切片技术实现新业务扩展

　　通过共享网络基础设施降本增效是关乎运营商竞争力提升的长期议题。在没有引入切片技术之前，一般可采用物理OLT（光线路终端）框区隔，并结合差异化配置的运维手段，来保证高优先级业务的服务质量，但也由此带来网络资源利用率低、机房空间紧张、能耗大等综合成本高的问题。切片技术的引入，可以改变以上现状。

切片技术的使用场景

●　多运营商共建共享

　　光纤接入网投资大，多个运营商共享光纤接入网，可以分摊建网成本。同时通过灵活关联用户到不同切片，使最终用户也有选择不同运营商的权利，有利于实现市场的公平竞争。

　　切片使用方法：在同一OLT中创建多个网络切片，出租给不同的运营商/企业等租户，租户可以根据需要进行业务部署和运维管理。

●　多业务部门管理隔离

　　随着光纤宽带接入网络规模建设，宽带接入网逐渐演进为承载家庭用户、政企专线、移动基站回传等各种业务种类的全业务接入承载网络。这些业务部门有自己的业务流程、VLAN/路由等业务规划，引入切片技术，可实现多业务部门的管理隔离，避免规划冲突。

　　切片使用方法：同一OLT承载多种类型业务时，通过创建网络切片，将同一业务部门的用户（如FTTH用户）部署在同一网络切片中，便于配置和管理。新增业务部门时（如移动基站回传用户），通过新的网络切片进行独立部署。切片之间VLAN、路由等规划资源可以重用。

●　差异化服务质量的资源按需匹配

　　5G移动网定义了eMBB、uRLLC、mMTC等多种对服务质量要求差别很大的使用场景。如果每个场景配置一组设备，网络建设成本很高。固网接入类似的也有针对物联网、边缘计算等和传统FTTH上网那种尽力而为方式不同的服务质量需求。引入切片技术，可以按服务质量要求合理分配资源给各个切片，从而提升网络的效益。

　　切片使用方法：根据时延、抖动、吞吐量等性能指标的不同要求，为不同切片分配L1传输资源、L2包交换资源，分配DiffServ QoS保障或IntServ QoS保障机制。

●　每用户提供虚拟租户网络

　　随着运营商边缘数据中心的建设，在支持传统三重播放业务的同时，接入网需要将一部分流量导入边缘数据中心。数据中心普遍采用IETF NOV3的架构组建多租户的vDC（虚拟数据中心），这里的租户可以是企业专网、运营商自营业务专网，或家庭私有云。

　　切片使用方法：采用Overlay方式构建租户虚拟网络，形成端-管-云一体化的网络切片，既可以在用户侧接入实体的网络功能PNF（Physical Network Function），也可以在数据中心接入虚拟网络功能VNF（Virtual Network Function）。

　　综上，我们可将网络切片归纳为两类。

　　前两个使用场景，我们将其归类为设备切片。设备切片专注于网络基础设施的管理域切分，资源占用周期较长。好比造了大楼，分配其中公寓的所有权。后两个使用场景，我们将其归类为业务切片。业务切片专注于合理地从网络中分配端、管、云资源匹配业务期望的网络特性。业务切片的资源占用相对动态，使用周期较短。业务切片可以Overlay在设备切片上，也可以直接Overlay在物理的基础设施上。好比一套公寓每次出租时，租户都可以按自己的需求定制使用。

TITAN，全面支持切片技术

　　TITAN支持设备切片和业务切片。通过设备切片实现管理域的隔离，进一步在管理域内进行业务切片实现多租户的网络虚拟化隔离，并提供差异化服务质量保证。

　　如图1，TITAN实现的设备切片是将单一物理OLT设备在逻辑上划分为多个虚拟设备，设备切片之间业务资源、业务规划、业务运行、业务维护和切片管理的独立隔离以及差异化设置，可以减轻或解除宽带接入网承载全业务时的各种限制，也可以在虚拟运营商的批发商业模式中提供差异化的网络服务。

　　在设备切片的基础上，每个管理域通过建立起全局的业务编排器，对分配到该管理域的设备切片资源进行管控，实现Overlay在设备切片之上的业务切片。

　　现有的接入网按业务多边缘将用户的不同业务挂接不同的物理网络设备，如BRAS、SR、A类路由器等，并普遍使用VLAN技术用于隔离不同的业务烟囱。

　　CO重构的方案中，业务边缘将逐步由边缘数据中心承担，物理硬件隔离转变为vDC网络虚拟化方式实现的租户之间的隔离。这种vDC架构主流是按IETF的NVO3标准的Overlay方式构建，用户和业务节点都通过网络虚拟化边缘NVE（Network Virtualization Edge）接入vDC。配合DC为核心的CO重构，接入网也将向Cloud Access演进，成为vDC中租户的接入网：

●　SDN化接入网，使接入网资源（如带宽、用户线路连接）可以被驻留在数据中心内的业务调用；

●　支持按边缘DC中的租户对接入网资源进行切片，使接入网成为数据中心租户网络向用户驻地的延伸，切片保证租户间的隔离；

●　采用Overlay技术连接用户和vDC，避免大量租户对城域网的基础网络设施造成冲击。

　　TITAN直接支持网络虚拟化边缘NVE的功能，传统用户线路无需改造即可将VLAN映射到VxLAN VNI连接数据中心。这一过程在业务编排器的控制下自动完成，这种按需建立的虚拟化网络，可以将用户自动连接到DC化的CO中的vBRAS、vCPE、vRouter等各种VNF，打通了云到端的最后一公里连接。

　　此外，为了满足差异化服务质量保证的资源按需分配， TITAN还提供2种特性的资源，供不同的业务切片按需选择（见图2）：

●　基于Packet交换，和其他切片有QoS竞争的管道，配备流量监管和调度等手段；

●　L1层的同步传输通道，基于固定信元达成的时分空分方式，没有抖动和带宽竞争，时延小且固定。
 
　　设备切片避免了每个网络管理域都需要单独采购设备、单独建网的成本，缩短基础设施的工程周期，提升了网络基础设施的使用效率。而业务切片结合CO的DC化重构，实现云到端最后一公里的租户级别的网络虚拟化，使每个最终用户都可以享受快速高效的按需网络服务。