作为数字信息服务的核心基础设施,运营商网络架构是支撑全民上网、企业互联、万物智联的底层骨架,经过数十年的迭代演进,已经形成了分层清晰、功能明确的成熟体系,同时也在向云网融合、算网一体的方向持续升级。
传统运营商网络通常按照“接入层-汇聚层-核心层-骨干网+业务支撑层”的层级划分,各层各司其职保障数据传输稳定高效:
一是接入层,作为网络与用户终端的“最后一公里”接口,是覆盖范围最广的网络层级,面向家庭用户的光猫、FTTR设备,面向个人移动用户的4G/5G基站,面向企业客户的专线接入设备都属于接入层范畴,核心功能是把不同类型的用户终端接入运营商网络,同时完成初级信号转换、用户身份识别等工作,接入层的性能直接决定了用户的上网速率、信号覆盖体验。
二是汇聚层,作为接入层和核心层之间的“中转枢纽”,通常部署在区域级机房内,负责将几十上百个接入节点的流量收拢汇总,同时完成本地流量调度、QoS(服务质量)管控、安全过滤等功能,比如同一城区内不同小区的用户访问本地政务服务平台时,流量可以直接在汇聚层完成转发,无需占用上层核心层资源,有效提升传输效率、降低核心网压力。
三是核心层,是本地运营商网络的“大脑中枢”,部署在核心机房,采用全冗余的高可靠架构设计,核心功能是实现高速路由转发,对汇聚层上报的流量进行地址判断:如果是本地访问需求则直接转发到对应业务节点,如果是跨区域访问需求则将流量送入骨干网传输,目前主流核心网设备已经支持单端口400G的传输能力,可满足海量数据的低延迟转发要求。
四是骨干网,是跨区域、跨国家的“信息高速公路”,分为省际骨干网和国际骨干网两级,采用超长距光传输技术铺设,承载全国乃至全球的跨域流量交互,比如北京用户访问广东的互联网服务,流量就会通过省际骨干网从北京核心节点传输到广东核心节点,再向下分发到对应的业务平台。
五是业务支撑层,是网络之上的“服务载体”,包含宽带认证计费系统、语音业务IMS系统、5G核心网网元、云资源池等组件,负责为不同用户提供对应的差异化服务,家庭宽带的开户销户、话费计算,5G网络的切片定制、企业专线的安全隔离等能力都由业务支撑层实现。
随着数字经济对网络灵活性、智能调度能力的要求不断提升,传统的垂直封闭、硬件绑定的运营商网络架构正在向开放解耦的云原生架构转型:一方面SDN(软件定义网络)、NFV(网络功能虚拟化)技术逐步普及,原本依赖专用硬件的网络功能被迁移到通用服务器上的虚拟化平台运行,网络配置、流量调度可以通过软件平台一键完成,大幅降低运维成本、提升响应速度;另一方面云网融合、算网一体成为新的演进方向,运营商正在将网络架构与全国范围内的算力节点打通,未来用户调用算力资源时,网络可以自动感知算力节点的负载情况,选择“最近、最快、成本最低”的传输路径,实现“网络随算力灵活调度”的新体验。
从传统的语音通信网络到如今的万物智联底座,运营商网络架构的每一次迭代,都在推动数字服务体验的升级,未来随着6G、全光网、算力网络等技术的落地,运营商网络架构还将朝着更智能、更高速、更灵活的方向持续演进,为数字中国建设提供坚实的底层支撑。
本文由AI大模型(Doubao-Seed-1.6)结合行业知识与创新视角深度思考后创作。