iBNG技术演进历程及趋势分析

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。

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。

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(PPP over ATM)接入，随着ATM 被IP取代，传统 BRAS 开始全面基于路由器架构设计，在路由器上叠加了用户接入管理功能，支持用户地址分配、认证、计费、授权，并对用户的流量进行转发和策略执行。BRAS 支持 PPPoE 和 IPoE 两种接入模式，为了提高用户上线性能，可以通过多核 CPU 提供 PPPoE 和 IPoE 的拨号管理，负责处理这两种拨号协议的状态机。为了提高用户转发能力，一般通过网络处理器（NP）实现用户流量的高速转发。

宽带网络网关 2.0: 转控分离 vBRAS 系统 。借鉴 SDN 和 NFV 的技术思路，结合 CT 与 IT 的技术优势，充分考虑运营商现实场景需求，实现的转发和控制分离、控制面虚拟化集中化、转发面虚实共存的vBRAS 系统。转控分离 vBRAS 系统包含控制面 BRAS-CP、转发面BRAS-UP 及C/U之间的标准化接口。

BRAS-CP 定位为用户控制管理网元，主要功能要求包括：用户管理、认证授权计费管理、地址管理、PPP/DHCP 拨号管理、UP 管理、配置管理。BRAS-UP 定位为 L3 网络边缘及用户策略执行网元，主要包含流量转发、QoS、流量统计等硬件转发引擎功能，以及单播路由协议、组播路由协议、MPLS（LDP/TE）等管道类控制面功能。

宽带网络网关 3.0: 智能化 iBNG。家庭业务由传统的语音、web 上网，逐步向立体化、交互化、专线化转变，网络 SLA 要求各异，对 BRAS 提出了更高的挑战，当前BRAS 存在体验无法感知，即无法感知用户业务的真实体验，只能依赖客户投诉或报障，大部分用户对业务体验下降保持静默，易造成客户流失；业务无法差异化保障，不同业务要求的SLA 不一样，无法识别不同业务，无法针对不同业务进行差异化SLA 调度和保障；质量管理无智能化闭环，质量感知难，质量整治盲，质量闭环弱。

为了解决上述问题，宽带网络网关 3.0（即 iBNG, Intelligent BroadbandNetwork Gateway）应运而生。iBNG 不仅支持 BRAS 丰富的用户接入控制和多业务承载能力，还支持强大的路由协议、组播、VPN、大容量转发等能力，是一个全量路由器。iBNG 通过智能化能力实现了以下提升： 业务智能感知和智能运维：iBNG 通过内置/外置智能硬件，可以实时感知业务质量情况，并通过大数据分析基于用户体验、网络质量、网元质量进行 AI 分析和智能运维，更准确地解决用户和网络问题。 内置算力，应用和算力差异化服务能力：iBNG 通过AI 能力实现用户粒度的应用识别、分流以及对应应用策略的处理，并提供可视化的管理页面。同时，iBNG 结合 G-SRv6/切片等技术对不同应用实现差异化SLA保障。对于家宽和政企业务，iBNG 通过内置算力提供端侧的算力服务，提升用户业务体验，并通过算力调度提高资源池利用率。

质量保障和攻击防护能力：基于大数据分析，iBNG 实现AI 智能运维，保障网络稳定可靠运行。内置 AI 能力可以通过智能流识别算法识别攻击并上报安全平台，安全平台确认后下发引流策略进行清洗。通过以上能力的提升，iBNG 实现了网络的精细化管理和控制，提升了网络的智能感知和差异化保障能力，推动宽带网络从娱乐中心向多元化中心的转变，促进宽带网络的持续发展。