5G SPN 承载网关键技术及其应用研讨

陈俊杰

（中通服中睿科技有限公司，广东 广州 510630）

0 引言

在5G 网络飞速发展背景下，5G 技术已经在我国信息技术领域的广泛应用，并且5G 网络逐渐成为国内各大运营商主要竞争战场。5G 网络在不同的应用场景对网络性能有着不同的要求。因此通过SPN 可以满足5G 网络不同场景下的性能要求，对5G 网络稳定运行提供保障。

1 5G SPN 承载网关键技术分析

1.1 SPN 分层技术

SPN 切片分层网主要是通过以太分片组网技术手段、面向传送分段路由技术组成，以上两种技术与光层密集波分复用（dense wavelength division multiplexing,DWDM）技术层网络相互连接，其主要的网络层次包括切片分组层（slicing packet layer, SPL）可以将路由中的数据有效处理，切片通道层（slicing channel layer,SCL）主要处理以太网通道中的数据信息。切片传送层（slicing transport layer, STL）可以将物理层面的编码和DWDM 数据有效处理。SPN 分层技术层次模型架构如图1 所示。

图1 SPN 分层技术层次模型架构

1.1.1 切片分组层

切片分组层主要为各个业务起到封装和调度的作用。在SPN 网络层次架构中，切片分组成又分为网络传送层、客户业务层两部分，在SPN 网络技术架构过程中封装处理时，技术人员需要根据网络业务类型对应选择封装规范要求，继而向网络业务提供精准的服务。例如，时分复用模式（time division multiplexing, TDM）仿真技术和E-LAN 技术，在处理网络业务过程中需要通过分流和服务质量保障以及识别等服务进行处理。切片分组层中的网络传送层主要为各个分组业务提供保护和检测的作用，在这个过程中技术人员需要利用网络传送层的内部结构，即虚通道、控制平面、虚拟系统结构对隧道运行提供支持，确保各个业务能够稳定输出。

1.1.2 切片通道层

切片通道层在SPN 承载网关键技术中发挥重要作用。在5G SPN 网络建设过程中技术需要通过TDM 以及移动通讯网切断和移动通讯网路径等技术，在切片通道层中塑造一个隔离通道，继而高效处理5G 承载业务，促使切片通道能够顺利连接5G 终端，其通过以上的技术手段，不仅提升数据传输的效率，还可以避免传输超时的问题，实现透明化的数据传输。所以在业务处理过程中采用助力码块序列衔接交叉技术，并将业务输入在移动通讯网客户端便可以对客户的数据信息删减和增加，满足5G 各项数据业务的运行需求。

1.1.3 切片传送层

切片传送层在5G SPN 承载网关键技术在TDM 支持下，主要包括移动通讯网切断和移动通讯网路径作为通过物理媒介，对各个业务提供数据传输的出口，技术人员通过数据传输口可以保证切片分组成达到稳定运行状态，再通过光纤介质层将业务数据显示，最终完成5G 客户全部服务流程。在切片传送层中SPN 技术支持下可以扩大切片传送层数据传输范围，并且利用400GE、200GE 等网络线路，不仅提升数据传输效率，还可以提升5G 业务运行水平。

1.2 SPN 业务子层技术

1.2.1 L2、L3VPN

在SPN 业务子层技术结构中主要包括二层虚拟专用网（layer 2 virtual private network, L2VPN）、三层虚拟专用网（layer 3 virtual private network, L3VPN）以及业务子层操作管理和维护（operation administration and maintenance, OAM）技术。在L2、L3VPN 支持下可以顺利连接L2VPN 业务，继而提升SPN 承载网关键技术能力。针对L3VPN 而言，技术人员需要建立指定的L3VPN 技术架构。在L3VPN 技术架构搭建过程中，技术人员需要明确IPv4/IPv6 双栈运行要求，促使L3VPN技术架构具备承载IPv6 业务与IPv4 业务能力，保证后续业务运行稳定性，实现良好的SPN 网络承载效果，以及提升5GSPN 承载网关键技术运行质量。

1.2.2 业务子层OAM 技术

OAM 技术作为业务子层SPN 承载网关键技术组成部分，现阶段OAM 技术的应用要求越来越严格，应根据规定的操作标准要求确保OAM 技术应用规范性。在OAM 技术运行过程中可以承载多项服务，在同带信号传输（带内）OAM 技术支持下可以对5G 网络中的业务性能全面检测，还可以对网络终端检测，为提升后续丢包和抖动性能提供助力。在OAM 技术应用过程中，技术人员不需要插入检测文件，提升检测业务的灵活性，为5G 承载网络运行提供保障。

1.3 SPN 传送子层技术

1.3.1 SR-TP 隧道

针对网络传送层主要包括隧道扩展技术（segment routing transport profile-traffic engineering, SR-TP）和基于尽力转发的段路由（segment routing-bestEffort,SR-BE）隧道技术，针对SR-TP 隧道技术可以提升5G终端运营能力，在SR-TP 技术应用过程中需要使用各个网络链路、网管配置以及本地连接标签等。技术人员应按照隧道转发规范标准要求，在各个业务中采用运营商边缘路由器节点精准识别转发路径。在报文转发被节点接收后需要将节点和报文以及本地临接标签相互连接，最后找到报文转发接口，再将本地临接标签隔离[1]。

1.3.2 SR-BE 隧道

在SR-BE 隧道技术中需要为此项技术配备一个节点标签，通过节点标签为SR 提供支持，继而构建一个SR-BE 隧道技术运行结构。另外在每台设备上制定相应的类属编程协议，采用分布式的方式以及计算机选择最佳的转发路线形成一个转发隧道，最终完成全部部署，避免5G 网络规划的复杂性，提升SR-BE 隧道技术部署效果。

1.4 SPN 管控技术

1.4.1 集中管理面技术

集中管理面技术作为SPN 管控技术组成部分可以提升运行能力和服务运行能力，在5G 承载网络中起到扩展管理和资源配置以及故障管理作用，从而多方面满足网管系统管理需求。

1.4.2 集中控制面技术

集中控制面技术作为SPN 管控技术组成部分主要包括网络扩展状态反馈、隧道路径选择以及隧道路径下发以及隧道路径配置等。在集中控制技术应用过程中应根据业务实际情况选择对应的隧道路径保证业务运行的顺利性。

1.4.3 切片管控技术

切片管控技术在5G 承载网络部署过程中，可以支持各项业务隔离功能。通过此项技术可以将移动智能网通道转变为视频链接后再统一管理，为后续对象接口管理提供便利，提升5G 网络承载网的隔离能力。在切片管控技术支持下可以保证虚拟网络运行过程中降低多个业务相关干扰，促使切片管控技术落实达到理想效果。

2 5G SPN 承载网关键技术优化策略

2.1 设计SPN 组网架构

SPN 网络体系结构的构建是SPN 网络设计的前提和关键。在目前的传输网络中，SPN 组网架构的构建需要以接入层、汇聚层和核心层为依据，以SPN 承载网的关键技术为核心对运行网络的需求进行统一的补偿，从而满足5G 网络的低时延、大带宽等多项要求。首先，SPN 的初期构建，5G 网络将于2020 年正式投入商业运营，5G 的基站将达到1 万座。由于5G 网络技术优势持续发挥，工信部在发布的信息规划中预计5G 网络技术的大规模普及将会持续3 年。当前SPN 网络需要进一步改进以满足5G 网络的需求。在前期的构建过程中，SPN 网络不仅要根据5G 基站来完成对经营服务的平面载体，而且还要纳入电信服务，从而完成对平面服务的高效转移，从而促进SPN 网络的长期发展。其次，SPN 组网成熟商业化时期，在其趋向成熟商业化的阶段要确保所建立的无线基站能够在更恶劣的条件下进行使用，推动SPN 组网向着大带宽和分组切片发展，最后形成全覆盖网络架构。例如，华为公司于2020 年4 月30 日，将SPN 技术应用于珠穆朗玛峰，实现了珠峰的5G 网络，这不仅为SPN 技术的发展奠定了基础，同时也为未来5G 技术的广泛应用和发展奠定了坚实的基础[2]。

2.2 明确SPN 组网规划

5G 业务对SPN 结构提出了更高的要求。5G 是一种新兴的承载网技术，其具备明显的网络融合特性可保证网络服务的正常运行。SPN 新建5G 组网如图2 所示。在SPN 规划中使用SPN 技术，并按照网络服务提供相应的组网模式，这将有助于5G 基站在今后的建设中具有更强的实用性。SPN 组网规划主要包含两个方面：首先，优选技术，在选择的SPN 关键技术中应该对以上所述的SPN 体系结构层次进行相应的改进，其中包含了组网测试等，从而保证SPN 组成的发展方向。同时还要注意SPN 与产业链厂商之间的交流效应，不仅要建立起SPN 的品牌，而且还要对SPN 的技术标准进行统一，这样才能保证SPN 的组网能够达到一个全球化的网络建设的目的。其次，在5G 移动通信系统的组网过程中提出了加强分组层次间的相互联系和协作的方法，以利于5G 移动通信系统的平稳运行。5G 对网络操作的渗透能力没有太大的需求，但是要确保在处理过程中的网络服务避免数据泄露的发生。在通信流量较小的地区可以通过SPN 机制来调节网络的传输速率，从而达到提高系统的性能[3]。

图2 SPN 新建5G 组网

2.3 实现业务系统一承载

5G 通信技术的实际运用需要确保SPN 组网具有统一的承载能力。5G 在实施一体化承载时需要确保SPN 构成具备协同运行和智能控制的功能。其中协作运维指的是在5G 网络的操作过程中对其进行协作管理，这样就可以为5G 网络的具体应用提供运维保障。在此阶段要针对各种网络服务建立相应的监控体系，并运用控制体系中的协作管理模型来监控各种服务的运行。并且还可以对故障和流量信息进行实时反馈，使得有关人员可以按照反馈的结果进行网络服务的协同管理，从而推动5C 网络的多样化发展[4]。

2.4 优化SPN 路由状态

以前分组传送网（packet transport network, PTN）是用来支持4G 的，但现在5G 的普及，PTN 必须要借助分组交换网（packet-switched network, PSN）的帮助才能让5G 的发展更加成熟。而SPN 载体在面临5G 网络技术的同时还面临着诸如路由性能差等问题。因此在5G 网络服务开放的时候提供相应的路由规划，避免5G 网络在交叉互扰的情况下不能实现理想的运营效果。在此基础上考虑到网络中存在的回路数目较多，需要对网络中存在的回路进行最优调节，并根据回路的特点为网络中存在的回路分配合适的回路通道。在同路由下网络流量不能正常进行时可以根据相应的需求对其进行理性计算，为其设定一条合适的通路以方便业务的顺利完成。在遇到不同路由情况时也可对网络流量进行过滤，避免对服务的处理质量造成影响，使得5G 网络技术不能充分利用[5]。

3 结语

综上所述，伴随着5G 网络不断发展为各个行业带来便利。为提升5G 网络运行稳定性可利用SPN 承载网关键技术加强5G 网络运行稳定性，提升通信工程建设水平。在SPN 承载网关键技术支持下可以构建一个完善可靠的5G 承载网络，为我国通信技术发展提供重要保障。