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基于公有云部署核心网,开创电信服务新篇章

发布时间:2021-08-18  作者:中兴通讯 杜鹏,黄文俊,王长金  阅读量:

随着微服务、容器、DevOps等云原生技术在电信领域(如5GC核心网)的应用,电信运营商对利用公有云提供电信服务也产生了极大兴趣。一些海外电信运营商借助5G发展的契机,纷纷开始和主流公有云服务商(如Amazon AWS、Microsoft Azure、Google Cloud等)展开合作,例如:西班牙电信集团的德国和巴西分支、美国第四大移动运营商Dish纷纷与AWS合作,基于AWS公有云部署5GC和O-RAN无线设备,提供5G公网和专网服务。

 

优劣势分析

 

和传统自建私有云的方案相比,电信运营商选择公有云主要有以下几点优势:

- 省去了CAPEX。运营商通过“以租代建”方式利用公有云厂商提供的云基础设施资源,从自建私有云的一次性投资支出,改为逐年的OPEX投入,减少运营商初期的建设投资。

- 降低了OPEX。云基础设托管给公有云厂商,免除了基础设施的运维,大大降低了企业的运维成本。

- 缩短了TTM(Time to Market)。充分利用公有云的现成资源和自动部署服务,提升建网和服务交付的效率,可有效降低部署成本,实现业务的快速上线。

- 聚焦业务运营。通过引入公有云实现技术创新,打破运营商原有僵化的电信框架,转变经营模式,可开拓新市场,创新商业模式,提升核心竞争力。

尽管有上述优势,相比于IT服务,电信服务对基础设施的要求更高,因此在公有云上部署电信服务还需要考虑以下几个问题:

- 高可用性问题

为了保证用户的体验,运营商一般要求基础设施提供电信级的高可靠性(如99.999%),还要提供较高等级的SLA来保障服务,而公有云是针对IT应用的,一般很难达到这么高的服务要求。

- 法律合规问题

公有云通常是跨国、跨洲部署的,将电信服务搬到公有云上,必将面临各个国家的数据合规及法律监管问题,另外用将户数据放在公有云上,也存在泄漏的风险。

- 控制权问题

以前电信运营商自建私有云,所有权归自己,现在交给公有云托管,就失去了对电信网络的绝对控制。而且一些电信服务对云平台有特殊的定制要求,而公有云一般只提供统一的标准,不接受特殊定制,对电信业务的发展也有一定限制。

- 场景差异化问题

电信服务有多场景的应用需求,例如5G URLLC场景需要满足高带宽、低时延的要求,而公有云通常是集中部署,距离用户较远,网络传输质量受限,难以保证用户的业务体验,因此单一的公有云无法满足电信服务的多场景需求。

 

 

三个颠覆性改变

 

选择公有云提供电信服务,对电信运营商而言将在部署模式、商务模式、运营模式三方面产生颠覆性改变。

 

部署模式:从单一“电信私有云”到多形态“分布式云”

针对公有云存在的问题,业界提出了基于公有云的分布式云架构(见图1),除了集中部署的中心Region, 还增加了下沉到本地的社区云或边缘云,为特定用户提供专属服务。这样运营商可以根据需求在分布式云上灵活部署业务,满足不同的场景需求,同时解决本地数据合规和法律监管等问题。

分布式云结合了公有云和私有云的优点,采用统一的基础设施架构和服务,提供统一的运维管理,各个云之间通过内网连接,无需额外的带宽资源。目前主流公有云厂商也纷纷推出了本地专属云方案作为公有云的有效补充,如微软Azure Stack、AWS Outposts、Google Cloud Anthos、阿里云Apsara Stack等。

       图1  Gartner提出的“分布式云”架构

 

商务模式:从固定“CAPEX+OPEX”到动态“PAYU”模式

运营商租用公有云提供电信服务,省去了自建私有云所需的固定资产投资,只需要按照资源的使用量动态付租金即可,这就是PAYU(Pay As You Use)模式。公有云的服务主要包含IaaS资源的使用费和SLA服务费,既可以按照PAYU模式付费,也可以包年包月。

除了基本租赁费外,公有云厂商还会根据客户需求收取其他费用,例如专线连接费、第三方应用软件安装集成费、PaaS/SaaS产品服务费等。有些公有云厂商甚至提出了“前期免费使用,后期按照收入分成”的商务模式,帮助客户分担前期新业务拓展的风险,对运营商来说更有吸引力。

 

运营模式:从“重资产”运营到“轻资产”运营

运营商将云交给公有云厂商托管,实现轻资产运营。这样运营商只需要专注于核心业务,把更多的资源投放在运营管理上,如业务创新、品牌提升、市场拓展等,有利于提升企业的核心竞争力。还可以利用公有云提供的PaaS/SaaS服务(如大数据、AI,DevOps等)提升服务质量,创新商业模式,根据不断变化的市场需求,灵活快速地推出新业务,降低试错成本。

 

部署建议

 

目前电信服务中最适合在公有云上部署的就是核心网。通过分析和验证,发现不同类型的核心网网元,在公有云上的部署方式差别较大。

- 基于云原生架构的网元:例如5GC网元,以云原生的形态存在,可以直接部署在公有云提供的虚机或容器上。

- 非云原生架构的网元:例如IMS网元,这类网元不能直接部署在公有云提供的虚机或容器上,需要在公有云提供的裸金属服务器上构建基于云底座TCF(TECS  Cloud Foundation)的二次虚拟化网络,在此之上部署网元APP。

- 类IT应用的网元:如VAS网元,这类网元虽然也是非云原生架构,但是可以直接在公有云提供的虚机上部署。

在公有云上部署核心网,除了考虑技术可行性外,还要考虑经济性、合规性以及自动化部署等问题,建议如下:

- 对于带宽和时延要求不高的网元,如5GC控制面网元AMF、SMF、PCF等,适合在中心Region上集中部署,方便管理,节省资源;

- 对于时延以及吞吐量要求较高的网元,如5GC用户面网元UPF,不适合在中心Region上集中部署,可以下沉到边缘云上部署,保证用户体验;

- 对于存放用户数据之类的网元,如5GC用户面网元UDM,受本国数据保护和法律监管的限制,也不能部署在跨国的中心Region上,只能在本地社区云上部署,保证安全合规;

- 此外核心网网元繁多,开通复杂,需要自动化的开通和运维工具,因此还需要MANO和公有云的IaaS/CaaS平台对接资源编排接口,实现网元的自动化开通。

考虑到保护已有投资以及满足新业务场景的诉求,运营商可以优先考虑将IT系统以及5GC网元部署在公有云上,再逐步把现有的语音和数据业务迁移到公有云上。以5G网络为例,建议基于分布式云部署,方案如图2所示。

      图2   基于分布式公有云的5G网络部署方案

 

目前基于公有云部署核心网处于小规模的实验阶段,能否满足未来大规模商用的需求还有待检验。但是和自建私有云相比,公有云在技术、成本、商业模式方面都有很大的优势,因此逐渐受到一些急需数字化转型或拓展新市场的运营商的青睐。由此看来,公有云即将对电信行业的发展变革产生巨大影响,为电信服务带来新的机遇。

中兴通讯作为业界领先的电信服务提供商,很早就开始和业界主流的公有云服务商(如AWS、阿里巴巴)展开合作,已成功将5GC、IMS等网元部署公有云上,充分验证了中兴通讯核心网产品的架构先进性和创新能力。中兴通讯愿意携手公有云服务器商、电信运营商,以及其他行业伙伴,共同推进电信服务早日在公有云上成熟商用,为开创电信服务新篇章作出积极贡献。

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