面向5G承載的SPN技術及應用探討

劉思怡 中國移動通信集團廣西有限公司南寧分公司

隨著5G技術的發展，在電力、醫療、智能制造等多個行業中都有著該技術的應用。多領域的融合應用使得網絡切片這一技術應運而生，通過網絡切片的應用便于運營商在同一平臺上構建多個專屬邏輯網絡，利用虛擬網絡滿足各類客戶對于不同場景的網絡需求。SPN由于其切片能力好，因此，能夠滿足5G移動承載需求。

一、SPN技術特點

（一）集中管控

SPN可利用集中管控網絡架構，使網絡呈現出開放性特點，能夠靈活運用，建設柔性化的網絡。其中SPN所承載的SDN為網絡架構重要組成，架構上層通過網絡協同完成無線網絡與核心網的協同，并且提供E2E的資源管理和業務發放多種功能。利用SDN控制器可抽象承載網能力，并將下層網絡的實現技術加以屏蔽，利用實時閉環的方式調度網絡資源，以此實現資源的高效利用。

（二）以太組網高效

按照以太網的產業鏈，能夠建立低成本和高帶寬的網絡，讓接入層、匯聚層端口的傳輸效率更高，還能通過DWDM和MTN Group等技術完成多個端口的綁定，讓帶寬的擴展能力更強，使得單纖和端口傳輸的容量能夠高達T級別。

（三）業務靈活

SPN能夠利用靈活的隧道與尋址轉發多種技術，對于各類業務進行靈活匹配，并利用SE尋址，完成業務轉發，通過L1完成業務調度，利用MAC/MPLS進行尋址轉發，借助L2完成業務調度，還能通過IP尋址的轉發，來實現L3業務調度[1]。

（四）網絡切片

在E2E網絡實現過程，承載網絡切片為重要基礎，利用以太網的TDM通道能夠完成切片的硬隔離，借助以太網包完成通道交換，一次實現SR包交換通道，最后利用QOS完成切片軟隔離。可按照用戶需求對于邏輯切片屬性進行修改，以此滿足差異化網絡切片的時延承載和帶寬需求。

二、5G承載SPN技術應用

（一）對于切片的需求

由于5G網絡能夠支持多種應用場景和各類業務，并且帶寬高、時延低，支持海量用戶業務接入，互聯網可靠性高。網絡切片是區分4G和5G技術的重要標志，該技術的運用利用邏輯專網為各行業提供服務，以便為運營商拓展業務和客戶，挖掘網絡價值提供有力支持。當前，無論是電力行業，還是媒體行業，或者工業、交通等行業都提出了網絡切片應用要求。利用SPN技術，網絡可提供端到端切片，承載各類差異化業務。

（二）切片的對接

可使用VLAN ID，配合優先級的DSCP/VLAN PRI等作為信息轉發面位置的切片對接標識。業務識別主要是通過無線基站，并利用NSSAI完成，之后將報文轉發，向SPN傳輸，按照VLAN ID、NSSAI映射表完成VLAN ID的配置，并按照優先等級映射信息，展開IP DSCP和VLAN PRI等配置。待網絡端接收報文以后，需要對端口和VLAN ID等展開識別，并查找與之對應L3 VPN。經過IP DSCP、VLAN PRI配置隧道的優先級，完成并行轉發。經過PE網元在SPE技術的應用下，利用不同L3 VPN，配置VLAN，向核心網的網元當中傳輸報文，核心網元即可按照映射表識別NSSAI。

（三）切片的傳輸方案

由于SPN技術能夠為軟硬切片提供支持，并且基于SPL層還能實現和特定VPN之間的關聯，組成SPL層傳輸切片，技術應用和物理鏈路、WDM波長有關，所以就可形成以物理層作為依托的傳輸切片，通過專屬物理鏈路、波長等為用戶提供個性化服務。通過分析SPN功能，切片承載過程可通過如下方式實現：第一，獨享硬切片，通過基站將切片ID映射成為獨享VLAN ID，并將其上傳給SPN，由SPN完成硬切片通道的配置，實現超低處理、TDM隔離和帶寬性能多方面保障。第二，VPN隔離和共享硬切片組合，利用基站將切片ID映射成為獨享VLAN ID，同時為其配置獨享L3VPN，數量1個，SR隧道，數量1條，此隧道能夠與其他的切片隧道共享同一個TDM通道，無須單獨為其配置TDM切片。同時在共享TDM切片之內，不同用戶還可借助VPN隔離，配置CIR來保障帶寬。第三，VPN隔離和共享切片，利用基站將切片IP向獨向VLAN ID當中映射，利用SPN技術將VLAN ID置入與eMBB共享通道之內，并在TDM通道之內配置L3VPN，用戶可借助VPN隔離，通過配置CIR來保障帶寬。

（四）SPN應用場景

在各行業重要場景當中能夠應用到5G技術，發揮其低時延、高帶寬和切片等特點，為各行業的場景應用奠定良好基礎。5G的核心組網及位置變化能夠實現核心控制網與用戶面的分離。核心網絡UPF跟隨MEC向接入層下沉，其部署位置不但靈活多變，而且下沉以后連接更加靈活，使得未來MEC內部流量能夠符合更多行業移動通信需求，要求網絡提供靈活的調度功能。隨著互聯網規模的不斷擴大，網絡的運行需要高效維護、快速部署和管理。由于SPN連接靈活，其切片能力可適合MEC下沉承載與互聯等需求[2]。

因為MEC城域和移動回傳的位置一致，能夠滿足接口承載需求。利用L2/L3 VPN等完成SPN承載。位于MEP位置之上的互聯網接口還可通過SPN L2 VPN的上聯向最近互聯網絡接入。借助SPN承載，能夠完成回傳網絡和MEC互聯等場景的融合應用，為整體網絡規劃、運維和優化提供便利。除此之外，SPC網絡之內還可利用不同切片完成差異化場景的業務承載。

三、結束語

總之，SPN技術能夠將IP層、光層和以太網相互融合，進而提供高度可靠的軟分片和硬分片能力，在同一物理網絡之上對于資源進行切片隔離，形成多個數量的虛擬網絡，進而衍生出多樣化地服務。5G網絡逐步進入建設階段，各類示范性業務要快速開展，承載SPN技術能夠為多個行業與用戶提供更多個性化服務，為5G業務的開展提供有力支持。