面向移动互联网与云服务的宽带网络发展

“网络”是支撑和服务业务应用的，需要随业务需求的变革而不断演进。百年来话音网就是适应人与人的话音通信需求而不断演进，IP网则是顺应计算机与计算机以及计算机与服务器之间数据通信而诞生和发展。今天信息通信主体开始转为移动智能终端与云服务之间的通信，以移动互联网和云服务为代表的通信服务模式的转型预示着新兴网络时代的到来。

为了更好地适应移动互联网与云服务的发展要求，网络一方面要为移动终端用户提供更加高速、优质的泛在宽带接入服务，还要为云服务应用提供商提供更加智能和弹性的宽带网络服务，即需要面向“用户”与“数据”两个中心来构建网络，为“用户”与“数据”间的交互以及“数据”与“数据”间的交互提供更加高效灵活的网络环境。由于云服务的本质是用网络资源换取计算/存储资源，云服务不但需要“数据中心”（IDC）这样的数据基础设施，还极大地依赖高可靠、高弹性、智能化、泛在化的宽带网络，离开宽带网络就没有了云服务。运营商可以在数据中心、宽带网络等云服务基础设施的提供上发挥主导作用，获得新的增长空间，可以通过为用户与云服务的沟通提供更有价值的连接型与平台型服务来谋求更大的产业链主导权。为此，网络的体系架构和技术理念需要转型与变革，面向移动互联网与云服务的宽带网络将呈现如下发展趋势：

（1）宽带的“泛在化”。移动互联网与云服务极大依赖无处不在的宽带网络基础设施，以3G/LTE为代表的移动宽带的迅猛发展促进了宽带的泛在化，无处不在的宽带接入使得云服务也可以无处不在。但泛在宽带不等同于移动宽带，泛在宽带是固定与移动宽带协同的结果。

移动宽带的发展离不开光纤宽带的支撑，基站与核心网之间的移动回传以及基站BBU与RRU之间的移动前传都有赖于光纤宽带。随着LTE/4G的到来，移动回传网面临许多新挑战，一是带宽急剧增长，回传带宽从3G的数十兆  增长到LTE的数百兆；二是LTE/4G将由宏基站、室外微基站、室内微基站等构成立体多层次无线网，基站数量增多，接入场景复杂；三是无线接入网RAN的全IP化提出了对回传网的IP三层能力要求。因此LTE移动回传网需要具备超宽带传送能力、灵活多样的传送接入手段、IP三层支持能力，但同时还要求高可靠性、低时延以及具备与SDH相当的同步和管理能力。建设新一代IP移动回传网是移动宽带发展的重要内容。对于移动前传，目前只能依赖光纤直驱，下一步随着技术的发展，OTN以及城域WDM等技术手段有潜力在该领域得到应用。只有将无线宽带的便捷性、广覆盖与光纤宽带的高带宽、可靠性有机结合，实现3G/LTE/5G移动宽带、WLAN无线宽带和光纤宽带的协同与融合，才能达到宽带资源“无所不在、随需而取、优化利用、高效创造”的目标。

（2）宽带的“高速化”。以“高速”为特征的超宽带是网络发展的基本追求，也是微电子、光电子等基础技术进步的自然结果，目的是更好地适应以视频为代表的业务宽带化和大数据发展的需求，同时大幅度地降低单位带宽成本以确保网络的可持续发展。无论是接入、传送还是路由交换都在向着超宽带的方向发展，100Mbps是用户接入带宽的近期目标，1Gbps速率不但已成为固定宽带接入的新标杆，也将是移动宽带的努力目标。2012年7月，谷歌率先在美国堪萨斯城推出1Gbps宽带服务；2013年出台的宽带中国战略也首次在我国提出了1Gbps的目标，即到2020年，50%的城市家庭用户达到100Mbps，发达城市部分家庭用户可达1Gbps。在接入技术上，今天的GPON/EPON必然要演进到下一代PON。归功于相干光通信技术的应用，100Gbps光传输系统已进入大规模部署阶段，但这不是终点，光纤单波传输速率很快会从今天的100Gbps 发展到400G /1Tbps；核心路由器的线卡容量也正在从今天的100Gbps向400Gbps和1Tbps迈进，交换容量将从Tbps量级走向Pbps量级，从电交换向光交换发展。追求无线频谱的高效利用和追求网络的全光化是超宽带发展的两大主题，构建“超级管道”是整个通信业赖以持续发展的根基。

（3）宽带的“智能化”。实现“云管端”智能协同是云服务时代的必然要求。在云服务时代，业务类型日趋多样，用户需求也千差万别，而且“数据”与“用户”在物理位置上分离，因此更需要网络有能力为不同应用和不同用户提供差异化和有不同质量保障的服务。今天的网络只是一个“哑管道”，不能区分管道内不同比特的价值，不能进行资源差异化管理，难以提供差异化服务，面临管道同质化、网络效率低、质量难保障、用户体验差等诸多挑战。“智能管道”是网络发展的一个重要方向，基本理念就是要通过增强网络的智能性，使网络能根据用户和业务级别实施差异化服务，从而提升网络服务水平和流量收益。“智能管道”希望达到的效果就是用户可识别、应用可区分、网络可管控、资源可调配、服务可差异、计费可灵活、流量可经营、能力可开放。为此，首先要增强网络对用户、业务和网络自身的多维度感知能力，并增强网络资源的动态调配和QoS能力，在此基础上，实现网络与终端和应用之间的智能协同，使网络能更加智能地服务于用户与应用。对于移动宽带，可开展“流量经营”，不但可为用户提供差异化的计费策略和QoS服务，达到提升用户体验的目的；还可与应用提供商合作，为其提供带宽保障、费率优惠、业务捆绑等服务，开创运营商的后向收费商业模式。

（4）宽带的“软件化”。云服务中虚拟资源的频繁迁移有赖于弹性灵活的宽带网络支持。软件定义网络（SDN）是近年信息通信领域的技术热点之一，也必将成为构建弹性宽带网络体系的重要技术理念。SDN代表了新型的网络架构，通过将网络的控制平面与转发平面进行分离，并对底层网络进行虚拟化，实现对网络的可编程化控制。而ETSI所提出的网络功能虚拟化（NFV）则强调了设备的软硬件分离，通过采用通用硬件降低网络成本，通过网络功能虚拟化增强网络灵活性。SDN/NFV从架构上打破了原来依赖于专有网元能力形成的封闭、僵化的网络体系，降低了网络设备的成本，同时简化了网络运维并提高了网络服务的敏捷性。SDN/NFV可应用于路由交换、传送、接入、家庭网络等宽带网络的各个层面，尤其在面向云服务的宽带网络体系构建中将会发挥至关重要的作用。数据中心内部网络、数据中心之间联网、IP智能边缘、移动回传网、虚拟家庭网关、移动核心网等领域都将陆续见到SDN的身影，SDN虽然还处于技术应用的初级阶段，但进步迅猛，前景广阔，对网络发展的影响深远。