面對5G“優專尊”業務SPN 傳輸網切片技術探討

季海峰 姚 程

1.中國移動通信集團江蘇有限公司；2.中國移動通信集團江蘇有限公司南京分公司

0 引言

5G 正式商用以來，從云游戲、云AR/VR 到個人視頻直播等，各種沉浸式實時視頻業務正在成為5G 的第一波特色應用，并顯著提升個人消費者的體驗。不過在通信行業看來，這些面向個人的業務提升只是4G 服務的自然演進，要真正發揮5G 價值，還要看工業互聯網（ToB）應用。 “5G+工業互聯網”的融合創新既是產業發展的必然趨勢，也是推動新舊動能轉換的重要動力。5G 具備超大帶寬、超低時延、海量連接的特性，與工業互聯網的要求和目標高度契合，為工業互聯網新型基礎設施建設和融合創新應用提供了關鍵支撐和重要機遇。

5G 承載SPN 網絡覆蓋逐步完成，SPN 是面向ToB 而生的一張生產網，ToB 業務對網絡要求高，需要資源預留的方式保障SLA 訴求。面對當前政企行業的數字化轉型，SPN 網絡目標能提供行業業務所需的端到端安全隔離要求，滿足對時延穩定性要求苛刻的行業應用，并提供資源效率更高，更適合規模發展的ToB 政企切片專線；在SLA 保障方面做到專業業務快速開通和SLA 可視；在網絡可信方面能做到自主標準、設備國產化，保障業務安全可信，滿足政務等安全性高的行業應用。

為切實提升SPN 傳輸網絡對5G ToB 業務的支撐能力，需要總結形成一套成熟可靠、適應傳輸網絡滾動發展特點的SPN 網絡ToB 應用承載部署技術方案與切片部署策略，支撐5G 業務長期良性發展，保證SPN 基礎網絡及業務高效、可靠運行。本研究將針對典型的ToB“優專尊”型業務如何進行差異化保障提供解決思路與策略。

1 SPN 切片技術對5G ToB“優專尊”業務的應對之策

1.1 5G“優專尊”業務的定義與傳輸側理解

“優專尊”ToB業務簡介：“優專尊”為ToB業務三大產品，優享型ToB 業務、專項型ToB 業務、尊享型ToB 業務均為差異化的“基礎網絡+增值服務”的組合。如圖1 所示。

圖1中“基礎網絡”包括5G ToB 接入與ToB UPF 之間覆蓋的SPN 傳送網絡、5G ToB UPF 與MEC 之間覆蓋的SPN 傳送網絡。其中：（1）公共網絡：指的是地市城域SPN 傳送網+省干SPN 傳送網；（2）邊緣網絡：指的是地市城域SPN 傳送網；（3）專用網絡：指的是企業園區內覆蓋企業5G 接入點和企業專用ToB UPF 接入的SPN 子網。

圖1 優專尊三享行業示意圖

“優專尊”產品對應ToB UPF 在網絡中部署位置不同，ToB UPF 分類如圖2 所示。

圖2 5G UPF 位置

說明：

（1）專線ToB UPF、演示廳ToB UPF、省內自建ToB UPF

ToB 專線UPF 由集團承建，定位為行業網關、省內企業/行業出省ToB 業務流；ToB 演示廳UPF、省內自建ToB UPF 均為省內承建，用于無共享/入駐UPF 下沉地市的ToB 業務接入的錨點UPF；地市城域SPN+省干SPN 為“優享型”ToB 業務提供“公用網絡”承載資源。

（2）共享ToB UPF

省內承建，定位于地市內多企業共享ToB 業務接入的錨點UPF；該類ToB UPF 部署于地市核心機房，對接地市SPN NPE；地市SPN 為“專享型”ToB應用提供“邊緣網絡”承載資源。

（3）入駐ToB UPF

省內按需自建，定位于企業獨享、作為覆蓋企業園區ToB業務接入錨點UPF；該類ToB UPF 部署于企業廠區/園區內，與SPN 接入層設備對接，以保障企業終端與企業應用之間數據（通過企業園區5G 基站接入）最短路徑轉發，企業數據不出園區；地市SPN接入/匯聚子網為“尊享型”ToB應用提供“專用網絡”承載資源。

1.2 SPN 傳輸網應對5G“優專尊”業務之組網規范篇

SPN 傳送網從ToB 業務接入便利性、帶寬資源需求、業務和組網安全等方面考慮，給出組網規范要求，如表1 所示。

表1 組網規范要求

1.3 SPN 傳輸網應對5G“優專尊”業務之切片部署篇

端到端網絡切片概述：網絡切片方案覆蓋無線、承載、核心網切片子方案。5G 端到端網絡切片整體架構如圖3 所示。

圖3 端到端切片示意圖

說明：（1）用戶購買切片，AMF 從UDM 上獲取的用戶簽約的切片信息，核心網PCF 將路由選擇策略（URSP）通過AMF 下發至UE，用于UE 將APP-ID 和S-NSSAI（切片ID）關聯；（2）UE 創建PDU 會話時，SMF 根據URSP 選擇APP 對應的S-NSSAI，為UE 分配對應的UPF，同時gNB 通過配置將S-NSSAI 映射到不同的Vlan 子接口（Vlan ID）；（3）不同的Vlan 子接口在承載網綁定不同的業務切片（VPN），業務切片通過SR-TP 隧道綁定不同的資源切片（FlexE 時隙資源）。

SPN 傳送網網絡切片部署策略：（1）SPN 傳送網作為5G 承載網絡一部分，分業務切片和資源切片兩部分內容；（2）5G 網絡切片需求主要針對5G ToB/ToC 用戶數據，對應至SPN 傳送網內即為5G N3 數據流；（3）SPN 傳送網內接入的核心網信令流如N2，N4 等，當前暫無資源切片需求；（4）在SPN 網內，信令流僅以VPN 和隧道進行隔離，不分配獨立資源切片；（5）對于演示或測試、企業簽約數據中無明確資源切片要求的ToB業務，SPN傳送網內均不分配獨立資源切片，僅以VPN 和隧道進行隔離。

策略說明：

（1）SPN 網絡切片分為四類，如圖4 所示SPN 切片1、2、3、4。每類切片均為業務切片和資源切片的組合；

圖4 SPN 切片示意圖

（2）SPN 網絡資源切片分為三類，“默認資源切片”、“共享資源切片”、“獨享資源切片”。當前SPN 傳送網中僅有“默認資源切片”，占SPN 物理網絡帶寬資源的80%；剩余20%帶寬資源用于在各地市SPN 傳送網內創建“共享資源切片”和“獨享資源切片”；

（3）SPN 切片1：該切片內僅有一個VPN，UPE 至SPE，SPE 至NPE 僅配合一條SR-TP APS 隧道保護組，使用“默認資源切片”。該切片內各類業務流均在該VPN 內，共享同一SR-TP 轉發隧道。當前5G ToC N2/N3，5G ToB N2 流均歸屬至該切片；

（4）SPN 切片2：該切片將存在多個VPN，UPE 至SPE之間，SPE 至NPE 之間將存在多條路由相同的SR-TP APS 保護組，所有SR-TP 隧道均使用“默認資源切片”。該切片內每用戶/每業務流均以VPN+SR-TP 隧道進行隔離。當前5G ToB N4，5G ToB OM 流均歸屬至該切片；

（5）SPN 切片3：企業數據共享切片。該切片將存在多個VPN，UPE 至SPE 之間，SPE 至NPE 之間將存在多條路由相同的SR-TP APS 保護組，所有SR-TP 隧道均使用“共享資源切片”。該切片內每用戶/每業務流均以VPN+SR-TP 隧道進行隔離。當前優享、專享5G ToB N3 流均歸屬至該切片；

（6）SPN 切片4：企業數據獨享切片。該切片覆蓋物理網絡范圍較小。一般在SPN 網絡接入層。該切片內僅有一個VPN，SPN 網元之間僅有一條SR-TP APS 隧道保護組，使用“X企業獨享資源切片”。當前尊享型5G ToB N3 流歸屬至該切片。

1.4 SPN 傳輸網ToB 企業切片應用案例（5G+智慧港口）

以5G+智慧港口為例，港口存在大量的龍門吊。龍門吊的場景訴求如下（見圖5）：（1）作業范圍大，光纖布線難。作業范圍覆蓋整個園區，并且需要多臺機器同時操作；光纖方式需部署光纖轉盤，光纖容易纏繞。（2）高清回傳，上行帶寬大。需要移動上傳每臺龍門吊18 高清（1080P）路攝像頭監控實現精準控制，上行帶寬＞72Mbps。（3）精準控制，穩定低時延。實現精準控制，要求E2E 時延 ＜20ms；連續丟3 個控制報文將導致設備停機，必須人工恢復，要求丟包時間不能超過18ms。

圖5 港口切片應用場景

解決方案：（1）5G 基站規模覆蓋，減少光纖布放。（2）SPN網絡環路帶寬足夠大，可滿足高清視頻的大數據回傳。（3）在SPN 網絡部署專享通道保障港口遠程控制業務端到端穩定時延，滿足遠程控制業務要求。

2 結束語

5G 發展，傳輸先行！目前的5G 傳輸網面臨著5G ToB 快速發展帶來的新的一輪挑戰，需要把5G、SPN 切片智能化的技術與產業發展相結合，幫助產業升級改造。SPN 的G.MTN硬隔離切片技術、50GE 超寬、簡易運維、高可靠等特性，是在傳統分組技術的PTN 傳輸網上的一次技術革新。

在這種背景下，作為傳輸人，在后續的工作中需要將最新的傳輸特性與能力更多、更廣地運用到各行各業中，為各行各業提供差異化的切片保障，促進產業轉型，完成“十四五”規劃所賦予通信人的使命與要求。