5G承載網2B業務部署方案探討

［楊廣銘 毛東峰 姜松 李玉娟 藍雙鳳］

1 引言

5G 和云時代的到來，行業客戶需求變得愈發多樣，應用場景也隨之更為復雜，傳統的行業專網已無法很好地滿足行業客戶信息化轉型升級的業務需求，因此，云網融合/云網一體已成為網絡演進發展的大趨勢。在國家大力推動IPv6+的背景下，SRv6 作為基于IPv6 的重大創新技術應用，其具備網絡高可編程性、擴展性強等優勢，是云網融合演進道路上的關鍵技術，成為構筑5G 和云時代智慧聯接的基礎。SRv6 作為下一代IP 網絡革命性基礎協議，是推動云網融合利器。由于5G 公共網絡無法很好滿足行業內不同應用場景的差異化需求，客戶亟需可定制的5G專用網絡，來滿足安全隔離等級、低時延、云網融合等不同層面的行業數字化轉型所需信息基礎設施需求。5G 定制專網產品是一種融合網絡、云計算、邊緣計算、應用平臺全面定制的綜合解決方案，以5G 網絡為基礎，采用分布式彈性組網架構，實現對連接、計算、智能等全部數字化能力的“融合定制”，為行業客戶提供安全可信、自主可控的專用信息化基礎設施，將成為企業數字化轉型升級的基石和加速器，是“網定制、邊智能、云協同、X 隨選”融合協同的綜合解決方案，借助5G+邊+云+X，打造一體化定制融合服務，實現"云網一體，按需定制"的服務，加速企業信息基礎設施的深刻變革和全面升級，全面滿足不同行業客戶信息化轉型升級過程中端到端的數字化需求，加快行業客戶數字化轉型升級步伐。

本文主要結合5G 2B 業務發展需求，著重探討5G 定制專網產品的承載網的部署實現方案，通過在承載網引入FlexE+SRv6+EVPN新技術，構建靈活的5G接入政企站點，5G 接入云，5G-5G 的域內和跨域場景的2B 承載方案。

2 5G 整體組網架構

面向5G 的承載網絡在4G 網絡基礎上引入大容量設備和SRv6+FlexE+EVPN 等新技術，并針對UPF/MEC 網元按需下層，其定位為實現3G/4G/5G 等移動回傳業務、政企專線/專網、云專線/云專網等多業務的融合承載網絡，如圖1 所示。

圖1 5G 整體組網架構圖

5G 承載網以本地網為單位搭建全國各省網絡，由接入層A、匯聚層B、核心層及D 設備組成，其中由D 設備5GC 接入網元統一接入5GC 網元和下沉到本地的UPF 網元，同時在B 設備到D 設備間部署SRV6/MPLS+EVPN/VPN+FlexE 雙轉發面技術，開啟2B、2C 兩個FlexE 硬切片用于分別承載2B、2C 流量（可按需增加FlexE 硬切片部署）。

5G 2B 政企用戶從5G 基站接入承載網絡，業務流量首先在UPF 終結處理。根據應用所在的位置，可分為企業站點客戶側、云側、5G 終端等三類，故從連接的形態上5G 2B 專線業務可分為5G 至政企站點，5G 至云側，5G 至5G 三大類場景專線，如圖2 所示。

圖2 5G 2B 定制專網架構

面向廣域優先型行業客戶、時延敏感型政企客戶及安全敏感型區域政企客戶，通過“致遠、比鄰、如翼”三種模式為行業客戶打造模塊化定制融合服務。定制網業務承載方案，針對每個企業用戶，開啟企業級VPN，滿足高隔離，高安全，低延遲以及數據不出園區等要求。

“致遠模式”5G 定制網：UPF 在省核心集中部署，業務錨點位于省核心UPF，通過切片、QoS、DNN 定制等技術為基礎，為廣域接入的客戶提供優先資源調度和SLA 保障的云網一體化服務。

“比鄰模式”5G 定制網：根據不同的業務場景，UPF 按需下沉到城域核心、城域邊緣或客戶園區，結合多頻協同、載波聚合、超級上行、邊緣節點、無線資源預留等技術，為時延敏感型政企客戶提供低時延、本地化的云邊協同服務。

“如翼模式”5G 定制網：物理資源由單個客戶獨占，在客戶園區部署單獨的一體化系列網關，主要通過定制基站、頻率、園區級UPF 等專用網絡設備及網絡服務，滿足客戶完全物理隔離的高安全、高自主需求，達到行業嚴苛的安全生產所需的極致網絡體驗。

3 關鍵技術介紹

3.1 FlexE 技術介紹

靈活以太網（FlexE）技術是在IEEE 802.3 基礎上，通過在Ethernet 的L2（MAC）與L1（PHY）層之間增加了FlexE Shim層，實現了MAC與PHY層解耦。如圖3所示，其基本架構由FlexE client、FlexE Shim、FlexE Group組成，利用該層的時分復用分發機制，把以太網的多個Client 接口數據以時隙方式進行調度并發送到多個不同子通道錯誤!未找到引用源。，使網絡具備隔離性好、效率高的特性。FlexE 技術能夠將一個或多個捆綁后的物理端口劃分為多個邏輯端口，可實現帶寬的靈活調整及邏輯端口之間的隔離，從而實現低成本、高可用性的動態帶寬配置的電信級接口技術。

圖3 FlexE 基本架構

FlexE 技術的自身特點及其捆綁、通道化、子速率的主要功能，可以實現超大帶寬接口、帶寬按需分配、硬管道物理隔離、網絡分片、低時延保障等應用。同時，結合SDN/NFV、云技術，可以更好地滿5G 網絡切片、硬管道大客戶專線、物聯網、VR/AR 等業務發展需求。5G 承載網網絡設備可以引入FlexE 技術開啟2C、2B 兩硬切片，用于為5G 2B 業務提供帶寬獨享、安全隔離及時延抖動可確定的硬管道保障，解決在多用戶大流量并發的極端情況下用戶體驗劣化問題，有效避免大量快速增長的低價值流量對增速相對較慢的高價值流量轉發資源的擠占，有利于提升承載網絡對客戶的吸引力和網絡價值。

3.2 SRv6 技術介紹

SRv6 是基于源路由理念而設計的一種協議，在數據面直接使用IPv6 地址作為轉發標簽，在控制面和數據面都實現了統一承載。通過對IPv6 報文中進行了一些擴展，新增了擴展頭SRH（Segment Routing Header），SRv6 通過128 bit 的SID 實現網絡編程功能。SRv6 報文結構見圖4 所示，其中Segment List 是由一系列128 bit 的SID構成，SRv6 SID 是一種特殊的IPv6 地址，既有普通 IPv6地址的路由能力，又有SRv6 特有的行為能力。SID 分為Location、Function 和 Argu 等 3 部分，其中Locator：全局唯一標識SRv6 節點，用于路由和轉發數據報文。在SRv6 SID 中Locator 是一個可變長的部分，用于適配不同規模的網絡；Function：用來表示該指令要執行的轉發動作，比如End、End.x 等。在SRv6 網絡編程中，不同的轉發行為由不同的Function 來表達；Argu（可選參數）：占據IPv6 地址的低比特位，在執行Function 指令時，指定所需要的參數。可以定義一些報文的流和服務信息。

圖4 SRv6 報文結構

SRv6 技術可使網絡具備可編程能力，使建設的網絡具備5G 的SDN 特性。而EVPN 能夠實現控制平面和轉發平面分離，具備負載分擔能力，是網絡變得更加智能、可靠、穩定。5G 承載網網絡設備部署SRv6 新技術，把SRv6+EVPN 技術應用于政企類業務，特別是針對5G 2B業務，用于保障5G 2B 業務的差異化、高質量SLA 的服務承載，以實現分鐘級開通，一跳上云，助力云網業務快速發展，端到端路徑保障，實現時延可承諾網絡。

4 5G 2B 業務承載方案

4.1 致遠業務承載方案

致遠模式業務面向廣域優先型行業客戶提供定制網服務。該模式基于5G 網絡資源，通過部署QOS、DNN 定制及軟硬切片等技術，可以為行業客戶提供端到端的差異化保障的網絡連接、行業應用等服務，提供的服務具有廣域跨省、業務加速、公專協同、業務隔離的差異化特征。

針對5G 承載網，致遠模式業務經過承載網接入層、城域匯聚層、城域核心層和省級核心層，接入省級UPF，再接入應用側。場景一、二的5G 專線在承載網可以區分兩段部署，第一段為從5G 終端接入基站至核心網UPF，第二段為UPF 至企業站點/云端。若是場景三5G 終端到5G 終端的通信，部署方式采用原有的 PW intro L3EVPN方案，這里不再單獨介紹。

4.1.1 致遠業務N3 側承載實現

針對致遠模式業務N3 側承載方案，一般推薦部署在2B 切片中。N3 側流量采用PW intro L3EVPN 承載。基站通過VLAN 子接口接入A 設備，A 設備和B 設備間配置主備PW，B 設備到D 設備部署SRv6 L3EVPN，PW 在B設備按需進入2B VPN（2B FlexE 硬切片），如圖5 所示。

圖5 致遠業務N3 側承載方案

4.1.2 致遠業務N6 側承載實現

N6 側業務場景，分為5G 入政企站點和5G 上云兩個場景進行介紹。

（1）場景一、5G 入政企站點專線場景

針對致遠業務N6 側域內承載方案5G 入政企站點場景，在E 設備與UPF N6 側對接的子接口上部署業務態VRF，推薦部署在2B 切片中。若N6 側為L2 業務，在E、B、A 和F 設備部署主備分段PW 進行拼接，在E 設備上部署PW intro L3VPN 實現對客戶固網接入站點的訪問；若N6側為L3 業務，在E、B 部署業務態SRv6 L3VPNE，在B、A、U 設備部署主備分段PW 進行拼接，在B 設備部署PW intro L3VPN實現對客戶固網接入站點的訪問，如圖6所示。

圖6 致遠業務N6 側域內承載方案-5G 入政企站點

針對故障場景的可靠性保護，實現故障檢測和快速切換，在UPF 與E 設備間需部署BFD+eBGP/Static；若為L2 業務需在F 和U 設備部署端到端BFD for PW；若為L3 業務在E 和B 設備需部署BFD for SRv6（SBFD）。

針對致遠業務N6 側跨域承載方案5G 入政企站點場景，gNB 至UPF 的流量按需通過2B VPN 承載，由UPF區分客戶并提供保障。UPF 訪問政企站點流量以客戶為單位，在E 設備至骨干網開通SRv6 VPWS/L3EVPN 承載，終結在E 設備和接入CE 的CN2 PE 設備。在E 設備與UPF N6 接口相連的子接口部署業務態VRF；對L2 業務，在E 設備上部署VPWS intro L3EVPN。

針對故障保護措施，在UPF N6 側鏈路不配置LAG，采用BFD+eBGP/Static 進行保護，如圖7 所示。

圖7 致遠業務N6 側跨域承載方案-5G 入政企站點

（2）場景二、5G 入云專線場景

如圖8 所示，針對致遠業務N6 側域內承載方案5G入云資源池場景，gNB 至UPF 流量按需通過2B VPN 承載，由UPF 區分客戶并提供保障。UPF 入云流量以客戶為單位，在E 和B 設備間開通SRv6 L3EVPN 承載，終結在E 設備和B 設備，云網POPB 設備與云GW 采用OptionA 對接。針對故障保護措施，在UPF N6 側鏈路不配置LAG，采用BFD+eBGP/Static 進行保護。

圖8 致遠業務N6 側域內承載方案-5G 入云

針對跨域訪問云資源池，則通過E 設備與跨骨干網的云網POP PE 建立E2E SRv6 L3EVPN 即可。

4.2 比鄰業務承載方案

比鄰模式業務面向時延敏感型政企客戶提供的定制網服務模式，通過多頻協同、超級上行、QOS 增強、切片等技術的靈活定制，為企業提供一張帶寬增強、時延要求高、數據本地化的專有網絡，具備業務隔離、高帶寬、業務加速、低時延、數據不出場等典型特征。適用于工業視覺檢測、工業數據采集、云化PLC、設備遠程控制、移動診療車、AVG 調度與導航、機器人巡檢等場景。

比鄰業務根據用戶不同業務場景要求，需要經過承載網的接入層、城域匯聚層、城域核心層，接入下沉到地市UPF，按需通過承載網接入應用側。定制網比鄰業務中，承載網方案需要適配L3VPN 以及企業級VPN 部署到地市承載網絡中。

4.2.1 比鄰業務N3 側承載實現

（1）場景一、UPF/MEC 在城域核心

如圖9 所示，針對UPF/MEC 在城域核心場景，在A 設備部署主備PW，在B 設備按需進入2C VPN 或2B VPN，VPN 終結在B 設備和城域D 設備。N3、N4、N9等接口流量的網關在城域D 設備上，采用BFD for eBGP/Static 實現保護倒換。在N6 側，UPF 與MEC 通過DCGW/ TOR 采用L2VPN/L3VPN 進行互通；推薦部署防火墻，旁掛DC-GW/ TOR。

圖9 比鄰業務N3 承載方案-城域核心

（2）場景二、UPF/MEC 在城域邊緣

針對UPF/MEC 在城域邊緣場景，UPF 和MEC 均下沉接入到B 設備，能達到降低業務時延的目的。在B 設備部署Local VRF（工程態，同時承載多用戶N3接口流量），在A 設備部署PW，并在B 設備進入該Local VRF；對于UPF 與省中心的控制面通信，需要另外部署VPN 下沉到B 設備，以及對應的PW 到A 設備，如圖10 所示。

圖10 比鄰業務N3 承載方案-城域邊緣

對于故障保護措施，部署BFD+eBGP/ Static 與B 設備對接，交換業務路由。

（3）場景三、UPF/MEC 在園區

如圖11 所示，針對UPF/MEC 在園區場景，UPF 和MEC 均接入DC-GW/ EOR,DC-GW/EOR 連接到A 設備，滿足數據不出園區及企業內網接入。在A 設備部署Local VRF，同時對于UPF 和省中心的核心網控制面通信，需要另外部署VPN 下沉到B 設備，以及對應的PW 到A 設備。

圖11 比鄰業務N3 承載方案-園區場景

對于故障保護措施，A 設備間不運行L3 協議，園區基站單歸A 設備，通過重復覆蓋實現A 設備故障場景下的高可靠性；A 設備與B 設備通過部署BFD+eBGP/Static 實現故障檢測與快速倒換。

4.2.2 比鄰業務N6 側承載實現

針對比鄰業務N6 承載方案跨域入政企站點場景，gNB 至UPF 流量通過2B VPN 承載，由UPF 區分客戶并提供保障。UPF 訪問站點流量以客戶為單位，在E 設備至F 設備開通SRv6 VPWS/L3EVPN 承載，終結在A 省城域E 設備和B 省F 設備。在城域E 設備與UPF N6 接口相連的子接口，部署業務態VRF；對L3 業務，在A-B設備間仍采用VPWS 承載，在B 設備部署VPWS intro L3EVPN；對L2 業務，在城域E 設備部署VPWS intro L3EVPN。比鄰模式入云方案與致遠模式入云方案類似，不單獨詳述，如圖12 所示。

圖12 比鄰業務N6 承載方案-跨域政企站點場景

對于故障保護措施，UPF N6 側鏈路不配置LAG，采用BFD+eBGP/ Static 進行保護。

4.3 如翼業務承載方案

如翼模式業務主要面向安全敏感型政企客戶提供的定制網服務模式，物理資源由單個客戶獨占，在客戶園區部署單獨的一體化系列網關，通過超級上行、干擾規避、切片、邊緣計算等技術，并按需定制專用基站、專用頻率、專用園區級UPF 等專用設備，為企業客戶提供一張隔離、端到端高性能、高要求的專用接入網絡，具備低時延、高帶寬、數據不出場、高隔離、高安全等典型特征，適用于礦山井下采礦、港口吊機遠控、電網等網絡性能要求苛刻的場景。

如翼模式業務gNB 接入下沉UPF 流量在園區內承載，下沉UPF 與核心UPF 通信通過VPN 承載。

4.3.1 如翼業務N3 側承載實現

針對如翼業務N3 承載方案入園區場景，基站到一體化網關的流量由園區內前傳網絡承載。在園區內部署一對A 設備，一體化網關接入該對A 設備，承載N4 和N9 接口流量，一體化網關統一終結N3 接口流量和訪問MEC流量。N4 和N9 接口流量，通過下沉到B 設備的VPN 承載，在A 設備和B 設備間部署主備PW，在B 設備上進入VPN，如圖13 所示。

圖13 如翼業務N3 承載方案-園區場景

如果其存在接入互聯網訴求，則建議核心網下沉UPF部署ULCL，再將流量傳輸至省中心UPF 再接入互聯網。如果存在2B 用戶同時訪問互聯網，則核心網通過ULCL方式將流量先分流下沉UPF，再分流到核心UPF 后訪問互聯網，如2B 用戶有訪問云訴求，通過在承載網開啟企業VPN 承載。

5 5G 2B 業務承載方案現網驗證

5G 定制網產品已經開展了大量的創新實踐，“致遠、比鄰、如翼”三類服務模式已在不同行業落地驗證，截至目前，中國電信5G 定制網已支撐了數百個5G 定制項目，實現了制造、鋼鐵、醫療、礦業、化工等領域的突破。

針對致遠模式業務，中國電信在廣東采用5G 致遠模式打造公安慧眼智能防控解決方案，為廣東全省21 個地市部署了慧眼平臺，通過慧眼捕捉的視頻結構化圖像分析比對，助力公安部門梳理了近1 600 條有價值的線索，協助破案近1 100 起，實現了共建共享共治的社會治理新格局。在深圳，聯合深圳市公安局推出了首個5G SA 網絡切片警務應用，基于5G 警務專網、5G 警務邊緣計算等建立低空一體、立體巡防可視化智能指揮新模式，落地驗證了5G 定制網致遠模式。

針對比鄰模式業務，中國電信在佛山助力美的集團工業園區5G 比鄰定制網實現正式商用，通過部署5G 邊緣專網，實現了5G 超級上行服務和邊緣UPF 的商用落地，大幅度提升園區設備運行效率，降低設備運維成本，打造5G 全連接智慧工廠。在武漢，中國電信通過5G 比鄰模式，助力武漢衛健委建設公共衛生應急指揮系統，實現了救急信息、測溫信息等高效回傳，發熱情況等實時監測。

針對如翼模式業務，中國電信在青島聯合國網青島公司采用5G 定制網如翼模式打造了全球首個5G 智慧電網實驗區部署5G 獨立專網，提供了定制基站、定制幀結構、邊緣UPF 等一系列根據電網業務特性定制的專網服務。

6 結束語

5G 公共網絡無法很好滿足行業內不同應用場景的差異化定制需求，客戶亟需可定制的5G 專用網絡，來滿足安全隔離等級、低時延、云網融合等不同層面的行業數字化轉型所需信息基礎設施需求。本文給出了針對5G 定制專網服務的5G 2B 業務承載網的部署方案，為工業控制、智慧醫療、智慧園區、智慧港口等新業務提供全新的網絡解決方案，滿足無線和核心網各類接入場景，滿足用戶流量就近接入，為行業用戶提供定制化連接管理，靈活實現5G 用戶入云、5G 用戶接入企業站點、5G 用戶和5G 用戶通信三大類場景專線，實現網隨云動、云網融合，支撐在垂直行業場景化的商業成功。

未來對滿足企業園區L2 設備接入和5G LAN 組網、UPF 下沉園區的可靠容災、低時延、高質量保障的承載，極速上云對網絡結構和部署方案的訴求等端到端場景方案仍在探索之中。以滿足端到端的確定性低時延、高質量保障的承載，不斷滿足客戶和業務訴求，發揮其大容量、高可靠、低延遲、智能化、高安全的優勢。