您当前访问的的浏览器版本过低,为了给您带来更好的体验,建议您升级至Edge浏览器或者推荐使用Google浏览器
取消

SPN小颗粒切片技术在政企专线的应用

发布时间:2022-03-03  作者:中兴通讯 陈捷,温建中;中国移动政企客户分公司 杨伊  阅读量:

政企专线需求

 

专线业务是运营商重要的收入来源之一。随着政府、金融、企业等行业数字化转型升级,更大带宽、更低时延、更高可靠、更快服务、云网一体等成为用户需求的典型特征,用户需求的升级呼唤运营商新一代政企产品与之匹配。运营商专线产品需要围绕带宽、可靠性、安全性、时延等打造核心竞争力,更加灵活地满足不同客户、不同维度的业务需求。

专线业务的带宽需求以小颗粒为主,例如,根据某运营商省公司的专线业务统计,20Mbps以下带宽专线数量最大,占专线总条数一半以上,最多时超过80%;而100Mbps~500Mbps带宽专线增长最快。可以预见,500Mbps及以下小颗粒带宽是现在及未来专线业务的长期主流带宽需求。在专线业务中,政务网业务、金融业务、企业核心业务这三类业务对隔离性、安全性和可靠性都有很高的要求,其中金融业务对时延的要求更为严格。

 

SPN小颗粒技术

 

SPN 2.0扩展了SPN层次架构,在继承SPN高效以太网内核的基础上支持SPN小颗粒技术(Fine Granularity Unit,FGU)。SPN 2.0通过层次化设计,将细粒度切片技术融入SPN整体架构,提供低成本、精细化、硬隔离的小颗粒承载管道,契合了专线业务等场景下小带宽、高隔离性、高安全性等差异化业务承载需求,结合SDN集中管控,实现开放、敏捷、精细化的网络运营。

FGU对SPN通道层的5Gbps颗粒做进一步时隙划分及复用,形成带宽粒度为10Mbps的小颗粒通道。FGU采用IEEE 802.3的PCS 64/66B编码格式,将开销和包含多个时隙的净荷编码后封装到固定长度的S块+D块+T块序列,构成FGU帧结构,如图1所示。

   图1   FGU帧结构与时隙划分

FGU基本单元帧(单帧)具有固定长度,包含1个开始码块(S0)、195个数据码块(D)和1个结束码块(T7),共197个66B码块。数据区包含7byte的开销和1560byte的净荷。其中净荷划分为相同大小的24个子时隙(Sub-Slot)。来自业务的66B码块,经过66B到65B压缩后,填充到 Sub-Slot净荷中。

在SPN的5Gbps通道,采用复帧机制扩展时隙。一个复帧包含20个FGU基本帧,每个FGU基本帧支持24个10Mbps时隙,因此一个SPN的5Gbps通道可支持480个10Mbps小颗粒时隙。

FGU关键技术包括基于TDM的转发机制、OAM机制、业务映射机制等。

- 基于TDM的转发机制

FGU采用TDM机制,以固定周期循环发送FGU帧,而每帧包含的时隙数量和位置严格固定,因此每时隙的发送周期也是确定性的。这种机制实现了对SPN通道层5Gbps颗粒的时隙划分与复用,小颗粒业务所占用的时隙位置严格固定,独享时隙资源,不同小颗粒业务之间互不干扰,严格隔离。而每时隙具有确定性发送周期,保障了确定性低时延、低抖动性能。

- OAM机制

FGU复用SPN通道层OAM机制和内容,保持了一致性。FGU的OAM为每条小颗粒通道提供端到端连通性检测、误码检测、时延测量、保护倒换、客户信号指示等监测能力。FGU OAM继承了SPN通道层OAM技术优势,FGU OAM利用帧间隙的空闲资源随业务码块发送,不占用额外带宽;相比传统TDM技术,开销OAM和分组技术OAM具有更高的带宽利用率。

- 业务映射机制

对于以太网业务,可直接将业务经过PCS层转码后的66B码块,压缩为65B码块,再映射到相应的Sub-Slot时隙中。

对于CBR(Constant Bit Rate)业务(如E1业务)到FGU的映射封装方式可以基于66B块的SDT封装格式进行封装(具体格式尚待标准化),再映射到FGU帧。

传统的PWE3方式承载CBR业务因其伪线仿真非刚性隔离、相互容易干扰,且封装开销大,因此存在时延大、抖动大等问题,难以获得政企客户的认可。而FGU承载CBR业务是基于TDM机制,将业务直接封装映射到小颗粒FGU帧中,跳过了MAC层的处理,通过FGU小颗粒刚性硬管道提供端到端业务一跳直达,有效降低了时延抖动,且业务间严格硬隔离、零干扰,能满足CBR业务的承载需求。

 

SPN小颗粒部署方案

 

从组网应用方式的角度看,SPN小颗粒技术一方面提供了基于FGU的硬隔离机制,可以将接口的物理带宽划分为N×10Mbps的硬隔离带宽,另一方面提供了基于FGU的小颗粒时隙交叉能力,以形成N×10Mbps的硬隔离管道。因而,在实际组网中,SPN小颗粒主要有两种部署模型,如图2所示。

    图2  SPN小颗粒网络部署模型

- 端到端连接模型

端到端连接模型主要用于为政企专线客户提供点到点连接,如分支机构到总部机构的连接。若客户存在多个分支机构,但其业务关系均为“分支—总部”,此时可看作多条独立的端到端连接模型的业务。

- 在端到端连接模型中,小颗粒管道在所有P节点均采用小颗粒时隙交叉形式,可以更有效地保障业务的时延、抖动等特性。在这类小颗粒管道部署L2VPN/L3VPN业务时,通常仍然采用分组隧道(MPLS-TP/SR-TP等)承载业务,但此时的分组隧道与小颗粒管道是同路径部署的。

- 切片网络模型

切片网络模型主要用于为政企专线客户提供虚拟的专用切片网络,以满足其灵活的多点连接业务需求。此时切片网络中的节点通常包括客户业务接入点,以及网络中关键的业务分流/汇聚节点。若某政企客户在A/B/C节点有分支机构,在Y/Z节点有总部机构,而D/E为业务汇聚节点,则可以通过小颗粒管道将物理网络拓扑重构为如图2右所示的虚拟切片网络。

在切片网络模型中,小颗粒管道用于构建切片网络中的虚拟链路,而在该切片网络中配置L2VPN/L3VPN等业务时,其分组隧道(MPLS-TP/SR-TP等)需要在切片网络拓扑中算路,需要构建算路拓扑(比如部署IGP形成路由拓扑),基于该算路拓扑计算分组隧道路径,甚至是工作/保护分离路径、重路由等,因此其业务部署方式更为复杂。

实际应用中,可以针对某个客户构建一个切片网络,若该客户的业务需要细分为多种类型,也可以按业务类型分别构建多个切片网络。比如对于电网客户,可以构建调度数据网切片、综合信息网切片、互联网切片3个切片网络。

基于SPN 2.0层次化架构,小颗粒业务主要有以下业务模型:

- 分组业务映射到FGU

FGU小颗粒通道提供一个虚拟的以太网端口(VEI),该VEI部署业务的方式与普通以太网端口相同。在SPN中通常采用MPLS-TP/SR-TP方式承载L2/L3VPN业务,再映射到FGU的VEI端口。通过FGU小颗粒通道为业务提供零丢包、物理隔离和确定性时延等高价值服务。

- CBR业务映射到FGU

CBR业务(E1等)直接封装映射到小颗粒FGU帧中,精简了MAC层的处理,从而达到降低时延抖动,提升封装效率等效果,契合CBR业务的承载需求。

 

SPN小颗粒切片技术具备灵活带宽、多样隔离、低时延、高安全、高可靠等技术特点,结合SDN集中管控和切片编排,可为政企客户提供个性化专线服务,满足不同客户的需求,从而实现开放、敏捷、差异化、精细化的专线运营。

分享到: