在網路架構設計上， 中國移動正積極推動以語音和資料為核心的設計架構， 向以內容和流量為核心的資料中心網路架構轉變。
近年來， 家庭用戶接入頻寬成倍提升， 4K高清、物聯網等新業務高速發展， 傳統電信運營商面臨著設備資源利用率低、管理維護複雜及新業務開通緩慢等挑戰。
隨著SDN/NFV和雲計算等新技術的逐漸成熟， 業界紛紛將這些新技術應用於電信網路的轉型實踐， 將傳統電信機房改造為靈活開放的電信雲， 從而實現CT和IT的有機結合和良性互補。
創建固定網路新思路和新架構
在網路架構設計上， 中國移動推動以語音和資料為核心的設計架構， 向以內容和流量為核心的資料中心網路架構改變。 在該架構下， 主要包括核心TIC層和邊緣TIC層。
核心TIC層：核心TIC以控制/管理/調度職能為核心， 主要承載控制面網元和集中化的媒體面網元、CDN和骨幹流量轉發。
邊緣TIC層：邊緣TIC主要面向三大媒體面， 以承載媒體流終結功能為主。
將固定寬頻網路應用於以TIC為基礎的新型網路架構中， 涉及到的網元主要有BRAS-CP（BRAS控制面）、BRAS-UP（BRAS轉發面）、s-CPE（業務CPE）以及物理CPE， 其各自的功能和定位如下。
BRAS-CP和BRAS-UP屬於BRAS的範疇：BRAS-CP定位為用戶控制管理部件， 部署於核心TIC， 負責用戶接入管理、認證計費、用戶會話及策略管理等；BRAS-UP定位為L3網路邊緣及使用者策略執行部件， 部署於邊緣TIC， 負責流量轉發及用戶流量控制等。
s-CPE和物理CPE屬於CPE的範疇：S-CPE部署於邊緣TIC， 定位為用戶應用中心， 包含家庭用戶的各種業務平臺及增值服務；物理CPE部署於使用者側， 定位為用戶管道中心， 負責用戶流量接入運營商網路。
其中， BRAS-CP和BRAS-UP的概念來源於轉控分離vBRAS技術，
轉控分離vBRAS技術詳解
傳統BRAS設備作為使用者接入的閘道和IP網路的邊緣， 面臨著巨大挑戰。
資源利用率低：傳統BRAS既作為用戶接入認證計費的閘道， 又作為IP網路的3層邊緣， 控制面和轉發面緊耦合在一起， 導致在性能處理上互相影響， 無法充分發揮控制面和轉發面的性能極限。
管理維護複雜：由於BRAS設備數量眾多， 網路在部署一個全域業務策略時， 需要逐一配置每台設備。 這種配置模式很難隨著網路規模的擴大和新業務的引入， 實現對業務的高效管理和對故障的快速排除。
業務開通緩慢：由於控制平面和資料平面深度耦合， 且在分散式網路控制機制下， 導致任何一項新技術的引入都嚴重依賴現網設備，
轉控分離vBRAS技術架構
為全面應對傳統BRAS面臨的挑戰， 中國移動率先提出了控制轉發徹底分離的全新vBRAS架構， BRAS控制面集中部署且採用虛擬化/雲化技術實現， BRAS轉發面分散式部署且採用高性能硬體， 實現BRAS轉發面、控制面的徹底分離和解耦。 在轉發面的設備形態選擇上， 初期重點考慮高性能， 所以主要採用基於NP的硬體設備， 下一步存在多種選擇， 一是推動實現通用化的轉發硬體設備， 二是提升x86虛擬化轉發面的性能。
這種控制轉發分離的vBRAS架構有如下特點：
▶ 轉發面、控制面完全分離， 破除轉發面和控制面的緊耦合，
▶ 對控制面進行集中化/雲化， 更易於集中管控， 雲化有助於彈性擴縮容， 簡化運維；
▶ 對轉發面進行當地語系化， 轉發面流量大， 當地語系化可以實現大流量本地卸載；
▶ 控制面採用軟體實現， 控制面屬於計算密集型， 適用於軟體實現；
▶ 轉發面可採用硬體實現， 轉發面屬於流量密集型， 適用於高性能硬體實現。 其中， 對於大session小流量場景可以採用虛擬化實現；
▶ 控制面與轉發面之間採用標準介面， 推動高性能轉發面的標準化、通用化。
該架構的優勢明顯， 轉發控制完全分離、徹底解耦、靈活性高。 其中的x86（控制面）專注於計算密集型的表項管理， 而採用專用硬體的轉發面專注於大流量轉發， 物盡其用、專注高效， 可以徹底解決傳統BRAS面臨的各種挑戰。
轉控分離vBRAS功能劃分
從功能上看，控制轉發分離vBRAS主要包括控制面（BRAS-CP）和轉發面（BRAS-UP）兩個部分。
其中，控制面（BRAS-CP）定位為用戶控制管理部件，主要包含用戶控制管理（UCM）、用戶接入控制、用戶認證授權計費、位址管理（AM）、配置管理（CM）等功能模組。
轉發面（BRAS-UP）定位為3層網路邊緣及使用者策略執行部件，主要包含流量轉發、QoS、流量統計等純轉發面功能，以及單播路由式通訊協定、組播路由式通訊協定、MPLS（LDP/TE）等管道類控制面功能。把單播、組播、路由等管道類控制面功能保留在BRAS-UP，主要原因是當前BRAS層面流量不均衡問題並不明顯，不需要移入控制層面，然後利用SDN技術解決流量不均衡問題；另外，如果只考慮BRAS的虛擬化和SDN化，無法有效解決都會區網路流量均衡問題。將來要想解決流量均衡問題，則需要把BRAS、SR、CR等網元的控制面都納入SDN Controller統籌考慮，才能進行流量的全域調度從而實現均衡（如圖1所示）。
圖1 控制轉發分離vBRAS功能劃分
轉控分離vBRAS介面
對於控制轉發分離vBRAS架構的介面，主要包含控制面（BRAS-CP）向上的北向介面以及控制面（BRAS-CP）和轉發面（BRAS-UP）之間的南向介面。
其中，控制面（BRAS-CP）和轉發面（BRAS-UP）之間的南向介面共有以下3種類型。
▶ 報文上送介面：建議採用VxLAN技術，實現BRAS-CP和BRAS-UP之間PPPoE接入控制報文以及Radius認證授權計費報文的上送和下發；
▶ 配置下發介面：建議採用Netconf協議，實現集中化BRAS-CP對眾多BRAS-UP的統一自動化配置；
▶ 表項下發介面：建議對OpenFlow協議進行擴展，從而滿足BRAS-CP對BRAS-UP的用戶表項下發的需求，實現BRAS-CP對BRAS-UP行為的統一管控。
控制面（BRAS-CP）向上的北向介面，作為整個控制轉發分離vBRAS系統的統一對外介面，主要用於完成與業務系統以及EMS等系統的對接，實現業務系統對vBRAS能力的統一調用。
中國移動將會以BRAS-CP為核心，推動介面標準化，實現轉發面和控制面的徹底解耦、促進網路能力開放（如圖2所示）。
圖2 控制轉發分離vBRAS介面劃分
轉控分離vBRAS使用者接入流程
轉控分離vBRAS系統支援使用者PPPoE&IPoE動態接入，以PPPoE流程為例，具體流程如圖3所示。
圖3 PPPoE使用者接入流程
在PPPoE流程開始前，首先需要打通BRAS-CP和BRAS-UP之間的配置通道,可以通過EMS直接對BRAS-CP和BRAS-UP進行配置，以實現配置通道的打通。配置通道打通後，BRAS-CP可通過該通道配置報文上送通道和表項下發通道。BRAS-CP可實現對其所管理的所有BRAS-UP的統一配置，包括BRAS介面的相關配置以及QOS範本的配置等。
BRAS-UP接收到用戶PPPoE接入報文，BRAS-UP通過報文上送通道上送到BRAS-CP。BRAS-CP處理PPPoE狀態機，觸發AAA認證及位址分配，通過報文上送通道下發回應報文到BRAS-UP，BRAS-UP將回應報文發送回用戶。
BRAS-CP創建用戶轉發表，並同步到使用者表資料庫。通過表項下發通道，BRAS-CP將用戶轉發表、使用者位址路由資訊下發到給BRAS-UP，BRAS-UP運行路由式通訊協定，生成網路轉發表項，並將使用者路由發佈到網路側，使得下行流量直接回到BRAS-UP。BRAS-UP收集使用者上下行流量統計資料、計費資訊、告警資訊並通過表項下發通道定期上送給BRAS-CP。
轉控分離vBRAS架構實現難點和指標要求
1）BRAS-CP和BRAS-UP之間介面
主要介面有報文上送介面（可選擇方案為VxLAN）、配置下發介面（Netconf協定或OpenFlow協定）、表項下發介面（OpenFlow協定），其中與性能相關的主要是BRAS-CP可承載的併發會話數以及使用者上線速率。對於併發會話數要求BRAS-CP可承載1000萬以上，對於使用者上線速率要求達到10k/s以上。
2）熱備/容災備份
a.完成從傳統的電信化容災備份向IT化的容災備份的過渡，實現N：1的熱備；
b.備份完成倒換後，表項的同步時間和速率需要進行關注，應優於傳統BRAS設備的故障重啟時間。
小結
推動固網結構向新型網路轉變是業務和網路發展的必然趨勢，新型的轉發控制分離架構和SDN/NFV技術，為網路架構的轉變打下了堅實的技術基礎，通過分階段逐步推進固定網路的重構、控制面功能原子化及轉發面通用化，一定能夠打造出面向業務和用戶高效靈活的下一代電信網路。
（文\中國移動研究院 胡淑軍 黃璐 韓瑞波）
可以徹底解決傳統BRAS面臨的各種挑戰。轉控分離vBRAS功能劃分
從功能上看，控制轉發分離vBRAS主要包括控制面（BRAS-CP）和轉發面（BRAS-UP）兩個部分。
其中，控制面（BRAS-CP）定位為用戶控制管理部件，主要包含用戶控制管理（UCM）、用戶接入控制、用戶認證授權計費、位址管理（AM）、配置管理（CM）等功能模組。
轉發面（BRAS-UP）定位為3層網路邊緣及使用者策略執行部件，主要包含流量轉發、QoS、流量統計等純轉發面功能，以及單播路由式通訊協定、組播路由式通訊協定、MPLS（LDP/TE）等管道類控制面功能。把單播、組播、路由等管道類控制面功能保留在BRAS-UP，主要原因是當前BRAS層面流量不均衡問題並不明顯，不需要移入控制層面，然後利用SDN技術解決流量不均衡問題；另外，如果只考慮BRAS的虛擬化和SDN化，無法有效解決都會區網路流量均衡問題。將來要想解決流量均衡問題，則需要把BRAS、SR、CR等網元的控制面都納入SDN Controller統籌考慮，才能進行流量的全域調度從而實現均衡（如圖1所示）。
圖1 控制轉發分離vBRAS功能劃分
轉控分離vBRAS介面
對於控制轉發分離vBRAS架構的介面，主要包含控制面（BRAS-CP）向上的北向介面以及控制面（BRAS-CP）和轉發面（BRAS-UP）之間的南向介面。
其中，控制面（BRAS-CP）和轉發面（BRAS-UP）之間的南向介面共有以下3種類型。
▶ 報文上送介面：建議採用VxLAN技術，實現BRAS-CP和BRAS-UP之間PPPoE接入控制報文以及Radius認證授權計費報文的上送和下發；
▶ 配置下發介面：建議採用Netconf協議，實現集中化BRAS-CP對眾多BRAS-UP的統一自動化配置；
▶ 表項下發介面：建議對OpenFlow協議進行擴展，從而滿足BRAS-CP對BRAS-UP的用戶表項下發的需求，實現BRAS-CP對BRAS-UP行為的統一管控。
控制面（BRAS-CP）向上的北向介面，作為整個控制轉發分離vBRAS系統的統一對外介面，主要用於完成與業務系統以及EMS等系統的對接，實現業務系統對vBRAS能力的統一調用。
中國移動將會以BRAS-CP為核心，推動介面標準化，實現轉發面和控制面的徹底解耦、促進網路能力開放（如圖2所示）。
圖2 控制轉發分離vBRAS介面劃分
轉控分離vBRAS使用者接入流程
轉控分離vBRAS系統支援使用者PPPoE&IPoE動態接入，以PPPoE流程為例，具體流程如圖3所示。
圖3 PPPoE使用者接入流程
在PPPoE流程開始前，首先需要打通BRAS-CP和BRAS-UP之間的配置通道,可以通過EMS直接對BRAS-CP和BRAS-UP進行配置，以實現配置通道的打通。配置通道打通後，BRAS-CP可通過該通道配置報文上送通道和表項下發通道。BRAS-CP可實現對其所管理的所有BRAS-UP的統一配置，包括BRAS介面的相關配置以及QOS範本的配置等。
BRAS-UP接收到用戶PPPoE接入報文，BRAS-UP通過報文上送通道上送到BRAS-CP。BRAS-CP處理PPPoE狀態機，觸發AAA認證及位址分配，通過報文上送通道下發回應報文到BRAS-UP，BRAS-UP將回應報文發送回用戶。
BRAS-CP創建用戶轉發表，並同步到使用者表資料庫。通過表項下發通道，BRAS-CP將用戶轉發表、使用者位址路由資訊下發到給BRAS-UP，BRAS-UP運行路由式通訊協定，生成網路轉發表項，並將使用者路由發佈到網路側，使得下行流量直接回到BRAS-UP。BRAS-UP收集使用者上下行流量統計資料、計費資訊、告警資訊並通過表項下發通道定期上送給BRAS-CP。
轉控分離vBRAS架構實現難點和指標要求
1）BRAS-CP和BRAS-UP之間介面
主要介面有報文上送介面（可選擇方案為VxLAN）、配置下發介面（Netconf協定或OpenFlow協定）、表項下發介面（OpenFlow協定），其中與性能相關的主要是BRAS-CP可承載的併發會話數以及使用者上線速率。對於併發會話數要求BRAS-CP可承載1000萬以上，對於使用者上線速率要求達到10k/s以上。
2）熱備/容災備份
a.完成從傳統的電信化容災備份向IT化的容災備份的過渡，實現N：1的熱備；
b.備份完成倒換後，表項的同步時間和速率需要進行關注，應優於傳統BRAS設備的故障重啟時間。
小結
推動固網結構向新型網路轉變是業務和網路發展的必然趨勢，新型的轉發控制分離架構和SDN/NFV技術，為網路架構的轉變打下了堅實的技術基礎，通過分階段逐步推進固定網路的重構、控制面功能原子化及轉發面通用化，一定能夠打造出面向業務和用戶高效靈活的下一代電信網路。
（文\中國移動研究院 胡淑軍 黃璐 韓瑞波）