2018年6月(yuè)27日,世界移動大(dà)會MWC上海展會拉開了(le)帷幕。在這(zhè)次大(dà)會上,聯想集團、中國移動、賽靈思(Xilinx)、Napatech、銳德世(Radisys)五家公司聯合推出了(le)業界首個(gè)支持多(duō)形态加速硬件、軟硬件充分(fēn)解耦的(de)移動接入網雲化(huà)方案 。
聯想集團副總裁、聯想研究院企業服務雲計算(suàn)實驗室和(hé)5G實驗室負責人(rén)黃(huáng)瑩博士表示:“無線網基站雲化(huà)與虛拟化(huà)是5G時(shí)代的(de)重要技術方向,對(duì)運營商優化(huà)網絡效率、促進業務創新、提升用(yòng)戶體驗等方面,均具有深遠(yuǎn)意義。聯想緻力打造基于NFV技術的(de)端到端産品與服務,在硬件加速與整體軟、硬件解決方案等方面持續創新,助力運營商網絡雲化(huà)、虛拟化(huà)與智能化(huà)的(de)轉型。”
今年二月(yuè),中國移動聯合全球多(duō)家運營商,在C-RAN理(lǐ)念的(de)基礎上進一步發起了(le)開放智能無線網絡(O-RAN)聯盟,首次提出“智能管控、開放接口、開源白盒”無線接入網的(de)核心理(lǐ)念,将進一步推進無線網基站的(de)雲化(huà)和(hé)虛拟化(huà),最終實現軟硬件解耦的(de)開放設備。NFV虛拟化(huà)平台需要通(tōng)過引入加速硬件設備進一步提升性能、優化(huà)能效、節省成本,這(zhè)已在業界形成了(le)共識。而目前加速器方案存在功能專一、接口不統一等問題,造成軟硬件無法解耦。在這(zhè)一背景下(xià),中國移動從運營商實際需求出發,提出引入硬件可(kě)編程、且接口統一封裝的(de)硬件加速解決思路。與聯想集團聯合行業夥伴積極探索這(zhè)一理(lǐ)念下(xià)的(de)NFVI解決方案,取得(de)了(le)階段性成果。
中國移動研究院首席科學家易芝玲博士表示:“中國移動緻力于推進統一的(de)硬件加速器封裝接口方案的(de)研究,感謝聯想公司及合作夥伴的(de)支持。這(zhè)一方案是在保證軟硬件解耦的(de)基礎上,利用(yòng)可(kě)編程通(tōng)用(yòng)硬件加速器提升NFV平台的(de)整體能效,降低綜合成本。無線雲平台是支撐O-RAN整體方案的(de)基礎,歡迎業界更多(duō)的(de)合作夥伴加入到我們的(de)研究中來(lái),爲實現開放、智能的(de)無線接入網而努力。”
本次聯合展示采用(yòng)聯想ThinkCloud Accelerator雲加速器方案,包括聯想ThinkCloud NFVI電信級雲平台軟件,以及x86服務器與交換機硬件;其中ThinkCloud NFVI可(kě)自動适配不同廠商、不同形态的(de)加速硬件設備,并通(tōng)過對(duì)加速硬件的(de)抽象與虛拟化(huà),向網元應用(yòng)提供一套統一的(de)API接口,降低應用(yòng)開發與移植複雜(zá)度,促進應用(yòng)軟件與加速硬件的(de)充分(fēn)解耦。
聯合展示中的(de)加速硬件設備包括基于賽靈思FPGA可(kě)編程芯片的(de)Napatech智能網卡和(hé)基于ASIC專有芯片的(de)第三方闆卡。賽靈思FPGA可(kě)編程芯片提供了(le)靈活的(de)硬件邏輯編程和(hé)重構能力與強大(dà)的(de)計算(suàn)性能和(hé)能效,可(kě)以适用(yòng)從邊緣到核心的(de)衆多(duō)NFV應用(yòng)場(chǎng)景。基于賽靈思FPGA芯片,Napatech智能網卡方案實現了(le)對(duì)Open vSwitch (OVS)虛拟交換機與無線基站PDCP加解密等轉發與計算(suàn)密集型運算(suàn)的(de)加速,大(dà)幅降低CPU負載,提升性能,節約成本。
賽靈思通(tōng)信市場(chǎng)部副總裁Farhad Shafai表示:“爲了(le)滿足迅速演進的(de)5G C-RAN對(duì)敏捷性,可(kě)擴展性及靈活性需求, 在Napatech 智能網卡上利用(yòng)賽靈思自适應平台展示了(le)标準開放API加速。該智能網卡解決方案通(tōng)過硬件抽象層API爲運營商提供了(le)易管理(lǐ)、易部署解決方案, 并以靈活經濟的(de)方式滿足性能需求。利用(yòng)運行在聯想服務器與雲平台軟件上的(de)銳德世Radisys PDCP協議(yì)棧部署基于C-RAN加速平台的(de)加速器抽象層API,展示了(le)電信雲中基于FPGA的(de)加速帶來(lái)的(de)靈活、保證時(shí)延及性能收益等優勢!“
Napatech首席市場(chǎng)官Jarrod J.S. Siket表示:”目前NFV用(yòng)于虛拟化(huà)RAN的(de)部署模式是使用(yòng)x86服務器,但實際上碰到了(le)主要的(de)性能瓶頸。 若是将複雜(zá)的(de)網絡與安全任務卸載到基于FPGA的(de)SmartNIC,運營商可(kě)以使用(yòng)通(tōng)用(yòng)服務器的(de)架構維持NFV模式來(lái)進行VNF處理(lǐ),而不會影(yǐng)響LTE和(hé)5G應用(yòng)所需的(de)性能、延遲成本和(hé)功耗目标。”
面向O-RAN無線網基站的(de)雲化(huà)和(hé)虛拟化(huà),銳德世Radisys提供高(gāo)性能、高(gāo)擴展性的(de)4G與5G協議(yì)棧。此次合作中銳德世Radisys提供了(le)PDCP協議(yì)棧虛拟化(huà)網元,該網元支持在單一虛拟機中運行,并可(kě)靈活擴容多(duō)虛拟機,滿足不同負載情況下(xià)處理(lǐ)能力的(de)彈性伸縮。
銳德世Radisys副總裁、軟件及服務解決方案總經理(lǐ)Neeraj Patel表示:“銳德世Radisys非常高(gāo)興能與各方合作夥伴持續協作,共同推動本次面向真實場(chǎng)景部署的(de)5G vRAN重要展示。在本次聯合展示中,我們的(de)高(gāo)性能PDCP軟件協議(yì)組,包括UE模拟器和(hé)網絡打流器,與我們生态合作夥伴的(de)軟、硬件平台相集成,推動了(le)本次中國移動RAN加速展示的(de)成功。“
在本次大(dà)會上,五家合作公司現場(chǎng)展示了(le)PDCP虛拟化(huà)網元與NFVI軟、硬件平台的(de)充分(fēn)解耦——同樣一套PDCP網元應用(yòng),無需修改,即可(kě)自動适配基于FPGA和(hé)ASIC不同形态的(de)加速設備,實現對(duì)ZUC編解碼算(suàn)法的(de)硬件加速;當系統中不具備加速硬件時(shí),網元應用(yòng)也(yě)可(kě)自動采用(yòng)基于CPU的(de)純軟件實現。在性能方面,與CPU純軟實現相比,采用(yòng)賽靈思FPGA的(de)Napatech智能網卡方案可(kě)提升ZUC編碼吞吐量10倍、PDCP整體吞吐量3倍,并且實現時(shí)延的(de)20倍降低。
展望下(xià)一階段工作,五家合作公司計劃将進一步優化(huà)方案、提升性能;同時(shí)也(yě)期望業界有更多(duō)合作夥伴加入聯合研發,促進開源社區(qū)接納可(kě)編程通(tōng)用(yòng)加速器的(de)方案,以及統一的(de)封裝接口方案,最終促進NFVI高(gāo)能效解決方案的(de)成熟,加速NFV在無線側的(de)應用(yòng)産業落地。