2023智能化寬帶網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)（iBNG）技術(shù)白皮書

智能化寬帶網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)（iBNG）技術(shù)白皮書（2023）1中國移動(dòng)智能化寬帶網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)（iBNG中國移動(dòng)智能化寬帶網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)（iBNG）技術(shù)白皮書（2023）PAGEPAGE10目 錄業(yè)務(wù)需求及發(fā)展趨勢(shì) 2iBNG技術(shù)演進(jìn) 3iBNG系統(tǒng)架構(gòu) 7iBNG整架構(gòu) 7iBNG智面 8iBNG管控面 9iBNG轉(zhuǎn)面 9iBNG算平臺(tái) 10iBNG關(guān)鍵技術(shù) 11基于AI內(nèi)的網(wǎng)能力 11業(yè)務(wù)智能識(shí)別及加速 11安全防護(hù) 12基于AI業(yè)的算網(wǎng)絡(luò)務(wù) 13AI業(yè)務(wù)算網(wǎng)推薦 13AI業(yè)務(wù)無損承載 13基于AI的絡(luò)質(zhì)保障力 14用戶質(zhì)量閉環(huán)管理 14網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量閉環(huán)管理 16業(yè)務(wù)場(chǎng)景 17關(guān)應(yīng)用速 17網(wǎng)絡(luò)游戲加速 17網(wǎng)絡(luò)直播上行加速 17生成式AI實(shí)時(shí)交互應(yīng)用保障 18精辦公線 19寬業(yè)主動(dòng)維 20進(jìn)展及計(jì)劃 21縮略語列表 23業(yè)務(wù)需求及發(fā)展趨勢(shì)出了更高的要求。在這樣的趨勢(shì)下，算網(wǎng)融合業(yè)務(wù)得到了快速發(fā)展。AI，AIAI心轉(zhuǎn)變?yōu)槎嘣行牡陌l(fā)展趨勢(shì)。寬帶網(wǎng)絡(luò)從娛樂中心向多元化中心的轉(zhuǎn)變。接和服務(wù)，從而更好地滿足用戶需求，推動(dòng)寬帶網(wǎng)絡(luò)的持續(xù)發(fā)展。絡(luò)的安全性和穩(wěn)定性。差異化保障則是寬帶網(wǎng)絡(luò)為多元化業(yè)務(wù)提供不同等級(jí)的保障和服務(wù)的機(jī)制。在寬帶網(wǎng)絡(luò)中，不同的業(yè)務(wù)需要不同的網(wǎng)絡(luò)性能和服務(wù)質(zhì)量：游戲類業(yè)務(wù)。4K/8K、AR/VR360AIKPIOTT高業(yè)務(wù)效率和用戶滿意度。iBNG在運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)中，BRASBRASIP2-1圖2-1 BRAS在網(wǎng)絡(luò)中的位置隨著家庭寬帶用戶以及智能終端數(shù)量的激增，4K高清、家庭辦公、在線教BRASSLABRAS20IPSDN2-2圖2-2BRAS技術(shù)架構(gòu)演進(jìn)寬帶網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)1.0:轉(zhuǎn)控一體BRAS系統(tǒng)BRASATMPPPoA(PPPoverATMATMIPBRASBRASPPPoEIPoECPUPPPoEIPoE為了提高用戶轉(zhuǎn)發(fā)能力，一般通過網(wǎng)絡(luò)處理器（NP）實(shí)現(xiàn)用戶流量的高速轉(zhuǎn)發(fā)。BRAS2-3圖2-3轉(zhuǎn)控一體BRAS物理架構(gòu)寬帶網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)2.0:轉(zhuǎn)控分離vBRAS系統(tǒng)SDNNFVCTITvBRASvBRASBRAS-CPBRAS-UPC/UvBRAS2-4圖2-4轉(zhuǎn)控分離vBRAS系統(tǒng)邏輯架構(gòu)BRAS-CP權(quán)計(jì)費(fèi)管理、地址管理、PPP/DHCPUPBRAS-UPL3QoS等管道類控制面功能。寬帶網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)3.0:智能化iBNG家庭業(yè)務(wù)由傳統(tǒng)的語音、webSLABRASBRAS體驗(yàn)下降保持靜默，易造成客戶流失；業(yè)務(wù)無法差異化保障，不同業(yè)務(wù)要求的SLASLA質(zhì)量管理無智能化閉環(huán)，質(zhì)量感知難，質(zhì)量整治盲，質(zhì)量閉環(huán)弱。3.0（iBNG,IntelligentBroadbandNetworkGateway）應(yīng)運(yùn)而生。iBNGBRAS全量路由器。iBNG業(yè)務(wù)智能感知和智能運(yùn)維：iBNG/外置智能硬件，可以實(shí)時(shí)感AI內(nèi)置算力，應(yīng)用和算力差異化服務(wù)能力：iBNGAI面。同時(shí)，iBNGG-SRv6/SLA升用戶業(yè)務(wù)體驗(yàn)，并通過算力調(diào)度提高資源池利用率。質(zhì)量保障和攻擊防護(hù)能力：基于大數(shù)據(jù)分析，iBNGAIAI并上報(bào)安全平臺(tái)，安全平臺(tái)確認(rèn)后下發(fā)引流策略進(jìn)行清洗。通過以上能力的提升，iBNG實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)的精細(xì)化管理和控制，提升了網(wǎng)絡(luò)的智能感知和差異化保障能力，推動(dòng)寬帶網(wǎng)絡(luò)從娛樂中心向多元化中心的轉(zhuǎn)變，促進(jìn)寬帶網(wǎng)絡(luò)的持續(xù)發(fā)展。iBNGiBNGiBNG聯(lián)合，“賦智強(qiáng)網(wǎng)，以網(wǎng)強(qiáng)算”，算網(wǎng)能力大幅提升。iBNG）、管控面（C）、轉(zhuǎn)發(fā)面（U）和邊緣算力平臺(tái)，通過深入AI，iBNG智能識(shí)別及調(diào)度技術(shù)SLA算網(wǎng)推薦及承載技術(shù)：實(shí)現(xiàn)算力智能推薦，AI差異化服務(wù)等；質(zhì)量分析及保障技術(shù)：AI/網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量閉環(huán)管理，網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定可靠運(yùn)行等。iBNG邏輯架構(gòu)如圖3-1所示：圖3-1iBNG邏輯架構(gòu)iBNGiBNGiBNG運(yùn)維。智能面包括智能運(yùn)營、智能感知和智能特征庫。智能運(yùn)營SLASLAAISLAAI智能感知AIAIAI與網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量改進(jìn)閉環(huán)，保障網(wǎng)絡(luò)可靠穩(wěn)定運(yùn)行。智能特征庫iBNGAIAI訴求。iBNGiBNGiBNG元內(nèi)健康度分析、接口級(jí)流量統(tǒng)計(jì)分析、網(wǎng)元內(nèi)資源分析等功能。網(wǎng)元管理提供設(shè)備配置、告警、性能、鏈路、QoS等傳統(tǒng)的管理能力（FCAPS），并面向傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)提供端到端自動(dòng)化業(yè)務(wù)發(fā)放能力。接入控制iBNG管理、流量管理、轉(zhuǎn)發(fā)策略管理。網(wǎng)元分析基于大數(shù)據(jù)分析，主動(dòng)識(shí)別網(wǎng)元故障，發(fā)現(xiàn)潛在風(fēng)險(xiǎn)并主動(dòng)預(yù)警。iBNG轉(zhuǎn)發(fā)面是對(duì)流量的高性能轉(zhuǎn)發(fā)系統(tǒng)，由BRAS/BRAS-UPBRASAIAIAIAI應(yīng)用識(shí)別SLAiBNGAIIPAI（知識(shí)庫iBNG智能調(diào)度iBNGSLAG-SRv6/切片等技術(shù)對(duì)應(yīng)用進(jìn)行選路；流量管控iBNGAI限制連接等。安全防護(hù)iBNGAI實(shí)時(shí)執(zhí)行管控系統(tǒng)下發(fā)的安全防御策略，保障網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定可靠運(yùn)行。iBNGiBNGiBNGiBNGiBNG務(wù)的算力需求。iBNG通用算力服務(wù)iBNGVR/NAS、云桌面等服務(wù)；智能算力服務(wù)iBNG算力平臺(tái)智能算力服務(wù)包括各種智能計(jì)算服務(wù)，例如機(jī)器視覺、生成式AI、視頻后制等服務(wù)。安全業(yè)務(wù)服務(wù)iBNG算力平臺(tái)安全業(yè)務(wù)服務(wù)包括各種安全功能，例如安全管家、綠色上網(wǎng)和病毒防護(hù)等，可以為用戶提供安全的訪問，用戶無需單獨(dú)購置安全設(shè)備。iBNGAI業(yè)務(wù)智能識(shí)別及加速IPIPIPSPI（ShallowPacketInspection）SPIIP（IPQoSIPiBNGiBNG4～7IPTCPUDPiBNG時(shí)，通過分析報(bào)文應(yīng)用層特征信息，識(shí)別數(shù)據(jù)報(bào)文屬于具體的應(yīng)用程序。iBNG識(shí)別應(yīng)用的主要技術(shù)手段有：IP特征字符匹配，通過報(bào)文中攜帶的特征字來區(qū)分不同的應(yīng)用；加密應(yīng)用指紋識(shí)別，通過AITLS（TransportLayerSecurity）握手階段指紋、TLSSNI（ServerNameIndication）和證書，精準(zhǔn)識(shí)別TLS加密流量；AI4-1iBNG圖4-1應(yīng)用加速示意圖安全防護(hù)WEB運(yùn)營商應(yīng)具備的能力和社會(huì)責(zé)任。iBNG4-2URL經(jīng)濟(jì)效益。圖4-2iBNG安全防護(hù)示意圖基于AIAI360（例如邊緣云和中心云4-3圖4-3根據(jù)應(yīng)用SLA要求調(diào)度入云SLA行算力調(diào)度，確定最優(yōu)處理云池。iBNG內(nèi)嵌算力或外掛算力，為時(shí)延、丟包敏感業(yè)務(wù)提供邊緣算力服務(wù)，提升用戶體驗(yàn)。AIAI70%AIPB/4-4iBNGAI資源，實(shí)現(xiàn)以網(wǎng)促算、以網(wǎng)強(qiáng)算的業(yè)務(wù)發(fā)展目標(biāo)。圖4-4突發(fā)AI數(shù)據(jù)，IP網(wǎng)絡(luò)彈性調(diào)整iBNG具備如下特點(diǎn)：90%，數(shù)據(jù)傳輸效20彈性服務(wù)：租戶多要素優(yōu)化、最佳服務(wù)組合，AIAPI)?；贏I用戶質(zhì)量閉環(huán)管理營商的選擇，根據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，35%標(biāo)，48網(wǎng)服務(wù)體驗(yàn)，是運(yùn)營商維系用戶、提升品牌質(zhì)量的關(guān)鍵因素。iBNG戶感受。iBNG作為家寬用戶網(wǎng)關(guān)，上連網(wǎng)絡(luò)，下接用戶，背靠算力資源，具有獨(dú)特質(zhì)差應(yīng)用與質(zhì)差用戶。iBNG還可以通過接入?yún)f(xié)議層、傳輸層、應(yīng)用層等多層次數(shù)據(jù)的綜合分析，展現(xiàn)家寬用戶的KQI和KPI，從而還原家寬用戶的真實(shí)上網(wǎng)體驗(yàn)：協(xié)議層：BRASPPPoEPPPoE跳時(shí)延（ONTBRAS）、AAAAAATCPTCPTCP率；流量統(tǒng)計(jì)指標(biāo)：用戶上下行流量，各類應(yīng)用流量，有效傳輸速率等；KQIKPIHTTP：GETHTTP器響應(yīng)時(shí)延等；游戲：上行數(shù)傳時(shí)延，下行數(shù)傳時(shí)延，對(duì)戰(zhàn)類游戲時(shí)延；DNS：請(qǐng)求成功率，請(qǐng)求時(shí)延；HTTPSVoIP直播應(yīng)用：視頻卡頓，音頻卡頓等。如圖4-5所示，通過多維度數(shù)據(jù)融合關(guān)聯(lián)，準(zhǔn)確識(shí)別應(yīng)用與質(zhì)差用戶。圖4-5多維度數(shù)據(jù)融合分析示意圖網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量閉環(huán)管理iBNGPPPoE準(zhǔn)確定位導(dǎo)致應(yīng)用質(zhì)差的網(wǎng)元，有針對(duì)性的排查故障解決質(zhì)差，提升運(yùn)維效率。4-6T0=T1-T2100-5=95ms，因此可以確認(rèn)引入視頻質(zhì)差的主要原因是家庭側(cè)問題。圖4-6三段式定界示意圖故障引起的大量用戶群障定界分析，識(shí)別出故障網(wǎng)元。iBNG如下：

通過模擬每個(gè)用戶的每次視頻訪問得到單用戶的視頻訪問信息；在每用戶每次視頻訪問體驗(yàn)信息記錄的基礎(chǔ)上，通過單用戶的屬性信息匯總得到用戶側(cè)/網(wǎng)絡(luò)側(cè)/資源側(cè)的聚類分析信息；PPPoE+BRAS、OLTBRAS/OLT；BRAS/OLTPPPoEBRASOLT小區(qū)的對(duì)照關(guān)系、用戶歸屬套餐等，必須從資管系統(tǒng)導(dǎo)入；聚類分析信息支持展示：a）設(shè)備層級(jí)訪問體驗(yàn)信息；b）TOP質(zhì)差BRAS/OLT設(shè)備。業(yè)務(wù)場(chǎng)景關(guān)鍵應(yīng)用加速網(wǎng)絡(luò)游戲加速CNNIC2022125.22展更是帶動(dòng)了整個(gè)網(wǎng)絡(luò)游戲市場(chǎng)的增長，未來網(wǎng)絡(luò)游戲用戶量仍將繼續(xù)增長。VR/AR的流暢性。為了應(yīng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)游戲?qū)W(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的要求，iBNGSRv6SRv65-1圖5-1網(wǎng)絡(luò)游戲加速示意圖網(wǎng)絡(luò)直播上行加速娛樂等方式，逐漸成為一種新的互聯(lián)網(wǎng)文化業(yè)態(tài)。數(shù)據(jù)顯示，截至2022127.5170.3%。隨著網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施直播用戶規(guī)模呈爆發(fā)式增長，網(wǎng)絡(luò)直播行業(yè)擁有巨大的市場(chǎng)發(fā)展空間。會(huì)、大型綜藝節(jié)目、游戲直播、電商帶貨直播等。4K/8K（上行3D/VRAR3D支持內(nèi)容快速審核（AI）等。iBNGBSRv6SLA5-2所示：圖5-2直播加速組網(wǎng)示意圖AIAIGCAI工作方式，預(yù)計(jì)會(huì)帶來網(wǎng)絡(luò)流量新一輪的大幅增長，iBNGAIAIGC2C2B2H,以視頻生成視頻等幾種方式,在最終用戶和AIDCADCI網(wǎng)絡(luò)來提供,業(yè)務(wù)多次交互的流量承載。圖5-3AIGC生成AI流量iBNGAI5-4圖5-4數(shù)據(jù)快遞業(yè)務(wù)，彈性網(wǎng)絡(luò)服務(wù)精品辦公專線痛點(diǎn)：

非辦公應(yīng)用流量無手段限制，員工可能存在在工作時(shí)間內(nèi)進(jìn)行個(gè)人社交、互聯(lián)網(wǎng)游戲、看視頻等與工作無關(guān)的違規(guī)行為，影響員工工作的效率；網(wǎng)頁訪問無安全保障，員工在上網(wǎng)過程無意進(jìn)入一些釣魚網(wǎng)站，存在獲取病毒、木馬等網(wǎng)絡(luò)安全威脅的風(fēng)險(xiǎn)，這些威脅會(huì)進(jìn)一步危及企業(yè)的信息安全；BRASvBRAS流控設(shè)備（如防火墻等），設(shè)備采購、維護(hù)成本高。供安全、穩(wěn)定、高效的上網(wǎng)環(huán)境。iBNGURL5-5iBNG需部署獨(dú)立流控設(shè)備，節(jié)省企業(yè)投入。5-5精品辦公專線寬帶業(yè)務(wù)主動(dòng)運(yùn)維寬帶業(yè)務(wù)運(yùn)維的痛點(diǎn)主要有以下兩個(gè)方面：識(shí)障靠投訴，被動(dòng)響應(yīng)用戶報(bào)障：由于運(yùn)營商家寬對(duì)應(yīng)用程序網(wǎng)絡(luò)90%的家寬故障源自用戶投訴，被動(dòng)響應(yīng)；定障靠上門，維護(hù)成本高：運(yùn)營商家寬覆蓋的網(wǎng)絡(luò)范圍廣泛，存在手段，運(yùn)維人員90%的上門時(shí)間用于定障，平均耗時(shí)超2小時(shí)，維護(hù)成本較高。5-6提高故障自愈能力。圖5-6家寬用戶質(zhì)差識(shí)別和定界示意圖進(jìn)展及計(jì)劃IPPONBRAS帶網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)向智能化演進(jìn)的迫切性，提出了“三平面+一平臺(tái)”的iBNG技術(shù)新AIAI/安全防護(hù)等技術(shù)，并在現(xiàn)網(wǎng)多個(gè)省公司完成業(yè)務(wù)驗(yàn)證工作。AINAT未來隨著關(guān)鍵器件智能化的成熟演進(jìn)，iBNGAIiBNGiBNG融合，實(shí)現(xiàn)多樣化、多維度、多變通的算力業(yè)務(wù)服務(wù)。脈”?？s略語列表縮略語英文全名中文解釋AAAAuthentication,Authorization,Accounting認(rèn)證，授權(quán)，計(jì)費(fèi)APAApplicationAware業(yè)務(wù)識(shí)別ARAugmentedReality增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)BRASBroadbandRemoteAccessServer寬帶遠(yuǎn)程接入服務(wù)器BRAS-CPBRASControlPlaneBRAS控制面BRAS-UPBRASUserPlaneBRAS轉(zhuǎn)發(fā)面CRCoreRouter核心路由器HTTPSHyperTextTransferProtocoloverSecureSocketLayer超文本傳輸安全協(xié)議iBNGintelligentBroadbandNetworkGateway智能化寬帶網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)IPInternetProtocol互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議IPoEIPoverEthernet以太網(wǎng)IP協(xié)議MPLSMultiProtocolLabelSwitching多協(xié)議標(biāo)簽交換NFVNetworkFunctionVirtualization網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化NPNetworkProcessor網(wǎng)絡(luò)處理器OTTOverTheTop服務(wù)平臺(tái)P