面对5G“优专尊”业务SPN 传输网切片技术探讨

季海峰 姚 程

1.中国移动通信集团江苏有限公司；2.中国移动通信集团江苏有限公司南京分公司

0 引言

5G 正式商用以来，从云游戏、云AR/VR 到个人视频直播等，各种沉浸式实时视频业务正在成为5G 的第一波特色应用，并显著提升个人消费者的体验。不过在通信行业看来，这些面向个人的业务提升只是4G 服务的自然演进，要真正发挥5G 价值，还要看工业互联网（ToB）应用。 “5G+工业互联网”的融合创新既是产业发展的必然趋势，也是推动新旧动能转换的重要动力。5G 具备超大带宽、超低时延、海量连接的特性，与工业互联网的要求和目标高度契合，为工业互联网新型基础设施建设和融合创新应用提供了关键支撑和重要机遇。

5G 承载SPN 网络覆盖逐步完成，SPN 是面向ToB 而生的一张生产网，ToB 业务对网络要求高，需要资源预留的方式保障SLA 诉求。面对当前政企行业的数字化转型，SPN 网络目标能提供行业业务所需的端到端安全隔离要求，满足对时延稳定性要求苛刻的行业应用，并提供资源效率更高，更适合规模发展的ToB 政企切片专线；在SLA 保障方面做到专业业务快速开通和SLA 可视；在网络可信方面能做到自主标准、设备国产化，保障业务安全可信，满足政务等安全性高的行业应用。

为切实提升SPN 传输网络对5G ToB 业务的支撑能力，需要总结形成一套成熟可靠、适应传输网络滚动发展特点的SPN 网络ToB 应用承载部署技术方案与切片部署策略，支撑5G 业务长期良性发展，保证SPN 基础网络及业务高效、可靠运行。本研究将针对典型的ToB“优专尊”型业务如何进行差异化保障提供解决思路与策略。

1 SPN 切片技术对5G ToB“优专尊”业务的应对之策

1.1 5G“优专尊”业务的定义与传输侧理解

“优专尊”ToB业务简介：“优专尊”为ToB业务三大产品，优享型ToB 业务、专项型ToB 业务、尊享型ToB 业务均为差异化的“基础网络+增值服务”的组合。如图1 所示。

图1中“基础网络”包括5G ToB 接入与ToB UPF 之间覆盖的SPN 传送网络、5G ToB UPF 与MEC 之间覆盖的SPN 传送网络。其中：（1）公共网络：指的是地市城域SPN 传送网+省干SPN 传送网；（2）边缘网络：指的是地市城域SPN 传送网；（3）专用网络：指的是企业园区内覆盖企业5G 接入点和企业专用ToB UPF 接入的SPN 子网。

图1 优专尊三享行业示意图

“优专尊”产品对应ToB UPF 在网络中部署位置不同，ToB UPF 分类如图2 所示。

图2 5G UPF 位置

说明：

（1）专线ToB UPF、演示厅ToB UPF、省内自建ToB UPF

ToB 专线UPF 由集团承建，定位为行业网关、省内企业/行业出省ToB 业务流；ToB 演示厅UPF、省内自建ToB UPF 均为省内承建，用于无共享/入驻UPF 下沉地市的ToB 业务接入的锚点UPF；地市城域SPN+省干SPN 为“优享型”ToB 业务提供“公用网络”承载资源。

（2）共享ToB UPF

省内承建，定位于地市内多企业共享ToB 业务接入的锚点UPF；该类ToB UPF 部署于地市核心机房，对接地市SPN NPE；地市SPN 为“专享型”ToB应用提供“边缘网络”承载资源。

（3）入驻ToB UPF

省内按需自建，定位于企业独享、作为覆盖企业园区ToB业务接入锚点UPF；该类ToB UPF 部署于企业厂区/园区内，与SPN 接入层设备对接，以保障企业终端与企业应用之间数据（通过企业园区5G 基站接入）最短路径转发，企业数据不出园区；地市SPN接入/汇聚子网为“尊享型”ToB应用提供“专用网络”承载资源。

1.2 SPN 传输网应对5G“优专尊”业务之组网规范篇

SPN 传送网从ToB 业务接入便利性、带宽资源需求、业务和组网安全等方面考虑，给出组网规范要求，如表1 所示。

表1 组网规范要求

1.3 SPN 传输网应对5G“优专尊”业务之切片部署篇

端到端网络切片概述：网络切片方案覆盖无线、承载、核心网切片子方案。5G 端到端网络切片整体架构如图3 所示。

图3 端到端切片示意图

说明：（1）用户购买切片，AMF 从UDM 上获取的用户签约的切片信息，核心网PCF 将路由选择策略（URSP）通过AMF 下发至UE，用于UE 将APP-ID 和S-NSSAI（切片ID）关联；（2）UE 创建PDU 会话时，SMF 根据URSP 选择APP 对应的S-NSSAI，为UE 分配对应的UPF，同时gNB 通过配置将S-NSSAI 映射到不同的Vlan 子接口（Vlan ID）；（3）不同的Vlan 子接口在承载网绑定不同的业务切片（VPN），业务切片通过SR-TP 隧道绑定不同的资源切片（FlexE 时隙资源）。

SPN 传送网网络切片部署策略：（1）SPN 传送网作为5G 承载网络一部分，分业务切片和资源切片两部分内容；（2）5G 网络切片需求主要针对5G ToB/ToC 用户数据，对应至SPN 传送网内即为5G N3 数据流；（3）SPN 传送网内接入的核心网信令流如N2，N4 等，当前暂无资源切片需求；（4）在SPN 网内，信令流仅以VPN 和隧道进行隔离，不分配独立资源切片；（5）对于演示或测试、企业签约数据中无明确资源切片要求的ToB业务，SPN传送网内均不分配独立资源切片，仅以VPN 和隧道进行隔离。

策略说明：

（1）SPN 网络切片分为四类，如图4 所示SPN 切片1、2、3、4。每类切片均为业务切片和资源切片的组合；

图4 SPN 切片示意图

（2）SPN 网络资源切片分为三类，“默认资源切片”、“共享资源切片”、“独享资源切片”。当前SPN 传送网中仅有“默认资源切片”，占SPN 物理网络带宽资源的80%；剩余20%带宽资源用于在各地市SPN 传送网内创建“共享资源切片”和“独享资源切片”；

（3）SPN 切片1：该切片内仅有一个VPN，UPE 至SPE，SPE 至NPE 仅配合一条SR-TP APS 隧道保护组，使用“默认资源切片”。该切片内各类业务流均在该VPN 内，共享同一SR-TP 转发隧道。当前5G ToC N2/N3，5G ToB N2 流均归属至该切片；

（4）SPN 切片2：该切片将存在多个VPN，UPE 至SPE之间，SPE 至NPE 之间将存在多条路由相同的SR-TP APS 保护组，所有SR-TP 隧道均使用“默认资源切片”。该切片内每用户/每业务流均以VPN+SR-TP 隧道进行隔离。当前5G ToB N4，5G ToB OM 流均归属至该切片；

（5）SPN 切片3：企业数据共享切片。该切片将存在多个VPN，UPE 至SPE 之间，SPE 至NPE 之间将存在多条路由相同的SR-TP APS 保护组，所有SR-TP 隧道均使用“共享资源切片”。该切片内每用户/每业务流均以VPN+SR-TP 隧道进行隔离。当前优享、专享5G ToB N3 流均归属至该切片；

（6）SPN 切片4：企业数据独享切片。该切片覆盖物理网络范围较小。一般在SPN 网络接入层。该切片内仅有一个VPN，SPN 网元之间仅有一条SR-TP APS 隧道保护组，使用“X企业独享资源切片”。当前尊享型5G ToB N3 流归属至该切片。

1.4 SPN 传输网ToB 企业切片应用案例（5G+智慧港口）

以5G+智慧港口为例，港口存在大量的龙门吊。龙门吊的场景诉求如下（见图5）：（1）作业范围大，光纤布线难。作业范围覆盖整个园区，并且需要多台机器同时操作；光纤方式需部署光纤转盘，光纤容易缠绕。（2）高清回传，上行带宽大。需要移动上传每台龙门吊18 高清（1080P）路摄像头监控实现精准控制，上行带宽＞72Mbps。（3）精准控制，稳定低时延。实现精准控制，要求E2E 时延 ＜20ms；连续丢3 个控制报文将导致设备停机，必须人工恢复，要求丢包时间不能超过18ms。

图5 港口切片应用场景

解决方案：（1）5G 基站规模覆盖，减少光纤布放。（2）SPN网络环路带宽足够大，可满足高清视频的大数据回传。（3）在SPN 网络部署专享通道保障港口远程控制业务端到端稳定时延，满足远程控制业务要求。

2 结束语

5G 发展，传输先行！目前的5G 传输网面临着5G ToB 快速发展带来的新的一轮挑战，需要把5G、SPN 切片智能化的技术与产业发展相结合，帮助产业升级改造。SPN 的G.MTN硬隔离切片技术、50GE 超宽、简易运维、高可靠等特性，是在传统分组技术的PTN 传输网上的一次技术革新。

在这种背景下，作为传输人，在后续的工作中需要将最新的传输特性与能力更多、更广地运用到各行各业中，为各行各业提供差异化的切片保障，促进产业转型，完成“十四五”规划所赋予通信人的使命与要求。