLA 可管、可控、可视,保障从业务部署到业务运营的端到端高品质承载。SLA 可管方面,要保证垂直行业的高质量,首要的是保障在网络出现拥塞时垂直行业业务不会受到冲击,这也是业界提出端到端网络切片的初衷;华为 5G 承载可基于 FlexE 切片技术实现业务级网络切片和严格隔离,从而保证即便在拥塞情况下,垂直行业业务分片不受影响。SLA 可控方面,传统网络的业务布放中,只能基于最短路径策略来进行选路,无法保障不同业务差异化的 SLA;基于 NCE 的智能选路算法,可以依据业务的带宽、时延等多个维度进行最优的路径选择。SLA 可视方面,传统网络中,由于缺少业务级 SLA 感知手段且信息采集为分钟级,往往要等业务发生故障或质量劣化之后才能被动定位,而且定位时间长达数天甚至数周;基于华为 iFIT 毫秒级随流检测、配合 Telemetry 上报和 NCE 的智能分析,可以实时感知业务 SLA,当故障出现时做到分钟内定界和定位,支撑业务的快速恢复。
 
最后基于业界唯一管理控制分析合一智能平台 NCE 实现跨不同网络层、不同厂家进行集中协同和业务自动化配置,并结合大数据分析,实现 5G 承载网全生命周期的自动化和智能化运维。在实践中,基于模型抽象、智能选路算法等核心技术,NCE 可以将单个站点上线时间由 30 分钟缩短到 3 分钟,布放效率提升 90%。
 
引领 IP 网络走向智能化
5G 承载领域的表现只是华为全面引领智能 IP 网络发展的一个缩影。IHS Markit 发布的运营商级路由器(IP 和边缘)年度市场报告显示,2018 年,华为路由器在运营商市场年度收入增长 8.6%,以 30%的市场份额位居排行榜首位——这也是继 2017 年华为 IP 核心路由器在全球运营商市场份额排名第一后,其首次在整体运营商 IP 路由器领域年度市场份额上实现了超越。
 
今年 4 月的 2019 华为全球分析师大会(HAS 2019)上,华为发布了全新的 IP 网络品牌战略,并新推四大“Engine”系列产品品牌,旨在打造智能时代 IP 网络的强劲引擎,构建无处不在的极致连接体验,助力客户加速迈入万物互联的智能世界。
 
2019 年中国 IP 技术年会上,诸多有识之士指出智能 IP 网络是 5G 和云时代数字经济的基石,包括超宽、智慧连接、可承诺 SLA 三大特征;面对未来十倍带宽、千倍连接的挑战,网络自动化和智能化将是解决问题的关键。华为在年会期间亦发布了业界首款 10T+/ 槽位平台能力的集群路由器 NE5000E-20,帮助运营商轻松应对数字洪流和业务多样性带来的挑战——该产品平台能力提升 10 倍到 P 比特级,使能网络超宽能力;具备 SRv6 智慧连接能力使能商业创新;具备全生命周期自动化智能运维能力,基于 AI 的智能规划可实现网络级流量均衡,随流故障检测使能秒级故障定位、分钟级网络自愈。
 
在 IP 网络走向智能化的关键技术和能力方面,华为主导和推动了 PAM4、SRv6、iFIT 等技术的发展。譬如在超宽超长物理层方案架构领域,华为积极推动了基于 50G PAM4 的 50GE/200GE/400GE 标准在 IEEE 立项,并在标准工作组中承担重要职责。SRv6 将是继 MPLS 之后下一代 IP 网络的核心协议,华为参与了 80%相关标准制定,并率先携手四川电信部署了全球首个 SRv6 商用局点、携手广东联通成功打通首条基于 SRv6 的上云专线。在 iFIT 领域,这家公司 2018 年 10 月即在 IETF 提交了关于 iFIT 的框架草案《In-situ Flow Information Telemetry Framework》(业界首个可商用部署的完整体系随流检测方案),目前为止已与多家运营商联合署名发布了 iFIT 相关的多篇 IETF 标准草案。
 
技术上的革命性突破和产业中的领先优势,很大程度上得益于持续的创新投资。在华为,有接近一半的员工从事研发创新工作,每年的研发费用占到销售收入的 10%-15%,过去十年累计投入超过 4800 亿人民币。仅在 2018 年,其就研发费用达到 1015 亿人民币,占比销售收入 14.1%,在欧盟发布的 2018 年行业研发投资排名中名列前五;联合国下属的世界知识产权组织(WIPO)先前发布的数据显示,2018 年华为向该机构提交专利申请高达 5405 份,位居全球第一。
 
另据了解,在数据通信领域,这家公司还整合了全球研发资源以打造业界一流的产品。其中包括法国巴黎的算法学习研究中心、日本横滨的超导材料研究中心、德国慕尼黑的网络规划实验室、印度班加罗尔的 VRP 平台研发中心,以及国内北京、南京、深圳的产品开发中心等。
 
创新是产业发展的第一动力,IP 技术历经了 30 多年的发展,不管是连接数量、带宽能力、维护能力都面临着非常多的挑战,需要大家一起共商解决之道。从 2019 年中国 IP 技术年会可以看到,IP 网络走向智能化已成产业界共识,而在具体的解决方案与产品层面也有了不少创新与突破。相信在全行业的共同努力、携手创新下,IP 网络将在 5G 和云时代迎来新的发展高峰,为人类社会贡献出更多的价值。