SPN切片专线技术及其应用

        专线是运营商提供的一项重要服务，随着业务的发展，传统专线面临诸多挑战。传统专线开通周期长，不能满足企业敏捷开通、业务电商化等要求；网络黑盒，网络服务质量不透明；网络老旧，故障处理速度慢；各种制式网络林立，整体建网成本及维护成本高；网络带宽、时延等性能亟待提升，SDH逐步退网，需要补齐硬切片的网络能力。5G ToB专线专网、企业入云等新业务发展带来新的需求，包括网络安全性、可编程特性等。

        为了解决上述问题，增强运营商专线的整体竞争力，更好地服务政企客户，中国移动2022年6月发布了SPN切片专线产品，为行业提供了一种高性价比的解决方案。SPN切片专线具备高隔离性、灵活带宽、确定性时延、网络可视、智能运维等特性，同时一网多用降本增效，可以充分满足行业数字化转型对专线服务提出的差异化的更高要求。

SPN切片专线概述

        中国移动发布的SPN切片专线包括3个产品：基础版切片专线、进阶版精品切片专线、定制版行业切片专网（见图1）。

        基础版切片专线主打共享切片、泛在接入及快速开通。业务承载在行业专线切片上，与ToC的大网切片硬隔离，不同业务之间通过VPN软隔离；标配多重保护、SLA可视等功能，选配开通进度可视、拓扑可视等功能。

        进阶版精品切片专线主打小颗粒高价值、高隔离性。业务通过小颗粒或小颗粒channel方式承载，业务之间通过小颗粒硬切片隔离，满足业务隔离性、确定性时延、安全等需求；同时可以提供重路由、网络可管可控可视等功能。

        定制版行业切片专网为行业提供一体化网络服务，可以根据行业需要定制，医疗切片、教育切片、电力切片等。切片内，根据业务的需求提供不同等级服务；对外，切片与其他切片硬隔离。

        SPN切片专线为客户提供一张专属的切片网络，包括软切片、硬切片、端到端channel等，既可以满足大带宽、高突发的业务承载要求，也能满足低时延、低抖动的业务需求；通过重路由及逃生路由等方式，为客户业务提供多重保护，提高可靠性，并可以提供多种类型的网络自服务。

SPN切片专线技术

        为了打造精准、融合、智能、低碳的新一代综合业务承载网，SPN技术面向5G承载、垂直行业及政企网络等多个场景不断演进，SPN切片专线丰富的定制化能力就建立在SPN多项关键技术基础上。

硬隔离通道技术

        SPN架构创新性地提出切片以太网（Slicing Ethernet）技术，基于原生以太内核扩展以太网切片能力，既完全兼容当前以太网络，又避免报文经过L2/L3存储查表。SPN同时支持FlexE接口技术以及SE-XC，可提供确定性低时延、硬管道隔离的以太网物理层组网能力，主要用于5G颗粒的基础切片。

        SPN小颗粒（Fine Granularity Unit，FGU）技术继承了SPN的高效以太网内核，通过层次化设计，将细粒度切片技术融入SPN整体架构，在FGU层提供端到端的小颗粒硬管道。FGU采用类似SDH的TDM机制，以实现不同业务之间的严格硬隔离。通过定义FGU固定帧结构，每帧包含固定数量与位置的时隙单元，从而实现对SPN通道层5Gbps颗粒的时隙划分与复用，最小颗粒10Mbps。SPN小颗粒技术构建端到端高效、无损、柔性带宽、灵活可靠的通道和承载方式，以满足5G+垂直行业应用和专线业务等场景中小带宽、高隔离性、高安全性等差异化业务承载需求。

网络质量感知技术

        SPN基于InBand OAM的端到端随流实时监测功能，能够对业务报文进行直接测量，达到实时感知每业务、每报文粒度SLA的目的，配合Telemetry秒级数据采集和统一管控、计算、可视的能力，实现网络质量实时可视、主动监控，故障快速定界定位。

        中兴通讯InBand OAM功能支持超大并发实例数、业务流管控自学习和场景化重点保障等功能，为SPN承载多样化的综合业务提供增强的网络质量感知能力。

多重网络保护技术

        可靠性是网络的重要指标，加强网络的保护能力是提高可靠性的重要手段。SPN架构中既有管控系统的集中式控制面，也有设备的分布式控制面，两者相互结合提供了多重网络保护技术。

        SPN网络提供基础的线性保护，如SR-TP的1:1保护、SR-BE的TI-LFA保护等，也提供VPN-FRR的节点保护。此外，以SR-TP隧道为例，如果1:1保护的工作和保护路径同时故障，SPN提供重路由保护方案。管控系统根据动态的网络拓扑信息，计算新的业务路径并下发设备，实现多处故障场景的重路由。进一步，如果管控系统与网络设备连接中断，网络设备本身的分布式控制面可以依靠IGP协议，提供基于SR-BE隧道的逃生路由保护方案。多重网络保护技术极大地提高了SPN网络的可靠性和安全性。

泛在覆盖组网能力

        SPN网络作为一张统一承载5G回传、政企集客、企业入云的综合业务承载网，目前现网部署超过40万端，整体覆盖范围较OTN、IP城域广，但较PTN网络仍有一定差距。从业务开通经验来看，最后一千米是业务快速开通的关键，因此运营商需要有一张具备泛在覆盖组网能力的网络。随着室分、微站等设备的部署，SPN城域逐步下沉，一定程度提升了SPN的覆盖能力；另一方面，小型化接入SPN的部署也将大大增强SPN网络泛在覆盖住网能力。

        小型化接入SPN具备以下特征：

        - 支持10GE接口小颗粒技术，将N×10Mbps硬通道延伸至客户办公桌，从而实现端到端的SPN切片。

        - 更小容量，减少电量消耗，满足ToB末端接入需要；1U高度，更小体积，提升部署灵活性。

        - 更加开放融合。小型化接入SPN设备可以和城域设备端到端N侧组网，降低部署难度；加入算力，实时数据采集与分析，数据不出园区，增强数据安全性。

自服务能力

        中兴通讯自研云原生平台包括意图引擎、控制引擎和感知引擎三大引擎和BigData、AI两大平台。三大引擎形成一个智能化闭环系统，两大平台为其提供支撑。SPN管控系统基于自研的云原生平台，同时结合网元设备能力，整合网络资源，为客户提供多项自服务能力。

        - SLA可视能力：网络开放业务流量、时延、抖动、丢包等业务实时指标，政企开发Web/APP Portal界面实时呈现SLA指标。

        - 透明开通能力：提供业务开通进度可视化，客户可以详细了解当前业务的开通进度。

        - 专网连接拓扑：为行业专网客户提供总部、分支互连的切片视图，以及基于切片视图的各种切片管理维护功能。

        - 带宽在线调整：基于带宽动态需求，企业客户可以在线申请增减带宽订单，并通过业务编排控制系统下发到网络，网络设备支持带宽的无损调整。

SPN切片专线试点

        SPN专线的发展经历了多个阶段。2020年，主要是大颗粒切片、网络敏捷开通、网络多重保护等功能级别的演示。2021年，小颗粒专线、Inband OAM等功能开始在现网试商用部署，并开始承载电力、政企等实际业务。2022年，中国移动集团启动了SPN专线大会战，针对SPN切片承载集客业务进行端到端现网试点验证，推进SPN切片承载集客业务走向市场。

        本次专线大会战针对政企公司的需求，包括SPN的三种产品。主要测试内容有：

        - 业务性能：在各种场景下，端到端业务性能以及与现有模式的性能对比；

        - 组网方案：在各种场景下，SPN的组网方案及部署、维护、管理、投资等多方面的优劣势对比，现网大量部署时的组网方案；

        - 维护管理：各厂家SPN切片业务的维护管理模式及其他重点关注问题。

        本次大会战包括跨省和省内两部分。中兴通讯参与了北京-广东跨省同厂家测试、上海-广东跨省异厂家测试，以及北京、广东省内的同厂家测试。测试充分验证了多种网络保护倒换功能，包括小颗粒逃生、对接保护等，以及带宽无损调整、业务隔离性、网络自服务等功能，并与PTN、OTN网络进行了对比。跨省专线测试拓扑如图2所示。

        测试结果表明：SPN可以提供灵活颗粒的硬切片，并且可以实现带宽的无损调整；可以同时提供软硬两种切片，软切片既有一定的隔离性也可以提升带宽利用效率，硬切片实现与SDH一样的隔离性，有确定性的时延和抖动性能；重路由、小颗粒逃生路由等多种保护方式，提升了网络安全性；Inband OAM检测的报文收发包数量统计以及时延统计，与仪表测试结果一致，可以检测网络SLA；SPN在网络敏捷及自服务等方面的能力也得到了充分验证，功能齐备。

        中国移动集团同时启动了小型化SPN现网试点。小型化接入SPN应实现各类客户业务接入，满足多场景下的异厂家灵活组网需求。小型化接入SPN通过与城域SPN NNI对接，可提供端到端小颗粒硬切片，支持层次化故障定位和随路Inband OAM性能监控、二层/三层到边缘的多业务接入能力以及带宽无损调整功能。

        本次试点测试，充分验证了细粒度切片业务承载、OAM、QoS、保护倒换、带宽无损调整、Inband OAM等功能和性能。小SPN现网试点为后期小SPN在现网的规模部署提供了参考和保障。

        中兴通讯持续深耕SPN技术，致力于和产业链共同发挥SPN技术优势，持续推进SPN赋能千行百业。在山西、陕西、吉林、重庆等省份网络中，SPN也已经开始规模承载集客专线业务；在交通、矿山等行业，SPN技术已经开始规模商用。相信不久的将来，SPN切片专线技术将会得到更广泛的应用，服务千行百业，为中国移动、为广大用户持续创造价值！