家庭宽带网络存SDN/NFV“蓝海”运营商如何深耕四大应用场景

Ovum组件和智能网络首席分析师│Julie Kunstler

家庭宽带网络存SDN/NFV“蓝海”运营商如何深耕四大应用场景

Ovum组件和智能网络首席分析师│Julie Kunstler

尽管家庭接入网络领域对SDN/NFV的快速采用存在困难，但当运营商升级宽带技术时，便会积极采用SDN/NFV技术，SDN将伴随带宽和服务升级渗透到有线宽带接入网络中。

SDN和NFV技术是支持服务提供商向更为灵活网络迁移的至关重要的工具，它们支持更快地扩展、更快地转移资源以匹配客户需求，并能够更快地投向市场。到2025年，大部分发达市场的服务提供商都将提供SDN和NFV，重构网络架构，提供差异化的服务。

SDN/NFV在家庭宽带网络的应用落后于企业网络

然而，即使在发达市场，SDN/NFV在家庭宽带网络领域的应用也落后于在企业网络领域的应用。这其中的原因涉及运营、业务和监管等各方面。例如：家庭用户ARPU值较低，导致网络升级和转型回报周期较长；监管常常导致家庭接入网络升级延误或增加其复杂性，而监管机构很少参与企业间网络，包括定价、可用性和竞争；对许多运营商而言，大量家庭宽带用户使用不同的技术和架构导致网络升级和转型复杂性提高；许多企业首席信息官（CIO）深知SDN为其业务所带来的效益，并且与其服务提供商一起在SDN/ NFV方面展开合作。在家庭宽带接入网领域，用户主要考虑费用、内容和体验质量等方面，他们不关心技术为服务提供商带来的潜在成本节约，除非服务提供商的成本节约导致其资费降低。

尽管家庭宽带接入网格局对SDN/ NFV的快速采用构成挑战，但当升级新宽带技术时，便会积极采用SDN/NFV技术。SDN功能伴随带宽和服务升级渗透到有线宽带接入网络。在某些情况下，新解决方案旨在包括在早期产品中不可用或不被考虑的SDN功能，新的R/G属于这个范畴，因为它们能够支持基于云的虚拟化服务。在其他情况下，SDN功能针对铜线网络升级、支持更深层次的光纤网络架构（比如G.fast）以及针对同轴电缆网络升级，在有线架构方面发挥着至关重要的作用。

图1 G.fast架构，来源：Ovum

SDN和G.fast在铜网络中得到应用

尽管国际电信联盟（ITU）铜网络标准的第一阶段指定100米为500Mbit/s、150米为250Mbit/s，200米为200Mbit/s，但G.fast速率未来可以达到10Gbit/s。预计在今年晚些时候，G.fast开始部署。

G.fast架构的设计秉承着SDN本源，比如使用YANG数据建模语言的网络配置协议，这有助于支持DPU管理（如图1所示）。鉴于DPU很容易达到成百上千的数量(运营商在一个多住宅单元场景部署G.fast的情况下)，同时实现无数DPU的可编程性和管理是运营商收获的一个主要效益。

尽管G.fast部署将于今年开始，但最初的增长将比较缓慢。图2显示了Ovum对宽带接入设备预测，预计G.fast端口收入在2021年将超过3.4亿美元，而这一数据在今年仅为1000万美元。

据统计，全球超过100家运营商正在测试G.fast，AT&T、英国电信、中华电信、德国电信、Energia、Frontier、瑞士电信等运营商公开讨论了它们的测试或试验：其中Adtran支持60多项试验，而诺基亚支持超过35项试验。

SDN、CCAP、D-CCAP和DOCSIS 3.1在有线电视网络中应用

伴随有线电视运营商深入推动光纤满足家庭用户和企业客户日渐增加的带宽需求，它们努力推进其网络包含在远程节点的分布式设备。有线电视运营商需要从一个中央位置来操作、监控和管理分布式设备。偏远地区可能没有实际空间和电力来支持之前由前端CMTS设备控制的功能。有线电视运营商渴望获得灵活性来配置视频流，改进视频质量。同时，有线电视运营商已经开始升级到DOCSIS3.1，它将支持高阶调制以及可用带宽的扩张。

下一代有线电视设备（包括DOCSIS3.1、CCAP和D-CCAP）旨在满足SDN/NFV的功能：更有效地管理网络、通过在虚拟堆栈上运行许多功能来减少网络的硬件布局、按需提供带宽、支持更快的服务供应、促进故障恢复、使用户能够更多地控制对服务的选择。

目前几家大型有线电视运营商已经公开讨论在各自网络中应用SDN的初步计划。应用途径将与其设备升级路径关联。Ovum预计DOCSIS 3.1升级将快速增长（如图3所示），这将进而加速SDN在有线电视网络中的应用。DOCSIS 3.1端口收入(下游和上游)预计在今年达到3000万美元左右，并且有望在2021年达到5.6亿美元，占DOCSIS端口总收入的78%。

SDN在下一代PON2光纤网络中应用

自2014年底以来，一些服务提供商宣布试验下一代PON2。下一代PON2架构结合了GPON的成本优势（可以在一个波长上支持多个用户）以及WDM-PON的波长灵活性（允许波长致力于特定用户或应用程序）。波长灵活性还支持相当于本地环路开放的效果，即服务提供商可以向一个竞争对手分配或出租一个专门波长。最初的下一代PON2设备将支持4个可达10G的波长；然而，服务提供商可以选择从一个波长开始，然后随着时间的推移再添加波长。

Ovum对下一代PON2设备的预测偏低，这是因为考虑到可调光器件的高成本。然而，器件和设备供应商正在研究降低可调光器件成本的技术。NGPON2最初的商用部署预计发生在2017年，但鉴于XGS-PON的低成本，下一代PON2设备收入在2021年之前不太可能达到1亿美元。

图2 基于铜（DSL和G.fast）设备类型收入预测，来源Ovum

图3 DOCSIS设备类型收入预测，来源：Ovum

图4 向虚拟家庭网关迈进，来源：Ovum

在家庭网关中应用SDN/NFV

业界围绕完全消除实体R/G终端并完成虚拟化的可能性已经展开了多轮讨论。在与众多供应商和服务提供商多次讨论之后，业界普遍共识是在未来许多年中实体终端仍将在有线宽带家庭中占主导地位。此外，一些供应商可向R/G添加媒体处理和存储功能，使R/G能够在连网家庭中发挥更大的作用。

从理论上讲，消除R/ G或者重要功能会带来节约，比如较低的资本支出和更低的运营成本。事实上，家庭需要一个终端来支持家庭网络，并且R/G的成本在持续下降。

此外，许多R/G已经包含TR-069，从而支持自动的、基于服务器的配置以及监控和管理功能。TR-069由宽带论坛开发，宽带论坛将其作为远程管理最终用户终端的标准通信机制。不管是通过使用TR-069还是使用其他基于云的服务协议，我们都期望服务提供商通过云提供更多的服务和能力。基于云的服务开通支持新服务更快进入市场以及现有服务更新，它还支持服务提供商试验服务，然后在用户对新服务没有或不感兴趣的情况下终止服务。

图4展示了R/G功能可以被转移到服务提供商基于云的网络上。许多这些虚拟的概念可以通过现有R/G来实现，比如通过封装流量，使第三层功能能够从第二层分离，从而支持基于云的服务。企业采用vCPE的速度与家庭用户相比有明显差异，企业迅速向vCPEs迁移，从而支持许多服务能够从云直接到企业，SDN/NFV在来自多个供应商的设备上可促进服务连接。

编辑｜刁兴玲 diaoxingling@bjxintong.com.cn