NFV产品如何才能走向规模商用

Posted 2021-12-18 sdnlab1509

作者简介：王晔，烽火通信科技股份有限公司ICT网络产品线NFV产品总监，高级工程师，研究方向为SDN\NFV\MEC\AI\光通信。

自2013年AT&T率先提出DOMAIN 2.0网络转型计划以来，国内外运营商纷纷跟进推出网络转型战略，权威咨询机构IHS甚至预测2021年全球NFV市场规模达到370亿美元以上。理想虽然丰满，现实依旧骨感。时间悄然来到2019年，NFV产品实际商用规模远没有预测数据那么乐观。究竟是什么原因阻碍了NFV产品商用进程？NFV产品如何才能真正走向规模商用？本文试图回答这两个问题。

现状之痛，NFV产品商用进展未达预期

要想了解NFV产品商用进程，只要打开整个电信网络来看不同网络层次的虚拟网元商用进展就可以管中窥豹。如图1所示，除了移动核心网vEPC、vIMS、v5GC网元和数据中心网络安全等少量网元外，接入网的vCPE、vOLT、vCDN，城域网vBNG、vSR等尚处于试商用或小规模商用的阶段，传送网和骨干网的网元则几乎没有虚拟化。仔细分析不难发现其中的规律，传统电信网络中业务特性比重大的网元率先实现虚拟化并规模商用，而网络中大量管道特性比重大的网元仍然处于试商用或者干脆没有虚拟化的阶段。

图1 电信网络虚拟网元商用进展

他山之玉，基于价值链的商业模式分析框架

科幻作家刘慈欣告诉我们要升维思考，降维打击。从历史发展规律来看，任何产业的更迭离不开技术和商业的双轮驱动。从商业模式角度分析NFV产品面临的问题与挑战才能更好的看清方向，规划未来发展。分析商业模式当然首先要有一套商业模式分析框架。本着拿来主义，在此直接引用北京大学汇丰商学院的商业模式分析框架（参考图2）。

图2 商业模式分析框架

商业模式的概念是商业生态环境中价值环节的生态组合。商业模式分析框架主要由用户需求、价值链路、价值交换、赢利模式和商业位势组成。用户需求指使用产品或服务的最终用户的需求。运用马斯洛需求层次理论模型可以锁定用户需求靶点。价值链路由一个或多个价值环节组成，通过价值交换的方式交换到用户处并满足用户需求。赢利模式指价值链路上总收益的生成方式，本质上就是研究卖什么的问题，通常包括卖产品、卖服务、卖文化、卖投资和卖资质五种类型。商业位势指企业在价值链路上的收益分配原则，通常根据关键资源的可替代性决定了企业在价值链路上的位势。

升维思考，从商业模式角度看NFV产品面临的挑战

NFV通用硬件的商业模式

硬件基础设施除了数据中心内部常用的服务器、交换机、存储之外，还包括以uCPE、智能网卡为代表的NFV通用硬件，其商业模式参考图3。价值链路最上游的多核CPU厂商寡头处于支配地位，在商业位势上具有不可替代性，攫取了大部分利润。下游通用硬件厂商数量众多，各厂家硬件设计大同小异，主要比拼的是成本和效率。

图3 NFV通用硬件的商业模式

对于购买NFV通用硬件的最终用户而言，基础层次的需求靶点就是通用硬件相比专用硬件优势在何处。以uCPE为例，表1从不同维度比较了uCPE和专用CPE的差异，uCPE在接口多样性、成本、环境适应性等多方面相较于专用CPE均没有体现明显优势。

表1 uCPE与专用CPE综合对比

VNF虚拟网元的商业模式

VNF的商业模式参考图4。价值链路VNF厂商处于通用硬件商下游，购买通用硬件设备并部署VNF后再销售后最终用户使用。由于纯软件边际成本为0，同质化竞争激烈，商业位势上VNF厂商无法处于支配地位。

图4 VNF虚拟网元的商业模式

对于购买了VNF的最终用户而言，基础层次的需求靶点就是VNF相比专用网元的优势体现在何处。以城域网vBNG网元为例，vBNG由于需要进行CO机房DC化改造，包含有设备成本和基建成本在内的综合成本明显高于专用BNG。表2将vBNG与专用BNG网元进行了对比分析，vBNG在综合成本、性能、环境适应性、空间和功耗方面均不占优势。

表2 vBNG与专用BNG网元综合对比

电信云CloudOS的商业模式

电信云CloudOS部署在通用硬件之上，基于虚拟化技术提供VM或容器来运行VNF软件。电信云CloudOS的商业模式参考图5。价值链路上CloudOS厂商下游是电信云集成商和运营商。运营商销售云服务和产品给最终用户。由于电信云运营商需要投资建设数据中心等基础设施，因此运营商是关键资源的支配者，在商业位势上处于支配地位。大量基于OpenStack等开源项目打造的CloudOS供应商和集成商竞争激烈。

图5 电信云CloudOS的商业模式

对于CloudOS厂商而言，最终用户实际是电信云运营商。运营商的基础需求靶点是CloudOS的特性满足VNF部署需要。在此之上是电信云建设需求，中小运营商没有足够的专业知识，需要集成商提供电信云数据中心工程交钥匙服务。在建设需求之上则是运维需求，运营商积累多年的IT云运维经验需要无缝切换到电信云上，这就要求CloudOS提供IT云和电信云统一的运维界面和工具。

编排器的商业模式

编排器对虚拟网元的EMS、控制器和云资源管理平台进行统一的管理编排，实现敏捷的网络服务。编排器的商业模式参考图6。价值链路上编排器厂商下游是各类网络运营支撑系统厂商，编排器与其互通对接完毕后，交付给运营商使用。

图6编排器的商业模式

运营商通过编排器设计和上线网络服务，是编排器的最终用户。运营商除了对于编排器自身特性的基础需求之外，还有对于编排器的敏捷网络服务能力以及端到端跨域编排的需求。运营商在商业位势上处于支配地位。

拨云见日，看清NFV产品的演进趋势

任何产品最终掏钱埋单的是用户。只有有效地回应用户关切，实现用户价值才能实现商业成功。商业模式分析对于NFV产品的挑战恰恰说明了NFV产品的短板，唯有通过不断的技术创新来克服短板才能走向规模商用。未来NFV产品的演进趋势也正是在持续的技术创新中不断明晰起来。

NFV通用硬件的演进趋势

多核通用CPU芯片擅长业务处理，专用芯片精于高效转发，两者优势互补，可以有效地满足现网升级改造的需求。表3总结归纳了从专用硬件到通用硬件的多种硬件形态变形。其中融合硬件包括3种典型组合，包括专用子框+多核刀片、uCPE+专用子卡、通用服务器+智能网卡的形态。融合硬件在环境适应性、接口完整性、性价比和业务灵活性上相较于通用硬件存在明显的优势，同时克服了专用硬件业务灵活性不足的劣势，因此NFV通用硬件与专用硬件融合趋势在未来3年内将会是主流。

表3 多样化硬件形态对比

VNF虚拟网元的演进趋势

如图7所示，与硬件走向融合趋势相适应，虚拟网元也从单纯虚拟化向混合虚拟化形态演进。混合虚拟化形态的网元将转发面或者部分转发面特性卸载到专用网元上实现，充分发挥专用网元转发性能优势，适用于需要100G以上转发带宽的网络层次部署。

图7 多样化的网元虚拟化形态

电信云CloudOS的演进趋势

既然中小运营商缺少足够的专业知识来建设和运维电信云，那么结合电信云和IT云各自优势的ICT融合云将能够有效满足用户需求，更加符合运营商现有云资源池割接迁移的需要。“ICT融合云”不是抽象的概念，而是体现云平台各个不同的层次：在基础设施层面，数据中心硬件与CloudOS整体建设交钥匙；在云资源管理平台层面，PIM和VIM集成交付，用户界面、运维工具和北向接口统一设计；在虚拟化层面，电信云中各类增强性能和可靠性的技术同样可以应用到IT云中，容器和虚拟机统一纳管；在应用层面，APP和VNF混合部署，混合组网。

编排器的演进趋势

开源项目为实现编排器提供了良好的技术基础，然而仅仅DC域的编排器并不能解决运营商的核心痛点。运营商在各省公司现存大量的网络支撑系统，品目繁多，接口复杂。编排器要实现真正意义上的端到端网络服务编排就必须能够针对各地差异化需求定制化开发，打通各类网络支持系统的接口，如此一来敏捷服务和降低OPEX才不会是空中楼阁。

结束语

电信网络转型既有内生动力，又有技术支撑，大势所趋。网络转型过程中摸着石头过河的探索期在所难免。在这个持续探索的过程中技术创新和商业模式创新不可偏废，两手抓两手都要硬。以商业的视角看清NFV产品的演进趋势，以技术创新应对NFV产品的挑战，顺势而为，融合发展才能迎来光明的未来。