面向5G承载的SPN技术及应用探讨

刘思怡 中国移动通信集团广西有限公司南宁分公司

随着5G技术的发展，在电力、医疗、智能制造等多个行业中都有着该技术的应用。多领域的融合应用使得网络切片这一技术应运而生，通过网络切片的应用便于运营商在同一平台上构建多个专属逻辑网络，利用虚拟网络满足各类客户对于不同场景的网络需求。SPN由于其切片能力好，因此，能够满足5G移动承载需求。

一、SPN技术特点

（一）集中管控

SPN可利用集中管控网络架构，使网络呈现出开放性特点，能够灵活运用，建设柔性化的网络。其中SPN所承载的SDN为网络架构重要组成，架构上层通过网络协同完成无线网络与核心网的协同，并且提供E2E的资源管理和业务发放多种功能。利用SDN控制器可抽象承载网能力，并将下层网络的实现技术加以屏蔽，利用实时闭环的方式调度网络资源，以此实现资源的高效利用。

（二）以太组网高效

按照以太网的产业链，能够建立低成本和高带宽的网络，让接入层、汇聚层端口的传输效率更高，还能通过DWDM和MTN Group等技术完成多个端口的绑定，让带宽的扩展能力更强，使得单纤和端口传输的容量能够高达T级别。

（三）业务灵活

SPN能够利用灵活的隧道与寻址转发多种技术，对于各类业务进行灵活匹配，并利用SE寻址，完成业务转发，通过L1完成业务调度，利用MAC/MPLS进行寻址转发，借助L2完成业务调度，还能通过IP寻址的转发，来实现L3业务调度[1]。

（四）网络切片

在E2E网络实现过程，承载网络切片为重要基础，利用以太网的TDM通道能够完成切片的硬隔离，借助以太网包完成通道交换，一次实现SR包交换通道，最后利用QOS完成切片软隔离。可按照用户需求对于逻辑切片属性进行修改，以此满足差异化网络切片的时延承载和带宽需求。

二、5G承载SPN技术应用

（一）对于切片的需求

由于5G网络能够支持多种应用场景和各类业务，并且带宽高、时延低，支持海量用户业务接入，互联网可靠性高。网络切片是区分4G和5G技术的重要标志，该技术的运用利用逻辑专网为各行业提供服务，以便为运营商拓展业务和客户，挖掘网络价值提供有力支持。当前，无论是电力行业，还是媒体行业，或者工业、交通等行业都提出了网络切片应用要求。利用SPN技术，网络可提供端到端切片，承载各类差异化业务。

（二）切片的对接

可使用VLAN ID，配合优先级的DSCP/VLAN PRI等作为信息转发面位置的切片对接标识。业务识别主要是通过无线基站，并利用NSSAI完成，之后将报文转发，向SPN传输，按照VLAN ID、NSSAI映射表完成VLAN ID的配置，并按照优先等级映射信息，展开IP DSCP和VLAN PRI等配置。待网络端接收报文以后，需要对端口和VLAN ID等展开识别，并查找与之对应L3 VPN。经过IP DSCP、VLAN PRI配置隧道的优先级，完成并行转发。经过PE网元在SPE技术的应用下，利用不同L3 VPN，配置VLAN，向核心网的网元当中传输报文，核心网元即可按照映射表识别NSSAI。

（三）切片的传输方案

由于SPN技术能够为软硬切片提供支持，并且基于SPL层还能实现和特定VPN之间的关联，组成SPL层传输切片，技术应用和物理链路、WDM波长有关，所以就可形成以物理层作为依托的传输切片，通过专属物理链路、波长等为用户提供个性化服务。通过分析SPN功能，切片承载过程可通过如下方式实现：第一，独享硬切片，通过基站将切片ID映射成为独享VLAN ID，并将其上传给SPN，由SPN完成硬切片通道的配置，实现超低处理、TDM隔离和带宽性能多方面保障。第二，VPN隔离和共享硬切片组合，利用基站将切片ID映射成为独享VLAN ID，同时为其配置独享L3VPN，数量1个，SR隧道，数量1条，此隧道能够与其他的切片隧道共享同一个TDM通道，无须单独为其配置TDM切片。同时在共享TDM切片之内，不同用户还可借助VPN隔离，配置CIR来保障带宽。第三，VPN隔离和共享切片，利用基站将切片IP向独向VLAN ID当中映射，利用SPN技术将VLAN ID置入与eMBB共享通道之内，并在TDM通道之内配置L3VPN，用户可借助VPN隔离，通过配置CIR来保障带宽。

（四）SPN应用场景

在各行业重要场景当中能够应用到5G技术，发挥其低时延、高带宽和切片等特点，为各行业的场景应用奠定良好基础。5G的核心组网及位置变化能够实现核心控制网与用户面的分离。核心网络UPF跟随MEC向接入层下沉，其部署位置不但灵活多变，而且下沉以后连接更加灵活，使得未来MEC内部流量能够符合更多行业移动通信需求，要求网络提供灵活的调度功能。随着互联网规模的不断扩大，网络的运行需要高效维护、快速部署和管理。由于SPN连接灵活，其切片能力可适合MEC下沉承载与互联等需求[2]。

因为MEC城域和移动回传的位置一致，能够满足接口承载需求。利用L2/L3 VPN等完成SPN承载。位于MEP位置之上的互联网接口还可通过SPN L2 VPN的上联向最近互联网络接入。借助SPN承载，能够完成回传网络和MEC互联等场景的融合应用，为整体网络规划、运维和优化提供便利。除此之外，SPC网络之内还可利用不同切片完成差异化场景的业务承载。

三、结束语

总之，SPN技术能够将IP层、光层和以太网相互融合，进而提供高度可靠的软分片和硬分片能力，在同一物理网络之上对于资源进行切片隔离，形成多个数量的虚拟网络，进而衍生出多样化地服务。5G网络逐步进入建设阶段，各类示范性业务要快速开展，承载SPN技术能够为多个行业与用户提供更多个性化服务，为5G业务的开展提供有力支持。