電信運營商網絡重構下的運營管理變革研究

石立峰

中國信息通信研究院 北京 100191

電信運營商網絡重構下的運營管理變革研究

石立峰

中國信息通信研究院 北京 100191

以SDN和NFV技術為核心的下一代網絡正在加速部署，電信運營商希望通過網絡重構來強化網絡服務能力，提升網絡服務效率，重構通信產業鏈條，進而獲取更多話語權和效益。文章從網絡重構的驅動因素出發，分析網絡重構的主要目標和內涵，結合國際運營商網絡重構的進程，分析網絡重構給運營商在戰略角色、運營流程、人才及知識結構以及服務提供方面帶來的巨大變革，并給出應對上述變革的策略建議。

電信運營商；網絡重構；軟件定義網絡；網絡功能虛擬化

1 運營商網絡重構的驅動因素

2013年美國運營商AT&T發布了網絡轉型白皮書，系統性地提出基于SDN/NFV的網絡轉型思路，正式在全球運營商范圍內開啟了網絡轉型的序幕。目前，包括西班牙電信Telefonica、日本NTT docomo等主流運營商已經在全力推進并引領著SDN/NFV技術的發展與部署節奏。我國三大運營商也于2015年前后紛紛提出了自己的網絡轉型的思路和目標。目前推進網絡轉型已經成為全球主流營商的共識，而為什么要推進網絡轉型主要是基于以下幾個因素。

1.1 業務驅動下的網絡重構

首先是大流量時代的到來。隨著視頻業務需求的爆發，對網絡帶寬的要求也不斷提高。根據目前主流的4K業務發展方向，至少需要50Mb/s的網絡帶寬能力(見表1)。用戶對流量需求呈現數量級層面的變化也對網絡結構提出新的要求。當前網絡結構轉接較多，流量終結點的位置較高，使得無法在網絡邊緣終結訪問流量，致使流量訪問效率低、時延大。

表1 各類視頻業務對網絡帶寬的要求

其次是大連接時代的到來。隨著萬物互聯時代的到來，連接數量將呈現井噴式發展，連接種類也極大擴展。在連接數量方面，根據中國信通院的預測[1]，預計到2020年全球聯網設備數量將達到260億個。在連接種類方面，將會增加更高密度、更大規模、更低功耗、更低時延高可靠、更高移動性連接等類型。在連接規模和連接類型方面對網絡都提出了更高的挑戰：一是只有通過信令優化才能滿足超大連接數量，當前網絡無法滿足，新建網絡則要考慮成本問題；二是連接類型的極大豐富使得一張物理網絡無法同時滿足多種業務需要。

1.2 成本驅動下的網絡重構

由于流量業務和連接數量的激增，現有網絡也面臨日益復雜的承載壓力，隨之而來的是運維成本的不斷增加。首先，現有運營商網絡都是使用專用設備，硬件成本很高。其次，專用的網絡設備致使業務呈現豎井化、煙囪式的發展模式，目前中國的網絡中有上千個不共享、不融合的“業務煙囪”，導致網絡資源無法高效共享，業務很難融合。目前我國主要運營商網絡資源利用率不足50%，部分輕載范圍在20%～30%之間，但同時又存在局部擁塞的壓力。第三，多個獨立的“煙囪式”資源系統和大量類型、廠家各異的專用設備導致網絡的運維非常復雜。

1.3 競爭驅動下的網絡重構

隨著“互聯網+”時代的到來，OTT業務給運營商帶來強大的外部壓力，使運營商在電信產業鏈中越來越管道化，邊緣化。同時設備制造商對下游硬件設備制造的把控也制約著運營商在產業鏈中的話語權。網絡變革是產業鏈升級重構的首要前提，運營商可以通過網絡重構，重新掌控產業鏈，提高話語權。

2 網絡重構的主要目標

以SDN、NFV為核心技術的下一代網絡的重構主要實現三大目標。

一是強化網絡服務能力。通過以云服務、網絡切片的方式提供網絡產品，強化網絡即服務的供給能力。面向業務提供按需、自動化的網絡資源，實現網絡隨選。面向OTT、垂直行業開放網絡能力，同時將智能管道延伸到服務端和云，實現真正的“云管端”協同。

二是提升網絡供給效率。主要通過白牌硬件、標準化設備的集中采購來降低硬件采購帶來的建設成本。通過自助化、自動化和智能化的技術手段，降低網絡的運營成本。同時，通過網絡資源的集中規劃、部署和運營，通過資源池的方式，提升資源利用效率。

三是重構通信產業鏈條。由于通用設備的部署和強化軟件定義型的網絡，使得關鍵的控制功能從專用設備中剝離，硬件的議價能力下降，新的產業生態要素形成，以系統集成為主要需求的軟件公司在產業鏈中的價值凸顯。

3 網絡重構的主要內涵

在網絡轉型重構的內容上，主要分為架構重構、節點重構、網元功能重構、運營管理重構等四個方面。

在架構重構方面，主要是通過部署分布式的云化數據中心，形成基礎設施資源池來承載不同的網絡功能。再通過將網絡控制功能集中在少數核心電信集成云(Telecom Integrated Cloud，TIC)上，實現控制功能的集中化。而在靠近接入點設置邊緣電信集成云TIC，可將大流量的媒體內容調度到網絡邊緣，實現快速卸載和提升用戶體驗。

在節點重構方面，主要通過構建云化數據中心替代傳統的核心機房，其特征是標準化的、微模塊構建的，可以承載各類虛擬化的電信類軟件應用。云化數據中心以統一的標準化原則構建，能夠快速進行復制和部署。

在網元功能重構方面，主要是在未來5G網絡部署中，通過基于服務的架構、切片、控制面與轉發面分離(CU分離)等，結合云化技術實現網絡的定制化、開放化、服務化。基于服務的網絡架構要求網元間開放接口調用；基于云化的切片技術可以為行業用戶提供虛擬專網，實現專網專用，按需組網；通過控制與轉發分離機制實現集中部署與邊緣部署的協調與統一，提升靈活部署和快速擴容的能力。

在運營管理重構方面，主要是打破傳統網絡運維管理手工配置、監控、排障為核心的模式，實現自動化、端到端、智能化和面向服務的運營管理模式。

4 全球運營商網絡重構的進展

根據當前各運營商對于下一代網絡轉型重構的規劃和部署進展情況，可以將全球運營商劃分為引領型、積極型、跟隨型三類(見表2)。

AT&T是當前最激進和領跑的網絡重構運營商。AT&T從開始發布“Domain 2.0”計劃到最新的Indigo平臺計劃，一直在強調構建開放、簡易、安全和增值的網絡統一云平臺，推動網絡向低成本、高彈性及軟件為主的、以SDN/NFV技術為基礎的新型軟件化網絡演進。根據AT&T的規劃，到2020年網絡虛擬化率將達到75%。根據目前的進展，到2017年底已經實現了55%的網絡虛擬化。同時AT&T還通過網絡軟化實現了向用戶提供三個方面的按需服務：一是以太網的按需服務，二是因特網的按需服務，三是網絡功能的按需服務[2]。AT&T將這類按需服務的業務稱之為Network on Demond，這個業務2015年只有450個用戶，到2016年底已經超過2 000個。未來硬件逐漸通用化的背景下，AT&T正致力于成為一家“軟件公司”。

表2 全球運營商網絡重構情況

以中國移動為代表的運營商在下一代網絡架構方面也是積極推動者。中國移動提出要融合SDN/NFV等新技術構建一張資源可全局調度、能力可全面開放、容量可彈性收縮、架構可靈活調整的新一代網絡，以適應中國移動數字化服務戰略布局的發展需要，為“互聯網+”發展奠定網絡基礎。在具體試驗部署方面，中國移動從2015年就啟動了未來網絡轉型研究，提出了以新型數據中心和新型網絡、新型大腦為核心的面向三層解耦的NovoNet未來網絡目標架構。并于2016年12月啟動由上海、廣東、浙江、北京、研究院NovoNet實驗室等五個節點組成的NovoNet試驗網，聯合業界12家主流CT和IT公司，重點對三層解耦、多業務虛擬化、多業務資源池共享、NFV/SDN融合等領域進行了試驗驗證，旨在加快三層解耦的成熟，驗證未來網絡目標架構的可實施性。

歐洲運營商沃達豐作為全球化的運營商雖然較早的提出下一代網絡技術，并且提出了“Everything Moves on Cloud”的愿景，但沃達豐沒有太積極推動整體網絡的系統性變革。沃達豐主要是聚焦業務場景下的應用部署，希望通過把網絡功能、消費者和垂直行業、內部IT系統在內的所有一切遷移至云上，從而降低成本、加快新業務上市速度、敏捷運營、獲得進入ICT市場的機會。其中，SD-WAN是沃達豐更廣泛的NFV/SDN戰略的一部分，并且推出了產品品牌Ocean，它構成了沃達豐在26個國家范圍內運營商轉型的基礎；同時沃達豐也率先在全球推出首張商用云化VoLTE網絡。

5 網絡重構帶來的變革和挑戰

首先是運營商角色發生巨大變革。在業務上，傳統網絡架構下運營商主要是網業合一類服務的提供者，以提供規模型、標準化、穩定的連接服務為主。在新的網絡架構下運營商將成為新服務提供者。新服務的基本特征是網絡即服務(NaaS)，以及更多的長尾類業務和滿足客戶需求的敏捷服務。在網絡運維上，傳統網絡架構下運營商主要是標準化組網，統一地編排管理。在新的網絡架構下運營商將成為新的網絡運營維護者，主要是工具化運維、軟件自動化運維以及研發運營一體化。在網絡組織上，傳統網絡架構下運營商主要是依靠設備廠商進行集成和研發，在新的網絡架構下運營商主要是構建網絡硬件生態和軟件生態圈，同時以自己開發和集成為主。

其次是運營商的運營流程將由硬及軟、由縱向橫產生顛覆式變革?，F有的網絡架構下基本以硬件設備為對象的看護式、托管式的維護體系，未來將向以軟件功能為對象的自編排、自開發的維護體系轉變。同時在NFV技術下，將會引入設計態、運行態理念，強調業務快速迭代的開發能力，基礎資源靈活整合的調度能力和端到端持續集成的交付能力(如圖1所示)。在維護模式上，傳統分專業、分設備、分廠家煙囪式的縱向維護模式將向以軟件為中心的跨專業、模塊化、通用化橫向分層式轉變。

圖1 DevOps Workflows切片生命周期

再次是未來網絡運營對人員的要求呈現兩極分化。未來網絡將會高度依賴軟件，在硬件側更加通用化和模塊化，同時將會實現運維的自動化和智能化。因此隨著自動化程度越來越高，需要少量參與日常運維的、能力要求不高的“機器”人。伴隨著智能化程度越來越高，對系統設計和統一調度的人員要求極高。對人員的技能要求將由CT型向CT+IT+DT復合型人才轉變(見表3)。員工技能要向“軟件、系統思維、熟練使用工具、腳本編程、大數據分析”等方向增強。

表3 CT+IT+DT復合型人才的知識結構及內容

第四是服務提供發生巨大的變化。網絡即服務和基于生態圈的業務創新將成為運營商的主要業務模式。網絡即服務是指將網絡作為一種“云服務”，寬帶、功能可按需對外售賣?！皩崿FNaaS的網絡應該能夠支持網絡業務能力開放和網絡業務按需自助自動化及時服務，帶給上層應用和最終用戶最直觀的價值，從而更好地支持ICT融合一體化服務”[3]。在業務創新方面，主要是通過開源社區、多方合作等方式構建能力和產品創新平臺，使得服務內容更加豐富。服務對象也不再局限于最終用戶，同時包括第三方業務開發者。服務的速度也將會由以月為單位提升為以小時為單位。

6 網絡重構下的運營管理應對建議

在網絡規劃上，要從分專業規劃、以CT為主轉為分層次規劃、CT和IT并重。在傳統網絡規劃架構下主要是分專業獨立規劃，按照核心網、接入網、承載網、傳輸網和業務網分別進行。在新的架構下要構建NFV的網絡規劃模式，按照CT域和IT域分別規劃，在CT域主要注重NFV管理編排和虛擬網元及其管理。在IT域主要注重硬件基礎設施和虛擬化層、虛擬資源管理的規劃。同時未來網絡的核心網、業務承載網、無線網的部分網元將承載在電信云上。因此在核心網的規劃上將圍繞“TIC”為中心進行規劃和建設。電信云與私有云要相互獨立，承載的網元除核心網外還要包括業務承載網和未來無線網等。

在采購模式上，要從一體化的采購部署模式逐步向軟硬分離的采購部署模式轉變。通用化和虛擬化將會促使硬件價格逐步降低[4]，但會新增控制器和協同層軟件的采購成本。通用硬件、虛擬化平臺、基礎軟件、應用軟件將會分層采購。在硬件采購部分主要根據各種業務發展需要制定硬件建設計劃，確定技術方案和建設方案進而進行采購。在軟件部分主要是依據工程范圍和內容確定技術方案和建設方案，采購后確定軟件部署位置，通過軟件實現網元自動部署，通過虛擬網元進行調測。

在運營再造上，要從縱向維護向橫向運營的模式轉變。網絡運營從分專業、分廠家、分設備的縱向維護向層次化、跨專業、端到端的橫向運營轉變。在運營對象上包括業務、網絡服務、網絡功能和基礎設施四個部分。基于資源跨層調度和功能跨域協同，NFV網絡運營形成了明顯區別于當前煙囪式運維的能力。這就要求能力要可重用，避免重復和浪費，運行要自動化，以便提高執行效率；管理要編排化以實現面向業務的邏輯。同時在運維中要強化IT和DT的深度融合，要基于大數據能力使網絡運營AI化。

在業務轉型上，要更加聚焦業務形態、交付方式和生態模式的創新。下一代網絡更加虛擬化、云化和軟件化，為業務創新提供更多的可能性和靈活性，從而使運營商逐漸擺脫沉重的枷鎖，形成可比肩互聯網企業的創新效能。當然這也依賴于各運營商能力轉型的成功與否。一是要聚焦“網絡即服務”的業務形態創新，二是要基于微服務及編排能力的業務交付創新，三是面向網絡能力開放的業務生態創新。

在組織匹配上，要從頂層進行系統化的變革與重構。AT&T已將組織與人力資源轉型作為網絡轉型的六大重任之一。一是要對組織進行縱向解耦，加強橫向的協同，組織變革要從網絡線條切入，在運營對象和流程環節上體現云化和IT化的特點。二是要建立分層運維團隊，各層級間解耦，各運維團隊僅需聚焦所轄業務或平臺的運維工作。工作在越底層的團隊服務的上層對象越多，這樣將會形成規模效應，提高公司整體運營效率?？梢猿闪⑻摂M團隊或者部門科室以實現縱向分層和獨立運營。三是需要增加編排、數據分析等崗位角色，貫穿全生命周期。主要是在業務或者網絡服務的設計和部署環節之間增加相應的編排崗位，基于需求、策略及數據反饋，運用相關工具，以抽象化的方式完成對業務及網絡服務的實現；在運營及持續改進階段增加數據分析崗位，運用數據挖掘和相關工具，對業務及網絡數據進行提取、清洗、分析、洞察，為設計方案、策略模板的優化以及自動化能力的實現提供數據支撐。

在人才結構上，勝任力結構和人才構成向倒三角轉變。隨著底層硬件通用化以及基礎設施運維的集中化、自動化，未來網絡運營將更多集中在軟件、應用層面，運營商的能力結構和人才結構從正三角結構向IT互聯網公司的倒三角結構轉型。

7 結語

以SDN/NFV為關鍵技術的下一代網絡轉型重構將是未來5年內電信運營商實施自身能力數字化轉型的關鍵。目前網絡重構正處于網絡架構設計和商用部署初期，由此帶來的運營體系、組織管理變革還未深入觸及。在網絡虛擬化達到一定比例前，運營商需要提前思考運營管理體系的重構以適應網絡重構帶來的變革和挑戰，這也是決定運營商自身轉型能否成功的關鍵。

[1] 物聯網白皮書 [R].北京:中國信息通信研究院,2016

[2] 那文.AT&T中國區董事長朱軍:SDN是網絡轉型的重要方向[N].人民郵電,2016-09-09(008)

[3] 史凡.NaaS架構及全球運營商實踐啟示[J].電信技術,2016(7):48-51

[4] 楊軍.SDN/NFV引入后對采購策略的影響研究[J].廣東通信技術,2017,37(6):42-45

石立峰

工程師，中國信息通信研究院產業與規劃研究所戰略管理研究部副主任，主要研究方向是電信行業發展趨勢及電信運營商發展戰略。

Research on the Transformation of Operation Management under the Network Reconstruction of Telecom Operators

Shi Lifeng

China Academy of Information and Communications Technology, Beijing 100191, China

Next-generation networks with SDN and NFV technologies at their core are deploying faster. The telecom operators hope to strengthen network service capabilities by rebuilding the network, improve network service efficiency, restructure the communications industry chain, and gain more voice and benefits. Based on the drivers of network reconfiguration, this report analyzes the main goals and connotation of network reconfiguration. Combining with the process of network reconfiguration of international operators, this report analyzes the impact of network reconfiguration on operators' strategic roles, operation processes, the structure of knowledge, and the services provided. Finally, we give the tactics to deal with the above changes.

Telecom Operators; Network Reconstruction; SDN; NFV