全球首例“异厂家NB-IoTvEPC和vIMS共三层全解耦云”探索与实践

摘要

2018年初四川联通实现全球首例三层全解耦NB-IoT vEPC部署、首例异厂家NB-IoT vEPC和vIMS共三层全解耦云尝试部署，并在2019年5月完成了首例异厂家NB-IoT vEPC和vIMS共三层全解耦云商用。

关键词

SDN NFV 三层全解耦 Openstack 通信云

项目背景

云化浪潮席卷全球，SDN/NFV支撑各个运营商互联网化运营转型，at&t发布了Domain 2.0计划预计2020年实现75%网络功能虚拟化，国内三大运营商也相继发布了白皮书，开始了网络云化部署。中国联通发布的CUBE-Net 2.0将基于SDN/NFV、超宽带技术实现网络重构，积极进行网络转型的尝试；NFV可以实现共享的硬件资源池、自动化的网络部署与管理、灵活的网络扩缩容、更快速的业务上线等，公司希望通过引入NFV技术进行电信网络云化演进，按照区域、本地、边缘三层DC布局，迎接5G到来。

部署整体情况

在中国联通集团公司的统一安排下，四川省分公司2018年先后承接了全球首例“三层全解耦NB vEPC商用项目”建设、首例“NB vEPC与 vIMS 共云项目”的建设。集团公司希望通过四川项目的推进，为通信云的建设提供经验。经过项目组一年多的努力，目前NB vEPC项目已承载商用用户，与vIMS共三层全解耦云项目也已实现商用。

根据中国联通通信云部署目标，通信云整体设置区域、本地、边缘三层DC架构，具备简洁、弹性、开放、集约等特点，快速响应新业务。2017年8月份物联网分组网设备集采是全国首例NFV集采项目，四川是中国联通唯一一个三层全解耦的局点，更是全球第一个NB-IoT三层全解耦核心网的商用局点，基于Openstack的开放性架构规范标准对各层间的耦合兼容性问题的解决和高效调测起到了关键的作用，在区域、本地、边缘三层DC部署和统一运营方面均有所突破：

1、在区域DC和本地DC部署方面， 2018年中国联通在四川实现了全球首例三层全解耦NB-IoT vEPC商用部署，并陆续完成vIMS和5G核心网的虚拟化部署，并在NB-IoT三层全解耦云上进行了NB-vEPC与vIMS异厂家多业务共云尝试，目前实现商用突破。

2、在边缘DC部署方面，2018年在智慧水利领域积极探索，通过先进的5G（MEC）分布式边缘云+AI实现了智慧水利试点项目。

3、统一运营方面，实现了集团公司自主研发NFVO与四川现有设备厂家VIM、VNFM的对接；

三层全解耦NB-IoT vEPC部署

四川省分公司承建了全球首个NFV三层全解耦商用NB-IoT核心网，其中硬件厂商紫光华山、虚拟化层厂商华为、VNF厂商中兴。

鉴于新技术部署，项目先后共经历了5个阶段：

1、组织技术、产品培训；

2、统一规范和标准，并成立规范标准仲裁小组；

3、组织集成方案讨论与设计；

4、安装实施；

5、虚拟化功能验收测试。

作为八大区节点之一，组织编制《四川联通NB-IoT项目HLD、LLD》集成方案，2018年1月份完成公兴镇FirstCall；组织编写《中国联通四川NB-IoT承载方案》，2018年3月份向上完成与南京、广州物联网中心联调部署，完成到五省基站端-端承载部署实现基站接入，确保517的NB基站商用部署，部署了eSight系统负责硬件监控和告警收集；

同时设置高端大客户交换机实现与刚性、弹性、互联网LNS对接，保障大客户专线承载，目前三厂家协同的非常好，已大量承载大区五省业务，目前大家对整个NB-IoT核心网络非常满意；

异厂家NB-IoT vEPC和vIMS共三层全解耦云测试阶段

“异厂家三层解耦云”和“异厂家多业务共云”是网络云化的目标。2018年4月，四川省分公司和相关厂家在NB-IoT三层全解耦云上进行部署诺基亚vIMS的尝试。

项目具有“厂商多、集成复杂度高”难点；过程中不能影响现网 NB vEPC的建设和业务开通。?计划建设部组织运维、网管、成都分公司、中讯设计院、华为、诺基亚、中兴、华三成立联合项目组，一起加班加点推进项目，协调周边设备配合，如期完成VoLTE First Call阶段目标，成功实现国内首例“异厂家NB vEPC和vIMS共三层全解耦云。项目先后经历5个阶段：

1、需求分析、可行性分析、目标方案设计；

2、规范统一

3、集成方案设计

4、安装实施

5、虚拟化功能验收测试、业务测试。

虚拟化层与业务层测试：

vIMS部署成功后，根据集团发布的虚拟化层、vIMS业务测试规范，成功完成相关测试：

1） 硬件完成设备加电、信息配置查询，电源冗余、交换机堆叠，系统可靠性、服务器、存储、网络相关的测试项，并确认硬件告警正常上报到PIM。

2） 虚拟化资源池，完成虚拟机管理和操作维护、虚拟网络管理、监控管理功能、接口功能、基本性能测试、应用性能测试、安全性测试。

3） CBAM进行了VNFD管理、VNF详情显示、VNF操作记录和实例化参数、VNF的状态信息（包括扩缩容的级别，对应的虚拟化资源、网络信息）等测试。

4） 进行VoLTE业务测试，包括：终端注册、网络发起的注销、VOLTE用户呼叫VOLTE用户、主叫标识显示、被叫标识显示、SIP注册、基本视频通话、无条件转移、无应答转移、不可及转移等。

2018年10月完成诺基亚vIMS在NB-IoT云的部署并打通VoLTE Firstcall，首次验证了中兴NB-vEPC与诺基亚vIMS共NB-IoT华为云可行性。

异厂家NB-IoT vEPC和vIMS共三层全解耦云商用阶段

2019年1月，中国联通在四川组织了“中兴NB-vEPC与诺基亚vIMS共三层全解耦云项目”商用建设。2019年1月28日，启动项目，3月底在三层全解耦云成功部署诺基亚商用vIMS，包括 ?VNFM（V18.5）、CSCF（V17.5）、NTAS（V17.8）、SoapGW（V17.5）、MRF（V17.5） 共5类网元，228个虚机，实际容量232万；4月完成vIMS 的VoLTE业务相关测试；5月初 vIMS VoLTE部署试商用用户。截止到5月，华为云平台共建立298个虚机且运行稳定正常，其中诺基亚vIMS占用228个，中兴NB vEPC占用70个；诺基亚vIMS已部署试商用用户, 中兴 NB vEPC业务已带有6万多NB- IoT商用用户。

重要结论

统一三层解耦资源池（计算、存储、网络）通过标准组件、标准接口、开源虚拟化层，节约了工程投资，简化了网络架构，提升业务反应速度，降低了运维成本，实现了资源共享，打造了多厂家生态环境，提升了整体运营效率，有效推动了网络的降本增效。

统一虚拟化层、MANO、云管方面：统一虚拟化、MANO后可以提升端-端运营效率，每业务单节点需要部署控制节点3台服务器、管理节点3台服务器、MANO 5台服务器；每增加一个业务共云可节约投资132万元；预计19年整体节约投资264万元；相应节约人力成本近60万/年。

满足弹性扩缩容方面：18-19年需部署服务器资源近400台，如果按照7个不同厂家业务进行资源富裕，其中共需配置服务器近150台便于灵活扩缩容，统一云资源池后各专业可以进行资源共享预计50台服务器即可满足要求，2019年可节约投资600万；

提高业务上线速度方面：硬件独立勘察设计、招标采购、硬件到货、集成安装至少节约2-3个月的时间；

四川节点是集团唯一一个基于商用局点，集团将我们作为三层解耦的突破点推动三层部署，实现异厂家NB vEPC与vIMS共云的案例，目前四川分公司的这一重大突破为下一步通信云的部署积累了经验。

后续计划安排

由于“异厂家多业务共云”模式的运维复杂度高，中国联通将继续进行运维方面的研究和实践。进行自动化运维工具的研究和摸索，以快速实现跨层故障定界定位和根因分析，缩短定界定位时间。

中国联通在四川分公司成功实现“异厂家NB-IoT vEPC和vIMS共三层全解耦云”项目的商用，是全球网络云化的又一个重要里程碑，也是第一个基于商用局点实现异厂家NB vEPC与vIMS共三层全解耦云案例，验证了通信云“先建设部分VNF，再增加部署新VNF”的共云演进的可行性，为网络云化转型做好准备。中国联通将继续开拓前进，加快推动全云化网络部署进程。