中國電信上海公司在對未來本地網絡與平臺的探索與研究中,充分認識到ICT技術在社會信息化的關鍵作用,特別是云計算、移動互聯網、物聯網、大數據與人工智能等ICT技術發展 ,它們不僅在驅動著經濟的發展方式、生產方式與生活方式發生改變,同時ICT系統的建設、運營以及ICT產品與服務的提供方與提供方式上也都將發生重大的變化。
ICT 1.0存在局限
為了滿足對ICT的個性化、差異化的特性要求,傳統建設方式一般是用戶/客戶在自己的場所CPN,不僅要投資購買ICT相關的軟硬件產品與服務,還要構建這些系統運營的物理空間及電力空調運行環境;為了確保ICT的運行,用戶還要配備開發、運營與管理團隊。此類ICT建設運營方式存在幾個特性或挑戰:一是投資與運營相關成本較高;二是ICT的支持支撐的生產流程、業務流程、管理流程與數據都是動態變化,需要不斷地開發、擴容與優化,因此ICT系統及開發運營的相關資源也是動態變化的;三是ICT系統長年運營積累數據資產有歷史價值,而其他軟件硬件都會隨著技術的發展而資產快速貶值。
通過上述ICT系統的實現與提供方式,用戶/客戶需求可以在以下幾方面達到滿足:1、通過在所控場點部署ICT相關軟硬件系統,具有一定的物理空間隔離的系統安全性;2、通過在場點內部署軟硬件系統,可以滿足業務與系統的實時響應。3、通過軟硬件系統的獨占性與定制開發滿足相關的個性化差異化需求;4、通過專屬開發運營團隊,形成ICT支持支撐業務發展的領先優勢;5、通過資金優勢、ICT技術人員優勢、ICT系統優勢可以形成領先競爭對手的優勢。
為了實現智慧城市甚至是更廣義范圍里的社會信息化,如按此方式發展,用戶為了擁有被ICT支持的生產、生活、管理等相關的服務與產品,除了場點,用戶還要考慮構建、交付、運營絕大部份的ICT系統,所涉及的物理空間環境、ICT的軟硬件的投入方式與投入量、ICT人員的配置、前后端系統的現場運營方式等諸多問題。我們不妨將此類ICT的構建方式、運營方式、服務提供方式統稱為ICT 1.0。我們認為以ICT1.0方式實現智慧城市或更廣義上的社會信息化,不僅存在各類資源需求龐大、實現周期漫長、運營管理方式復雜的問題,同時隨著技術與業務需求的變動,此類ICT系統架構及其產品與服務提供方式也存在著整體服務提供的不可持續性。
其實,業界一直在探究,電信運營商長久運營的在語音電話網/移動網/Internet等公共服務基礎設施可否如水、電一樣去服務,并構建出用來承載政府、社區、商圈、企業、家庭、個人各類ICT產品與服務的新一代的公共基礎設施平臺。
以GSN/LSN為核心重構本地網
上海電信自2013年以來,通過3年多來的研究與探索給出了預期結論:以數據中心為核心,重構本地網絡平臺,構建可綜合承載社會ICT系統與服務的未來云網融合的本地網平臺。
上海有別于其他省網的特點,屬于特定的大型本地網,我們“未來已來”的本地網絡平臺,其主體是以GSN/LSN兩類數據中心為核心,在LSN (Local Service Node)實現LSN與用戶CPN的互聯,終結就近區域用戶的接入匯聚,并通過DCI等本地核心網實現與GSN的互聯,在網絡層次上,位于固定/移動無線接入網之上而在城域核心網之下;GSN(Global Service Node)在網絡層次上是在城域網核心之上,在城域網上,此類GSN包括中國電信自建自用具有云資源能力的DC/IDC與中國電信自建但托管BAT資源能力的IDC;而在ChinaNet/CN2上,非上海電信城域網上的DC/IDC也是另一類GSN。總之,GSN/LSN的共同特點是Spine/Leaf的云數據中心。
以云數據中心資源為基礎,通過計算虛擬化、存儲虛擬化、網絡虛擬化技術與智能化運營系統,實現用戶ICT系統之間的安全隔離與資源共享。通過GSN/LSN平臺,用戶在實現ICT系統時,其構建ICT的所需ICT軟硬件資源,一方面可以是從中國電信GSN/LSN租用物理與虛擬計算、存儲、網絡與應用軟件,另一方面可以是自身購買的軟硬件資源,甚至是其部署在用戶側CPN的資源,由此構建用戶個性化/差異化的ICT系統。通過構建GSN/LSN平臺架構,用戶將以電信網絡側ICT物理/虛擬資源、用戶側CPN的ICT資源、電信接入網此3類資源為基礎積木(Building Blocks),以新的資源提供方式構建實現用戶所需的ICT系統,從而在用戶ICT的提供方式、運營服務方式、Capex轉Opex的投入方式實現改變,我們不妨將此類ICT系統實現與服務提供方式稱為ICT 2.0。
GSN/LSN平臺架構不僅實現了面向用戶ICT的承載與運營,支持用戶各類Intranet /Extranet/Internet的應用與通信服務;在功能上,GSN/LSN是動態的(Dynamic)、在線的(Online)、按需的(On Demand)的“ICT工廠”/“IT工廠”, 那里隨時可按用戶需求,動態地編排(回收)用戶所需(退訂)的服務器、存儲設備、網絡設備、商用軟件與數據;此外,GSN/LSN在功能上自然地為用戶租用資源提供相適應的運行執行環境(Runtime Execution Environment)與運維監測手段。
LSN場景優先選擇CO改造的IDC機房
GSN/LSN類的本地網絡平臺架構將為電信運營商的產品與服務創新、生態圈構建乃至重回生態價值圈的核心地位奠定了差異化的基礎,也為電信運營商拓展在社會信息化與智慧城市中的作用與服務領域,擺脫“管道化”地位、價值“邊緣化”的困境,強化電信運營商在社會信息化的主力軍地位。
GSN/LSN架構不僅在面向支持客戶/用戶的ICT構建上提供了新的選項,而且GSN/LSN架構形態與IMT-2020的Central/Edge Cloud的架構類似,通過使用SDN/NFV技術對相關的電信固定接入網、移動無線接入網在LSN上實現MEC及基礎電信網元NFV化的融合承載;5G核心網 NFV與GSN/LSN融合,也可以實現既支持固定計算也支持移動計算的面向用戶ICT系統的承載服務的GSN/LSN新一代本地網絡平臺,最終實現支持社會計算的本地網公共基礎平臺。
基于GSN/LSN的本地網絡架構平臺,不僅在面向單體客戶自身的ICT實現與承載上提供新的方式,而且在不同客戶的ICT之間的互聯方式也發生重大變化。將傳統的單體客戶ICT系統實現方式轉化為GSN/LSN的ICT實現方式后,原有不同客戶ICT之間的以用戶CPN之間的物理鏈路互聯將轉為等效的所對應的電信側用戶系統之間的虛電路互聯。基于此形態的互聯可極大地方便商務樓、小區、社區、園區、商圈等多用戶場所內的智能/智慧互聯。基于此組網形態,可極其簡便地實現社會組織之間的層級化組網架構的需求。而層級化組網的ICT系統是智慧城市/社會信息化的最基本要求。正因此,我們相信通過以數據中心為核心的本地網絡架構,構建GSN/LSN形態的下一代可承載用戶ICT系統的公共基礎設施平臺,將有效推進智慧城市建設進程與社會信息化的進程。
中國電信上海公司在LSN的測試、試商用、商用上,優先選擇原有CO改建的IDC機房,并選擇一批具備條件的CO機房改造為支持Spine/Leaf架構的云數據中心并實現全網的OLT的光纖PON對接,據我們所知,這應該是全球電信運營商的本地網首例。
GSN/LSN架構主力實現ICT 2.0
LSN目前已發展的客戶類別有科創園區類、會展園區、醫療行業、商務樓等。LSN在技術架構上與2015年業界所提CORD相似,但在兩方面有重大差異:一是LSN不以接入網的NFV,特別是OLT的虛擬化為前提,或者廣義來說,以電信的基礎網絡的SDN/NFV為前提;二是由于上述原因,服務目標不一樣:CORD主要討論通過SDN/NFV降低運營商的建設運營成本(除非自己開發,否則難以實現),以及通過基礎網元的SDN/NFV化提高開通與運營效率;LSN的首要目標是構建用戶的“ICT工廠”并提供運行執行環境與監測手段,與此同時考慮電信基礎網元如何SDN/NFV化并適配于新的業務場景。目前階段政企類客戶成為通過GSN/LSN實現云網融合的ICT承載為優先目標。
以數據中心為核心的GSN/LSN本地網絡新架構,目標是構建可支持用戶(政府、企業、家庭、個人)ICT系統承載的公共基礎設施平臺,為智慧城市建設與社會信息化提供既經濟可靠又可持續的共享的平臺化ICT解決方案。上海公司的LSN項目在實施過程中,得到了中國電信集團公司領導的關心與支持,技術實現方案與成果也多次向中國電信集團科技委相關領導匯報并獲得支持。上海公司的GSN/LSN的未來本地網絡架構的探索與試驗,是中國電信CTnet2025的具體實踐。我們深深體會到技術演變與客戶需求滿足方式的變化對網絡重構、業務重構、組織重構、生態重構的影響之深之遠。
在3年多的探索與實踐中,我們得到許多廠商的支持。盡管概念與架構思想,不斷在實踐運行中得到驗證,但同時還存在多個領域尚待拓展。在應用領域拓展方面,2017年上海電信將進一步探索試驗固定接入網與移動無線接入網在LSN上的融合,特別是MEC、vBRAS等方面的應用與融合;LSN在智慧家庭/智慧小區的應用解決方案與試點、LSN在智慧商圈內應用解決方案與試點。在技術與產品方面,NFV存在產品化標準化問題,大規模用戶二層網絡虛擬化技術、端到端SLA的定義與控制等還有待解決。此外,在構建可運營、可管理的運營管理平臺上,也有待進一步完善。
在支持社會信息化與智慧城市建設中,數字化、網絡化、智能化是核心。ICT系統本質上就是構建從數據生成、流動、處理、反饋與執行的閉環的機制系統,至少可通過Intranet/Extranet/Internet三大類的ICT實現方式,它們都具備數字化、網絡化、智能化的特性,并滿足數據信息資產的安全隔離、數據信息的局域特性(locality)以及信息處理的局域性要求。智慧城市與社會信息化的規模性、分布性、實時性的特點最終決定了數據信息存儲處理、數據信息網絡傳輸、以及智能信息反饋現場執行的分布特點,而社會組織之間管理與交互層級化特性,共同決定了未來可承載用戶ICT的公共基礎設施平臺必然是分布式與層級化的數據中心與分布式與層級化的網絡共同組成的架構,此架構所具備的橫向與縱向可擴展性能夠滿足社會信息化的規模性、分布性、實時性的需求。實現從ICT1.0式的以用戶CPN為核心的極端分布計算模式的獨占方式到GSN/LSN/CPN的層級化與分布化的ICT2.0計算模式平臺化方式轉型,在滿足個性化、差異化、可安全隔離的用戶級ICT需求同時,實現互聯與共享的社會級高效節約的平臺化運營與管理。
在人類突破計算、存儲、網絡的局域性與資源有限性的制約之前,電信運營商可務實地發揮自身在城域骨干網、光纖接入網/移動無線接入網以及遍布的CO的既有優勢,以支持社會信息化與智慧城市的實現為目標,向政府、企業、家庭、個人提供“觸手可及”的“First Mile”(第一公里)的云化智能化ICT的平臺化服務,為社會的生產方式、生活方式、管理方式的轉型提供公共與共享的基礎設施平臺服務。