通信世界网消息(CWW) 作为网络转型的核心技术，各界对SDN/NFV技术的研究和产业化部署都十分积极。SDN/NFV有助于实现软件化的基础通信网络，快速响应用户/市场需求，实现网络的快速部署、业务的快速更新和上线以及网络的灵活调度。运营商需要从传统的对网络支撑转型为对网络真正的主导控制，从而具备自我规划、自我设计的能力。
经过近几年广泛的测试与验证，SDN已经具备商用的条件，运营商正逐步将SDN应用从数据中心推广到PTN、IPRAN与广域传送网等领域。
相比而言，NFV在IMS核心网、城域边缘网络、小基站网关以及数据中心虚拟负载均衡、虚拟防火墙设备转发性能方面取得一定突破，但距离规模商用依然有众多关键问题需要克服。
本文着重对NFV技术在运营商通信网落地应用场景进行探讨，从网络面临的问题，NFV部署对网络架构的影响，以及NFV部署的切入点与节奏等各方面进行分析，希望能对相关研究贡献微薄之力。
NFV部署对通信网架构的影响
推动NFV技术实现的核心因素有两个，一个是虚拟化技术的发展，将IT领域的虚拟化技术引入至CT领域，通过IT虚拟化技术，利用标准化的通用IT设备来实现各种网络设备功能；另一个则是x86服务器性能的改善，传统通用硬件转发能力只有专用硬件的1/7~1/10，DPDK以及SR-IOV等中间件优化技术显著提高了x86 CPU的包转发能力，弥补了虚拟化转发性能下降，得到电信运营商的认可。
因而可知，NFV的本质是实现硬件资源与软件功能的解耦，通过标准的x86服务器、存储和交换设备，来取代通信网中私有专用的网元。一方面，基于x86标准的IT设备成本低廉，能够为运营商节省巨大的投资成本；另一方面，开放的API接口能帮助运营商获得更多、更灵活的网络能力。NFV技术的引入使得一直以来垂直集成、封闭与专用的通信网络架构，转向水平集成、开放与通用的新模式，这使得通信网络在网络生产方式、运营模式、采购模式以及机房设置上都会出现改变，这些因素决定了运营商落地NFV技术的节奏与力度。
网络规划更重全局协调。网络规划流程可能由OA文件向自动化配置脚本方向转变，以便统一管理空闲云资源，统筹规划网络建设方案。灵活自动化的扩容或升级可能带来批量效果，效率提升，管理范围可能需扩大，如需进行安装包管理等。
统一网管分为虚拟网元管理和云化资源管理两部分，对网管体系和网管系统均提出全新的要求。在系统部署策略上，未来可能的目标部署方案（以单省举例），运营商部署集中NFVO进行资源统一管理，NFVO与OSS形成新的管理系统。NFV的应用会促使网络协同/业务编排层开放大量API供BSS调用，丰富前端业务系统的服务功能。新产生的业务产品需要在CRM进行配置管理，新产生的业务产品的计费规则需要在计费系统进行配置，在一些直接面向客户的服务平台上可以产生新的服务模式。
在采购方式上跨专业、跨领域采购需要新的协同机制。随着硬件平台通用化，软件功能虚拟化趋势，IT技术将成为通信产品的核心，但是现阶段运营商在ICT产业链的影响力不足，需要探索新的价格模式和采购方式。机房需要重新设计和布局，省中心与各地市数据中心机房经城域网连接，承载各类核心网业务，核心网机房将演变为数据中心机房。
NFV应用场景探讨
图1 NFV技术落地场景
考虑到部署位置以及对网络带宽的需求，目前只建议核心网vEPC、分组域vGW等网元部署在业务网资源池节点，其它接入网以及IP边缘设备，建议在城域网内的IDC以及端局、汇接局机房进行部署。
（1）核心网虚拟化
当前，核心网网络功能上存在以下几点不足：1）设备功能无法按需裁剪与调度，只能全功能/全容量部署，成本高；2）复杂新业务对设备性能影响大，当升级换代频繁时，引入代价大；3）各厂家设备种类繁多，传统设备难以继承，替换成本高；4）各设备资源无法共享，按阶段规划目标配置容量，实际利用率低；5）在业务运维上，不管业务忙闲，设备都要全能力运行，能耗高。
在核心网范围内，能够虚拟化的服务包括：IMS、EPC、MME、S-GW、P-GW、HSS和PCRF。基于网元功能特征，综合考虑网元部署需求、产品成熟度和技术实现难度，建议从IMS与EPC等控制面网元起始，两者IT化程度最高，比较适合用于软件来实现，可以率先引入NFV技术的领域。通过实现信令集中部署/转发就近部署，可以减少数据集中处理带来的数据传输迂回，降低对承载网的网络传输能力要求。
（2）城域网设备虚拟化
当前，城域网业务控制层分布不均衡，利用率低。每台设备独立配置和控制，无集中统一调度，如BRAS并发连接数、CPU利用率、QOS策略及队列数存在瓶颈，而转发能力却没有发挥出来。从ONU到CR路由器都是专用硬件，灵活性扩展性差。现网控制层设备专用架构，对新业务的支撑能力极弱、上线周期长。转发为主，缺少深层的数据挖掘利用，如DPI数据分析，欠费提醒Portal推送等。因而功能虚拟化、硬件标准化是城域网大变革的必然选择。
通过引入NFV技术，采用x86形态服务器，安装vBRAS软件模块构建控制池，整个控制池提供基于x86的标准接口，可以快速增删业务，紧耦合部署增值业务模块，实现深度业务融合。结合SDN技术实现负载分担，实现资源的充分利用。
vBRAS、vSR等宜分布在城域范围内的2~3个机房，通过SDN技术实现负载，以避免单点故障，同时需要所在节点的出口带宽资源有充分保障。根据现网实际使用情况，单台BRAS上PPPOE、FW、NAT、PE等功能使用量差异较大，建议将BRAS等功能复杂的设备进行功能解耦后再进行NFV化，以更充分的利用资源。最后，vBRAS、vCDN等节点部署时要综合考虑集约部署带来的资源利用率提高，以及就近接入带来的服务质量提升等因素，合理选择部署位置。
（3）接入网虚拟化
对于接入网的虚拟化，可以将原先运行在基站专用硬件上的功能，迁移到当地通用服务器的一台或一组虚拟机上，上移至汇聚接入点或者云平台上。vBBU、vCPE等网元宜设置在端局、汇接局等，综合考虑资源复用以及就近接入带来的低时延，也会进一步实现城域网的集约化运营。相较于专用硬件方案，虚拟化网络边缘的解决方案只需要通过线路将新的VNF模块下发到vCPE或vCE上即可，而不需要更换硬件，经济有效。在数据中心的虚拟机基础架构上部署多个vCE，还可以进一步获得规模性的经济效益。
运营商NFV技术实际部署情况 NFV增加了网络运营灵活性，降低了网络产品实现门槛，但是显著增加网元的集成难度，对运营商的软件能力提出极大要求。国内电信运营商一直以来积极进行NFV技术研究与标准化工作，但是由于在技术路线、硬件/平台技术、网络管理与建设方案等方面还存在许多未解决的关键技术问题， NFV技术现网部署依旧任重道远。
中国电信NFV技术的引入主要集中在vBRAS方面，浙江电信在现网中成功落地vBRAS，江苏电信也开始在“aWiFi”业务中引入vBRAS。中国电信还在多个领域试点NFV技术，开展了IPRAN、vEPC、vMSE、vIMS等技术的试验验证，推出了基于虚拟化和通用硬件基础设施的vCPE和Wi-Fi，实现业务按需加载、自助开通和故障定位等。
中国移动对于业务链（Service Chaining）技术研究推进较快，发起成立3GPP第一个NFV立项，虚拟网络管理研究项目；在SA1牵头发起Service Chaining立项，研究Gi-LAN场景业务链的场景和需求。中国移动联合国际运营商和厂商发起“网络功能虚拟化开放平台”开源组织（OPNFV），并出任董事会要职。
在中国联通发布的《新一代网络架构白皮书(CUBE-Net 2.0)》中，SDN、NFV 和Cloud被列为核心使能技术，并制定了详细的NFV试验推广计划，从边缘网络开始向核心网络拓展，争取在2017年进行试点推广。
总结与展望 NFV通过虚拟化技术实现软硬件解耦，结合MANO管理体系，电信网元以软件的形式部署在资源池中，实现网元分层解耦以及网络的灵活部署和运营，大大提升了网络的敏捷性。当前，控制面网元虚拟化条件已经基本成熟，用户数据面网元还有待验证；转发面、媒体面的数据存储转发、编解码转换、加解密等功能对性能要求高，虚拟化设备尚无法证明具备性价比优势。
在标准制定上，ETSI于2015年初关闭了NFV Phase 1，在NFV框架上达成了共识，但具体流程分工上分歧较大。NFV Phase 2于2015年初正式开展工作，预计为期两年，鉴于Phase 1将主要争议遗留到Phase 2，不会很快达成共识，可能会持续到Phase 2结束才完成标准化。预计 2020 年，NFV 将具备开源版本，具备电信级稳定性、可靠性，届时运营商将能够利用开源产品搭建自有的 NFV 基础平台，推动网络分层解耦。
在NFV的发展中，三层解耦只是第一步，解耦之后必定带来网络的重构，管理的重构，产业关系的重构，才能真正取得益处，这方面的挑战会更加巨大。
观点
国内电信运营商一直以来积极进行NFV技术研究与标准化工作，但是由于在技术路线、硬件/平台技术、网络管理与建设方案等方面还存在许多未解决的关键技术问题， NFV技术现网部署依旧任重道远。
