为 5G 服务做好准备

通信服务提供商(CoSP)将网络的软件支持视为开发 5G 创新细分市场服务的关键,从而加速产品上市,开辟新的创收渠道。

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当前电信业的发展有赖于软件技术的支持

随着通信服务提供商(CoSP)基于互联网的创新服务日益受到消费者的青睐,通信服务提供商已经看到了国际语音和短信业务收入的下降。尽管通信服务提供商知道他们需要进行创新来弥补收入损失,但通信服务创新历来受到网络设备提供商(NEP)新型硬件产品的不灵活性和开发时间长的限制。通信服务提供商现在认识到,网络功能虚拟化(NFV)使他们能够为客户提供价值,增加网络内部的收入,并通过更广泛的来源提供基于软件的服务。2017 年底,STL Partners报告指出,欧洲和北美的 32 家主要运营商已完成或规划了 125 项 NFV 部署,恰好反映了这一全球趋势1。NFV 的发展使得 5G 技术成为可能,因此通信服务提供商的新商机正在出现。在 ETSI 2017 年白皮书中,23 家领先的通信服务提供商提议业内应采用 NFV 技术特性来加速进展并避免重复工作,更快达成 5G 愿景2。为了保持竞争力,通信服务提供商必须过渡到软件定义基础设施(SDI),并在商用现货硬件上运行。领先的通信服务提供商正在使用 NFV 为基于软件支持的 5G 未来做好准备,并且现正提供创新和差异化服务,如图 1 所示。

“网络功能虚拟化(NF V)的发展亟需 5G 技术的支持,这为通信服务提供商带来了新商机。”

软件网络功能助力业务发展

使用传统的固定功能硬件设备让通信服务提供商面临两种服务创新挑战。首先,需要新的硬件功能时,依靠供应商的产品开发计划来引入新硬件功能非常耗时。而且一旦新硬件开发出来,硬件便可供其他通信服务提供商使用,差异化优势会降至最低。其次,由于小批量电信设备的订货交付时间可能很长,为了有效满足未来的流量处理需求,通信服务提供商需要分配资源来了解设备在供应链中的位置。

固定线路通信服务提供商已经体验到了在虚拟化用户端设备(vCPE)产品上使用 NFV 应用而为企业网络带来的灵活性。通过虚拟化,可以将多个功能远程加载到位于企业分支机构的服务器上。除了传统路由和防火墙产品,软件定义的广域网(SD-WAN)架构还可以包含流量导向和附加安全功能,以便通过互联网连接快速访问第三方云服务。这满足了混合云 IT 系统的业务流程需求。IHS 研究表明,81% 的领先通信服务提供商将在 2017 年底部署 NFV 服务3,并将 vCPE 列作获得新收入的首要 NFV 应用案例。2017 年 12月,IHS 还预测,2021 年 SD-WAN 设备市场的收入可能达到 33 亿美元4

同时,移动无线通信服务提供商一直在考虑将 NFV 用于 IP 多媒体子系统(IMS)呼叫服务器和移动分组核心的虚拟化。IMS 对于推出全新创收服务有着重要意义。对 IMS 进行虚拟化有助于提高业务敏捷性并带来更大的收入潜力。2015 年,意大利的沃达丰* 部署了全球首个基于云的长期演进语音(VoLTE)网络5。奥地利电信公司的白俄罗斯子公司 Velcom 宣称已于 2017 年初实施了第一个全虚拟化商业核心网络。根据该公司的年度报告,“这让 Velcom 的总体拥有成本降低了 50% 以上。这些新技术为语音电话和互联网客户提供了更多灵活性和更新的功能6。”在一份英特尔案例研究报告中,Velcom 的高级技术总监 Christian Laqué 指出,“推出新服务变得比以往任何时候都更容易且更快。只需添加一些软件即可升级窄带物联网。”7

网络转型和业务创新

虽然通信服务提供商通过再设计实现继续发展,但注意力正在转向创新的 5G 服务,通过在靠近客户的网络边缘托管软件应用来构建这些服务。使用这种边缘计算方法,可以实现原本在技术或商业上不可行的新服务,为通信服务提供商提供更加多样的收入来源。

这也使得通信服务提供商能与传统云服务保持可持续性差异,例如通过避免国际链路来改善总体响应时间,通过将视频流量处理从核心网络转移到边缘来降低成本。

将内容分发网络节点放置在通信服务提供商网络内以进行视频流传输已经有一段时间了。然而,最近在智能体育馆技术的试验中,已经证明可以进一步提高客户体验8。试验表明,实时流式传输视频是可行的。在音乐会上,4G 无线小型基站节点已经可以本地提供视频流覆盖,无需依赖核心网络流量。在体育赛事中,可呈现来自多个摄像头的 TB 级容量数据,以高清方式展现比赛的关键时刻。5G 的到来将进一步增强这些用户体验。

另一种边缘应用是视频监控,利用本地人工智能(AI)来处理附近IP 摄像头的视频流,进行有针对性的搜索。它可以检测、识别、统计和追踪行人、面部、车辆、车牌、异常事件和行为。数据分析和处理过程更靠近数据捕捉点,从而节省视频传输带宽并减少通过核心网络路由的数据量。

图 1. 从 NFV 到 5G 服务

“在过去的十年间,英特尔逐步发展了自身的微处理器架构,以处理运营商级网络速度的流量。”

对于通信服务提供商来说,软件支持服务的一个关键特征是能够转变和加速服务创新。通过 NFV,通信服务提供商可以获得一个平台并在其上试验新服务来评估市场价值,而无需额外部署硬件。如果试验获得成功,就可以把服务集成到生产系统中,而且获得收入的时间也要快于基于硬件的服务。如果这些服务的需求不大,该计划可“快速失败”,并立即重用基础设施以测试另一项创新。由于涉及的开销很低,因此还可以为小众市场引入服务,例如为大型企业客户定制解决方案。对于通信服务提供商而言,这可以在拥挤的电信市场中提高对客户的响应能力和差异化程度。

然而,用软件实现网络转型需要两项基础性开发工作。首先,除了相关的云管理工具,网络基础设施还需要嵌入服务器功能,用于托管应用软件。其次,运营网络管理流程必须跟上 IT 实践的变化速度。

在数据中心或中心机房的标准机架式 IT 服务器上托管 NFV 应用的最初构想仍然有效。然而,随着运营商对此的了解越来越多,还可以选择将软件放在更小型节点的网络边缘,如移动无线基站街机柜或 CPE。在这些站点,需要采用替代的封装方式以适应环境,并且正在重新设计目前的设备以包含服务器功能。广泛的英特尔®至强® 处理器产品组合可适应各种设备类型,而且关键点在于,整个系列都具有良好的软件兼容性。

对于 NFV 来说,这意味着可以对工作负载进行编排,从而将其托管在最合适的节点上。这样就可以根据流量需求进行扩展,随着网络流量的演进而重新定位托管位置,并且在需要维护和业务连续性时迁移到备用设施。利用英特尔® 处理器的前向兼容性,不需要重新编译现有软件即可使用下一代机器。

组织层面的变革也是不可缺少的。IT 和网络运营团队必须密切配合,处理快速服务创新和相关的网络变更。IT 团队在企业服务器合理化方面拥有丰富的虚拟化经验,随着越来越多的公司将数据中心转变为私有云,IT 团队将越来越熟悉云管理工具。IT 运营流程中的文化也在变化—正在部署开发运维实践。这意味着 IT 开发和运营团队必须共同管理对生产系统的小幅增量更改和频繁部署。

网络运营方法与此不同,因为它通常依赖于偶尔进行的重大软件升级计划。领先的通信服务提供商反映称,需要增加网络运营中心的软件技能,还要积累一些处理虚拟化网络功能(VNF)软件和编排的专业知识。

采购部门也须做出改变,以应对各种软件供应商,并融入到生产网络中。使用商用成品服务器还可以使供应水平更具竞争力,缩短设备交付时间。与传统的电信采购周期相比,这为通信服务提供商提供了灵活性和可扩展性。

从长远来看,预计将深化运营流程的自动化程度,以便在不需要人工干预的情况下处理复杂多样的小众服务。TMForum 和 ETSI 正在推进针对零接触网络和服务管理的标准举措,并探索人工智能技术,以优化基础设施的使用并最大限度地减少相关的能源需求9

英特尔如何推动转型

在过去的十年间,英特尔逐步发展了自身的微处理器架构,以处理运营商级网络速度的流量。英特尔还开展了一系列协作活动,帮助通信服务提供商部署这项技术。英特尔已经开发了新的输入/输出(I/O)技术,并且消除了虚拟化通信应用原本需要的昂贵处理开销。

为了简化通信服务提供商的评估和采购工作,英特尔为标准网络功能虚拟化基础设施(NFVI)服务器制定了优化的参考设计,其中包括支持领先操作系统所需的硬件选项和软件堆栈配置。英特尔还发布了最终的性能规范,也就是面向 NFVI 的英特尔® Select解决方案,并根据该基准来验证供应商的产品。目前,英特尔针对通信服务提供商 NFV 工作负载提供了两个版本,一个是针对主流性价比进行优化的“基本”配置,另一个是针对高工作负载密度和性能的“高级”替代方案。符合该规范的产品将从 2018 年开始由领先的 IT 硬件供应商提供,其中包括面向网络的英特尔® 数据中心块,也可直接从英特尔订购 NFVI 服务器块。

英特尔与 ETSI NFV 规范组织进行了广泛的合作,并在行业标准架构和接口的开发方面贡献了自身在 IT 和云计算市场积累的经验和知识。英特尔还参与其他相关标准组织,包括 ETSI 多接入边缘计(MEC)、编排和管理(MANO)及电信基础设施项目(Telecom Infra Project)。但是,随着行业的快速变化,开发开源软件成了实现标准化最为切实可行的途径。英特尔已经为Linux 操作系统、Openstack 云管理套件以及其他众多专注于完整 NFV 系统架构不同方面的组织做出了贡献。

英特尔参与的其中一项关键计划是 Linux 基金会 NFV 开放平台(OPNFV)计划,该计划融合了多个项目,为行业中的完整系统架构建立开放市场标准10。这项计划既从垂直方向协调了硬件加速、服务设计工具等活动,也从水平方向协调了网络、企业和云市场。OPNFV 还制定了关于如何建立 NFV 测试平台的行业标准,明确了如何处理现代软件演进中的持续集成和持续交付需求。OPNFV版本可由通信服务提供商直接用于建立自己的评估和集成参考实验室,也可作为商业供应商开放采购计划的要求。英特尔正在与英特尔® Network Builders 生态系统中的 260 多家公司进行合作,确保他们的产品可以使用最新的芯片功能。该生态系统的许多成员都是提供 VNF 的软件供应商,另外还有测试设备供应商和系统集成商。最终的结果是,完整的 NFV 系统可以借由 Network Builders 成员的各种组件组装而成,在线产品目录上列出了这些组件及相应的解决方案简介、参考架构和解决方案设计。

通信服务提供商如果需要有关网络转型的更多资源,可访问英特尔® Network Builders University 计划提供的教程、培训和其他与技能相关的资源。

解决方案摘要

目前,通信服务提供商可以迈出面向软件支持的未来的第一步。通过将处理能力置于靠近客户的通信服务提供商网络节点,可实现新的边缘服务创新和收入。

英特尔® 至强® 处理器可处理通信服务提供商网络位置范围内的NFV 工作负载。从数据中心和中心机房到用户端,目前有业界供应商提供的基于英特尔® 技术的基础设施产品,这些产品不仅具有软件兼容性,而且能够满足未来的需求。与可用的管理和编排系统相结合后,可形成一个电信云环境,除了 NFV 应用,它还可以处理其他通信服务提供商工作负载,包括运营支撑系统(OSS)和业务支撑系统(BSS)以及增值服务要求,如图 2 所示。

图 2. 电信云

英特尔拥有技术和生态系统合作伙伴,可通过 NFV 帮助通信服务提供商实现网络转型,并在整个电信云中构建从 CPE 到网络边缘再到数据中心的应用环境。

英特尔® 技术基础

英特尔® 至强® 处理器是 NFV 系统的关键基础,融入了来自 CPE和数据中心的各种形式的网络节点,以及来自英特尔® NetworkBuilders 社区数百名合作伙伴的软件。

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产品和性能信息

1STL Partners,“Executive Briefing – NFV Deployment Tracker: Europe & North America”(执行简报 – NFV 部署跟踪:欧洲和北美),2017 年 12 月。
2ETSI 白皮书,“Network Operator Perspectives on NFV priorities for 5G”(网络运营商对于 5G NFV 优先级的观点),2017 年 2月。
3IHS Technology,NFV 策略全球服务提供商调查,2016 年 8 月。
4IHS Markit,数据中心网络设备,季度市场跟踪:软件定义的 WAN(SD-WAN)摘录,2017 年第 4 季度,2017 年 12 月。
5华为新闻稿,移动世界大会,2016 年 2 月。
6奥地利电信集团,2016 年年报,2017 年 5 月。
7英特尔案例研究,“Velcom virtualizes its core network on path to 5G”(Velcom 在迈向 5G 的过程中对核心网络进行虚拟化)。
8英特尔解决方案简介,“让每位观众都能享受到前排座位的观看体验:移动高清视频为音乐会增光添彩”,2017 年 11 月。
9 TMForum 白皮书,“Open Digital Architecture”(开放数字架构),2018 年 2 月;ETSI 零接触网络和服务管理 (ZSM) 与体验式网络智慧行业 (ENI)规范小组。
10Linux 基金会白皮书,“Harmonizing Open Source and Standards in the Telecom World”(在电信领域中协调开源和标准),2017 年 5 月。英特尔技术特性和优势取决于系统配置,并可能需要支持的硬件、软件或服务得以激活。产品性能会基于系统配置有所变化。没有计算机系统是绝对安全的。更多信息,请见 intel.cn,或从原始设备制造商或零售商处获得更多信息。本文提供的所有信息可在不通知的情况下随时发生变更。关于英特尔最新的产品规格和路线图,请联系您的英特尔代表。英特尔、英特尔标识、至强是英特尔公司在美国和/或其他国家的商标。* 其他的名称和品牌可能是其他所有者的资产。© 英特尔公司版权所有 07180518/SH/CAT/PDF