固定宽带核心网 总体架构及技术要求标准立项发展报告

固定宽带核心网总体架构及技术要求标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:OverallArchitectureandTechnicalRequirementsforFixedBroadbandCoreNetwork摘要关键词固定宽带核心网；总体架构；服务化架构（SBA）；控制与转发分离；网络功能虚拟化（NFV）；协议要求；网络能力开放；技术要求KeywordsFixedBroadbandCoreNetwork;OverallArchitecture;Service-BasedArchitecture(SBA);ControlandUserPlaneSeparation(CUPS);NetworkFunctionsVirtualization(NFV);ProtocolRequirements;NetworkCapabilityExposure;TechnicalRequirements1.引言1.1研究背景近年来，中国“双千兆”网络建设取得显著成效，固定宽带接入网已全面迈入千兆时代，并向万兆演进。伴随家庭网络从单纯的信息消费向“智慧家庭+全屋智能”转型，以及产业园区、企业专线对确定性网络和算力保障的需求激增，传统固定宽带核心网（通常指BRAS/SR等设备构成的汇聚与核心层）愈发难以满足差异化、动态化、高可靠的服务需求。传统的“基于PVC（永久虚电路）的静态配置”或“基于Radius认证的简单计费”模型，无法实现快速的业务创新和对网络切片的灵活支持。与此同时，3GPP定义的5G核心网已全面采用SBA架构实现了控制与转发彻底分离，而固定网络核心网在标准化层面仍主要沿用传统的“接入网-汇聚-核心”的纵向封闭架构。工信部印发的《“双千兆”网络协同发展行动计划（2021-2023年）》及后续政策明确要求推动固定网络与移动网络在核心网架构层面的“融合与统一”。在此背景下，制定《固定宽带核心网总体架构及技术要求》标准，成为推动固定网络向云化、智能化、服务化演进的关键环节。1.2标准立项目的与意义本标准的立项旨在解决以下行业共性问题：1.架构统一性缺失：不同设备厂商的BRAS、SR产品在控制信令、QoS策略下发方式上存在差异，导致网络运维复杂、业务开通效率低。2.业务灵活性不足：现有网络无法像移动核心网一样，快速为特定用户（如云桌面用户）或特定业务（如视频会议）提供“切片级”的SLA保障。3.能力开放程度低：核心网的能力（如用户位置、带宽状态、时延测量）难以通过标准API开放给上层应用或第三方开发者，限制了网络价值变现。通过制定本标准，将固定宽带核心网从“设备型”体系转向“功能型+服务型”体系，使得网络能够像云计算一样实现资源的按需分配、功能按需编排。本标准的实施将为构建“新型城域网”和“算力网络”打下坚实的底座。2.标准主要内容本文件规定了固定宽带核心网的总体架构、功能模块划分、接口与协议要求、安全可靠性以及网络演进参考模型。主要适用于为公众用户、政企专线等提供服务的固定宽带核心网络设备与系统的设计、研发与部署。2.1总体架构本标准首次提出基于SBA理念的“固定宽带核心网服务化架构(FSBA)”。该架构将传统BRAS、SR等实体的功能进行服务化重构，划分为多个独立的网络功能(NF)，主要包括：-接入管理功能(AMF-固)：负责用户接入认证、IP地址分配、用户会话管理。-会话管理功能(SMF-固)：负责QoS策略管理、带宽管理、策略计费控制。-用户平面功能(UPF-固)：负责数据包转发、流量统计、策略执行。-策略控制功能(PCF-固)：负责统一的策略制定与下发，支持基于用户/业务/地点的精细化策略。-用户数据管理(UDM)：负责用户的签约数据、鉴权信息的统一管理。-网络能力开放功能(NEF-固)：提供标准化的RESTfulAPI，向第三方应用开放核心网能力。架构采用“控制面与转发面分离”(CUPS)原则，SMF与UPF分离，AMF与UPF分离。所有控制面功能通过标准的服务化接口(基于HTTP/2协议)进行通信。2.2功能模块要求标准对每个关键功能模块提出了详细的技术要求：-AMF-固：支持PPPoE、IPoE等多种接入认证协议；支持IPv4/IPv6双栈；支持多会话管理。-SMF-固：支持基于不同用户组或业务流粒度下发QoS策略；支持N4接口(与UPF间)的流策略配置。-UPF-固：支持高性能转发(含硬件加速)；支持SRv6SegmentRouting技术，实现灵活的路径编排；支持网络切片实例的流量隔离。-PCF-固：支持与业务支撑系统(BSS)的实时交互，实现用户自服务带宽提速、时延保障等功能。-NEF-固：支持用户定位、在线状态、带宽保障、故障告警等API能力开放。2.3接口与协议要求本标准明确了核心网NF之间、核心网与接入网、核心网与外部网络之间需要遵循的接口协议：-服务化接口(NF间)：采用基于HTTP/2的RESTfulAPI，数据格式为JSON或ProtocolBuffers，确保互操作性。-N4接口(SMF-UPF)：采用基于PFCP(分组转发控制协议)的扩展规范。-N2接口(AMF-固与接入节点)：支持南向接口协议(如TR-069的扩展、NETCONF/YANG模型)，实现接入节点的配置与状态上报。-外部接口：与网关(如CN2/DCI)对接时，支持IS-IS、BGP-LS、及SRv6Policy等路由协议。2.4安全与可靠性标准要求核心网应支持：-控制面安全：NF之间通信必须启用TLS1.3或更高版本加密。-用户面安全：支持用户数据包的端到端加密(如IPsec)或租户隔离。-可靠性设计：控制面NF支持N+M热备或池化部署，UPF支持跨机框的链路聚合与BFD快速故障检测，保证网络可用性不低于99.999%。2.5网络演进参考模型标准附录提供了从传统BRAS/SR架构向FSBA架构平滑演进的参考方案，包括“边缘UPF下沉”、“控制面集中化”、“能力开放平台构建”三个阶段，为运营商分阶段建设提供了指导。3.主要起草单位介绍：中国信息通信研究院本标准的起草工作凝聚了产学研用各方的智慧，其中，中国信息通信研究院（简称“中国信通院”）作为核心起草单位，在标准的顶层设计、技术路线论证及测试验证方面发挥了关键性作用。机构概况：中国信通院是工业和信息化部直属的科研事业单位，是国家在信息通信领域最重要的支撑单位和产业创新平台。其前身为邮电部电信传输研究所，历经数十年发展，已成为国内外知名的ICT领域权威智库和标准制定领导者。在标准中的核心贡献：1.总体架构设计者：基于长期对固网演进趋势的跟踪（特别是对ATIS、BBF、IETF等国际标准组织相关工作的研究），中国信通院提出了“服务化架构”应首先在控制面实现NF解耦，并明确了基于HTTP/2作为NF间服务化接口的核心技术路线，统一了行业内对于“固定核心网是否应采用类5GC架构”的争论焦点。2.技术规范撰写者：信通院依托其强大的技术专家团队（尤其在NFV/SDN、SRv6、网络切片领域），牵头撰写了本标准中最为关键的“功能模块要求”和“接口协议要求”章节。特别是针对固定网络特有的PPPoE认证与5G移动认证的融合问题，提出了创新的“统一接入网关”模型。3.互操作性验证主导者：标准起草过程中，中国信通院利用其位于北京和重庆的“下一代互联网宽带业务应用国家工程实验室”，组织了多轮多厂商（涵盖主流接入网设备商、核心网软件提供商）的互通测试，验证了本标准定义的架构的可行性和协议的一致性，确保了标准落地的高可靠性。4.产业生态推动者：通过组织“固定宽带核心网技术研讨会”和发布“双千兆核心网互操作白皮书”，中国信通院向全行业宣贯本标准的核心技术思想，推动设备商研发符合本标准的产品，并指导运营商在网络规划、集采部署中优先采用符合本标准的设备。中国信通院的深度参与，不仅保证了标准的技术先进性和科学性，更确保了标准能够切实服务于国家“网络强国”战略，为产业数字化转型提供坚实的技术底座。4.结论与展望《固定宽带核心网总体架构及技术要求》(YD/T7045-2026)标准的发布，标志着我国固定宽带网络技术标准化工作迈入了一个全新阶段。它成功地将移动通信领域成熟的服务化架构理念引入到固定网络，打破了固网长期以来“封闭、僵化”的技术生态，为构建“三网合一”（固网、移动网、算力网）的新型信息基础设施奠定了技术基石。未来发展展望：1.深度融合：未来，本标准将作为基础框架，进一步衍生出针对“企业园区切片”、“家庭沉浸式业务保障”、“算力网络调度”等具体场景的子标准或技术规范，推动固移核心网的真正“统一”。2.人工智能赋能：标准中定义的核心网功能模块，将在后续版本中逐步引入AI（人工智能）能力，实现基于流量预测的动态QoS调整、基于用户行为的智能故障定位，逐步演进为“自治网络”。3.标准互联互通：本标准的制定也将积极对标世界先进水平，加强与ITU-T、3GPPSA4/SA5等国际组织在固定网络架构领域的协调，推动中国方案成为国际标准，提升我国在固定通信领域的国际话语权。4.商业模式创新：随着NEF-固等能力开放功能