互联网行业：智能化宽带网络网关（iBNG）技术白皮书2023

发布单位：中移智库编制单位：中国移动通信研究院 前言 本白皮书旨在提出中国移动对于智能化宽带网络网关（iBNG）的愿景、架构设计、能力要求和后续展望。希望能够为产业在规划设计智能化宽带网络网关（iBNG）相关技术、产品和解决方案时提供参考和指引。 本白皮书的版权归中国移动所有，未经授权，任何单位或个人不得复制或拷贝本建议之部分或全部内容。 主要编制人：程伟强、杨新国、颜宇、姜文颖、刘雅思、杨雪、翁思俊、李金铭 目录 1.业务需求及发展趋势..................................................................................................................22.iBNG技术演进.............................................................................................................................33.iBNG系统架构.............................................................................................................................73.1iBNG整体架构...............................................................................................................73.2iBNG智能面...................................................................................................................83.3iBNG管控面...................................................................................................................93.4iBNG转发面...................................................................................................................93.5iBNG算力平台.............................................................................................................104.iBNG关键技术............................................................................................................................114.1基于AI内生的网络能力.............................................................................................114.1.1业务智能识别及加速..........................................................................................114.1.2安全防护..............................................................................................................124.2基于AI业务的算力网络服务....................................................................................134.2.1AI业务算网推荐.................................................................................................134.2.2AI业务无损承载.................................................................................................134.3基于AI的网络质量保障能力....................................................................................144.3.1用户质量闭环管理..............................................................................................144.3.2网络质量闭环管理..............................................................................................165.业务场景....................................................................................................................................175.1关键应用加速..............................................................................................................175.1.1网络游戏加速......................................................................................................175.1.2网络直播上行加速..............................................................................................175.1.3生成式AI实时交互应用保障............................................................................185.2精品办公专线..............................................................................................................195.3宽带业务主动运维......................................................................................................206.进展及计划................................................................................................................................21缩略语列表.......................................................................................................................................23 1.业务需求及发展趋势 随着数字化、智能化的深入发展，宽带网络正加速渗透到千家万户，成为数字经济发展的重要支撑。同时，云电脑、云游戏快速发展，客户对算力供给也提出了更高的要求。在这样的趋势下，算网融合业务得到了快速发展。 AI能力的发展也给宽带网络带来了新的机遇和挑战，一方面，AI技术的应用推动了宽带网络的智能化发展，另一方面，各种AI业务也需要更高效、更灵活和更可靠的网络连接和服务。技术和用户需求两大因素驱动宽带网络从娱乐中心转变为多元化中心的发展趋势。 首先，技术的发展使得宽带网络能够承载更多的信息和数据。随着光纤技术的普及，网络的速度和稳定性都有了极大的提升，使得宽带网络能够满足更多业务的需求。这种发展趋势为宽带网络从娱乐中心转变为多元化中心提供了可能。 其次，用户需求的变化也促使宽带网络向多元化方向发展。随着社会经济的发展和人们生活水平的提高，用户对宽带网络的需求已经不再仅仅是娱乐，而是拓展到了生活的各个方面，例如在线教育、远程办公、智慧家庭、物联网等。这些新的应用场景需要宽带网络提供更高效、更稳定、更智能的服务，从而推动了宽带网络从娱乐中心向多元化中心的转变。 随着技术和用户需求的变化，我们需要不断引入新的技术和算法，实现对网络的更精细化的管理和控制，为各种业务提供更高效、更灵活和更可靠的网络连接和服务，从而更好地满足用户需求，推动宽带网络的持续发展。 智能感知能力可以使宽带网络更好地理解和预测用户的需求和行为，从而提供更个性化的服务。例如，通过分析用户的行为和流量模式，可以预测用户对新的应用或服务的偏好，从而提前做好资源分配和优化，提高用户体验。另外，通过智能感知，还可以对网络中的异常行为进行快速和准确的检测和处理，提高网络的安全性和稳定性。 差异化保障则是宽带网络为多元化业务提供不同等级的保障和服务的机制。在宽带网络中，不同的业务需要不同的网络性能和服务质量： 强交互业务：流速低，但对于业务时延及抖动敏感。比如教育、办公、游戏类业务。大视频业务：大流速、大突发，对业务丢包敏感。比如4K/8K、AR/VR、360视角等视频内容类业务。智算业务：高吞吐、高弹性，需要提供服务化接口，比如自然语言、机器视觉、生成式AI类业务。普通宽带业务：普通宽带类业务对网络KPI低敏感，比如上网、下载、普通OTT视频类业务。 通过网络智能感知及网络差异化保障，可以更好地满足不同业务的需求，提高业务效率和用户满意度。 2.iBNG技术演进 在运营商网络中，BRAS设备位于城域网边缘，是宽带接入网和城域骨干网的衔接点，在功能上是用户通过固网接入实现各种宽带和数据业务的门户，是控制用户网络行为的策略执行点。BRAS设备由于身份特殊、功能复杂、数量众多，是整个IP承载网智能化转型的关键网元，也是整个网络体现智能化、开放性的核心载体，BRAS智能化演进直接影响网络智能业务的发展(如图2-1所示)。 随着家庭宽带用户以及智能终端数量的激增，4K高清、家庭办公、在线教 育、云游戏、物联网等新业务的高速发展，传统BRAS由于专用封闭、通用性差，无法实现资源的池化和弹性扩缩容，且无法满足不同应用差异化SLA保障。另外，传统BRAS设备也面临着资源利用率低、管理运维复杂及新业务上线慢等一系列的运营难题。 近20年来，为适应不同阶段业务诉求，BRAS架构在不断演进，大致可以分为三个阶段，第一阶段实现了IP化，第二阶段实现了SDN化，第三阶段正在向AI化演进(如图2-2所示)。 宽带网络网关1.0:转控一体BRAS系统 集强计算与强转发于一体的设备，基于专用硬件转发。传统BRAS最初在ATM交换机的基础上进行设计，支持PPPoA(