季海峰 姚 程

1.中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)江蘇有限公司；2.中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)江蘇有限公司南京分公司

0 引言

5G 正式商用以來，從云游戲、云AR/VR 到個(gè)人視頻直播等，各種沉浸式實(shí)時(shí)視頻業(yè)務(wù)正在成為5G 的第一波特色應(yīng)用，并顯著提升個(gè)人消費(fèi)者的體驗(yàn)。不過在通信行業(yè)看來，這些面向個(gè)人的業(yè)務(wù)提升只是4G 服務(wù)的自然演進(jìn)，要真正發(fā)揮5G 價(jià)值，還要看工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)（ToB）應(yīng)用。 “5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”的融合創(chuàng)新既是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)，也是推動(dòng)新舊動(dòng)能轉(zhuǎn)換的重要?jiǎng)恿Α?G 具備超大帶寬、超低時(shí)延、海量連接的特性，與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的要求和目標(biāo)高度契合，為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和融合創(chuàng)新應(yīng)用提供了關(guān)鍵支撐和重要機(jī)遇。

5G 承載SPN 網(wǎng)絡(luò)覆蓋逐步完成，SPN 是面向ToB 而生的一張生產(chǎn)網(wǎng)，ToB 業(yè)務(wù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)要求高，需要資源預(yù)留的方式保障SLA 訴求。面對(duì)當(dāng)前政企行業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型，SPN 網(wǎng)絡(luò)目標(biāo)能提供行業(yè)業(yè)務(wù)所需的端到端安全隔離要求，滿足對(duì)時(shí)延穩(wěn)定性要求苛刻的行業(yè)應(yīng)用，并提供資源效率更高，更適合規(guī)模發(fā)展的ToB 政企切片專線；在SLA 保障方面做到專業(yè)業(yè)務(wù)快速開通和SLA 可視；在網(wǎng)絡(luò)可信方面能做到自主標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)備國(guó)產(chǎn)化，保障業(yè)務(wù)安全可信，滿足政務(wù)等安全性高的行業(yè)應(yīng)用。

為切實(shí)提升SPN 傳輸網(wǎng)絡(luò)對(duì)5G ToB 業(yè)務(wù)的支撐能力，需要總結(jié)形成一套成熟可靠、適應(yīng)傳輸網(wǎng)絡(luò)滾動(dòng)發(fā)展特點(diǎn)的SPN 網(wǎng)絡(luò)ToB 應(yīng)用承載部署技術(shù)方案與切片部署策略，支撐5G 業(yè)務(wù)長(zhǎng)期良性發(fā)展，保證SPN 基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)及業(yè)務(wù)高效、可靠運(yùn)行。本研究將針對(duì)典型的ToB“優(yōu)專尊”型業(yè)務(wù)如何進(jìn)行差異化保障提供解決思路與策略。

1 SPN 切片技術(shù)對(duì)5G ToB“優(yōu)專尊”業(yè)務(wù)的應(yīng)對(duì)之策

1.1 5G“優(yōu)專尊”業(yè)務(wù)的定義與傳輸側(cè)理解

“優(yōu)專尊”ToB業(yè)務(wù)簡(jiǎn)介：“優(yōu)專尊”為ToB業(yè)務(wù)三大產(chǎn)品，優(yōu)享型ToB 業(yè)務(wù)、專項(xiàng)型ToB 業(yè)務(wù)、尊享型ToB 業(yè)務(wù)均為差異化的“基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)+增值服務(wù)”的組合。如圖1 所示。

圖1中“基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)”包括5G ToB 接入與ToB UPF 之間覆蓋的SPN 傳送網(wǎng)絡(luò)、5G ToB UPF 與MEC 之間覆蓋的SPN 傳送網(wǎng)絡(luò)。其中：（1）公共網(wǎng)絡(luò)：指的是地市城域SPN 傳送網(wǎng)+省干SPN 傳送網(wǎng)；（2）邊緣網(wǎng)絡(luò)：指的是地市城域SPN 傳送網(wǎng)；（3）專用網(wǎng)絡(luò)：指的是企業(yè)園區(qū)內(nèi)覆蓋企業(yè)5G 接入點(diǎn)和企業(yè)專用ToB UPF 接入的SPN 子網(wǎng)。

圖1 優(yōu)專尊三享行業(yè)示意圖

“優(yōu)專尊”產(chǎn)品對(duì)應(yīng)ToB UPF 在網(wǎng)絡(luò)中部署位置不同，ToB UPF 分類如圖2 所示。

圖2 5G UPF 位置

說明：

（1）專線ToB UPF、演示廳ToB UPF、省內(nèi)自建ToB UPF

ToB 專線UPF 由集團(tuán)承建，定位為行業(yè)網(wǎng)關(guān)、省內(nèi)企業(yè)/行業(yè)出省ToB 業(yè)務(wù)流；ToB 演示廳UPF、省內(nèi)自建ToB UPF 均為省內(nèi)承建，用于無共享/入駐UPF 下沉地市的ToB 業(yè)務(wù)接入的錨點(diǎn)UPF；地市城域SPN+省干SPN 為“優(yōu)享型”ToB 業(yè)務(wù)提供“公用網(wǎng)絡(luò)”承載資源。

（2）共享ToB UPF

省內(nèi)承建，定位于地市內(nèi)多企業(yè)共享ToB 業(yè)務(wù)接入的錨點(diǎn)UPF；該類ToB UPF 部署于地市核心機(jī)房，對(duì)接地市SPN NPE；地市SPN 為“專享型”ToB應(yīng)用提供“邊緣網(wǎng)絡(luò)”承載資源。

（3）入駐ToB UPF

省內(nèi)按需自建，定位于企業(yè)獨(dú)享、作為覆蓋企業(yè)園區(qū)ToB業(yè)務(wù)接入錨點(diǎn)UPF；該類ToB UPF 部署于企業(yè)廠區(qū)/園區(qū)內(nèi)，與SPN 接入層設(shè)備對(duì)接，以保障企業(yè)終端與企業(yè)應(yīng)用之間數(shù)據(jù)（通過企業(yè)園區(qū)5G 基站接入）最短路徑轉(zhuǎn)發(fā)，企業(yè)數(shù)據(jù)不出園區(qū)；地市SPN接入/匯聚子網(wǎng)為“尊享型”ToB應(yīng)用提供“專用網(wǎng)絡(luò)”承載資源。

1.2 SPN 傳輸網(wǎng)應(yīng)對(duì)5G“優(yōu)專尊”業(yè)務(wù)之組網(wǎng)規(guī)范篇

SPN 傳送網(wǎng)從ToB 業(yè)務(wù)接入便利性、帶寬資源需求、業(yè)務(wù)和組網(wǎng)安全等方面考慮，給出組網(wǎng)規(guī)范要求，如表1 所示。

表1 組網(wǎng)規(guī)范要求

1.3 SPN 傳輸網(wǎng)應(yīng)對(duì)5G“優(yōu)專尊”業(yè)務(wù)之切片部署篇

端到端網(wǎng)絡(luò)切片概述：網(wǎng)絡(luò)切片方案覆蓋無線、承載、核心網(wǎng)切片子方案。5G 端到端網(wǎng)絡(luò)切片整體架構(gòu)如圖3 所示。

圖3 端到端切片示意圖

說明：（1）用戶購(gòu)買切片，AMF 從UDM 上獲取的用戶簽約的切片信息，核心網(wǎng)PCF 將路由選擇策略（URSP）通過AMF 下發(fā)至UE，用于UE 將APP-ID 和S-NSSAI（切片ID）關(guān)聯(lián)；（2）UE 創(chuàng)建PDU 會(huì)話時(shí)，SMF 根據(jù)URSP 選擇APP 對(duì)應(yīng)的S-NSSAI，為UE 分配對(duì)應(yīng)的UPF，同時(shí)gNB 通過配置將S-NSSAI 映射到不同的Vlan 子接口（Vlan ID）；（3）不同的Vlan 子接口在承載網(wǎng)綁定不同的業(yè)務(wù)切片（VPN），業(yè)務(wù)切片通過SR-TP 隧道綁定不同的資源切片（FlexE 時(shí)隙資源）。

SPN 傳送網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)切片部署策略：（1）SPN 傳送網(wǎng)作為5G 承載網(wǎng)絡(luò)一部分，分業(yè)務(wù)切片和資源切片兩部分內(nèi)容；（2）5G 網(wǎng)絡(luò)切片需求主要針對(duì)5G ToB/ToC 用戶數(shù)據(jù)，對(duì)應(yīng)至SPN 傳送網(wǎng)內(nèi)即為5G N3 數(shù)據(jù)流；（3）SPN 傳送網(wǎng)內(nèi)接入的核心網(wǎng)信令流如N2，N4 等，當(dāng)前暫無資源切片需求；（4）在SPN 網(wǎng)內(nèi)，信令流僅以VPN 和隧道進(jìn)行隔離，不分配獨(dú)立資源切片；（5）對(duì)于演示或測(cè)試、企業(yè)簽約數(shù)據(jù)中無明確資源切片要求的ToB業(yè)務(wù)，SPN傳送網(wǎng)內(nèi)均不分配獨(dú)立資源切片，僅以VPN 和隧道進(jìn)行隔離。

策略說明：

（1）SPN 網(wǎng)絡(luò)切片分為四類，如圖4 所示SPN 切片1、2、3、4。每類切片均為業(yè)務(wù)切片和資源切片的組合；

圖4 SPN 切片示意圖

（2）SPN 網(wǎng)絡(luò)資源切片分為三類，“默認(rèn)資源切片”、“共享資源切片”、“獨(dú)享資源切片”。當(dāng)前SPN 傳送網(wǎng)中僅有“默認(rèn)資源切片”，占SPN 物理網(wǎng)絡(luò)帶寬資源的80%；剩余20%帶寬資源用于在各地市SPN 傳送網(wǎng)內(nèi)創(chuàng)建“共享資源切片”和“獨(dú)享資源切片”；

（3）SPN 切片1：該切片內(nèi)僅有一個(gè)VPN，UPE 至SPE，SPE 至NPE 僅配合一條SR-TP APS 隧道保護(hù)組，使用“默認(rèn)資源切片”。該切片內(nèi)各類業(yè)務(wù)流均在該VPN 內(nèi)，共享同一SR-TP 轉(zhuǎn)發(fā)隧道。當(dāng)前5G ToC N2/N3，5G ToB N2 流均歸屬至該切片；

（4）SPN 切片2：該切片將存在多個(gè)VPN，UPE 至SPE之間，SPE 至NPE 之間將存在多條路由相同的SR-TP APS 保護(hù)組，所有SR-TP 隧道均使用“默認(rèn)資源切片”。該切片內(nèi)每用戶/每業(yè)務(wù)流均以VPN+SR-TP 隧道進(jìn)行隔離。當(dāng)前5G ToB N4，5G ToB OM 流均歸屬至該切片；

（5）SPN 切片3：企業(yè)數(shù)據(jù)共享切片。該切片將存在多個(gè)VPN，UPE 至SPE 之間，SPE 至NPE 之間將存在多條路由相同的SR-TP APS 保護(hù)組，所有SR-TP 隧道均使用“共享資源切片”。該切片內(nèi)每用戶/每業(yè)務(wù)流均以VPN+SR-TP 隧道進(jìn)行隔離。當(dāng)前優(yōu)享、專享5G ToB N3 流均歸屬至該切片；

（6）SPN 切片4：企業(yè)數(shù)據(jù)獨(dú)享切片。該切片覆蓋物理網(wǎng)絡(luò)范圍較小。一般在SPN 網(wǎng)絡(luò)接入層。該切片內(nèi)僅有一個(gè)VPN，SPN 網(wǎng)元之間僅有一條SR-TP APS 隧道保護(hù)組，使用“X企業(yè)獨(dú)享資源切片”。當(dāng)前尊享型5G ToB N3 流歸屬至該切片。

1.4 SPN 傳輸網(wǎng)ToB 企業(yè)切片應(yīng)用案例（5G+智慧港口）

以5G+智慧港口為例，港口存在大量的龍門吊。龍門吊的場(chǎng)景訴求如下（見圖5）：（1）作業(yè)范圍大，光纖布線難。作業(yè)范圍覆蓋整個(gè)園區(qū)，并且需要多臺(tái)機(jī)器同時(shí)操作；光纖方式需部署光纖轉(zhuǎn)盤，光纖容易纏繞。（2）高清回傳，上行帶寬大。需要移動(dòng)上傳每臺(tái)龍門吊18 高清（1080P）路攝像頭監(jiān)控實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)控制，上行帶寬＞72Mbps。（3）精準(zhǔn)控制，穩(wěn)定低時(shí)延。實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)控制，要求E2E 時(shí)延 ＜20ms；連續(xù)丟3 個(gè)控制報(bào)文將導(dǎo)致設(shè)備停機(jī)，必須人工恢復(fù)，要求丟包時(shí)間不能超過18ms。

圖5 港口切片應(yīng)用場(chǎng)景

解決方案：（1）5G 基站規(guī)模覆蓋，減少光纖布放。（2）SPN網(wǎng)絡(luò)環(huán)路帶寬足夠大，可滿足高清視頻的大數(shù)據(jù)回傳。（3）在SPN 網(wǎng)絡(luò)部署專享通道保障港口遠(yuǎn)程控制業(yè)務(wù)端到端穩(wěn)定時(shí)延，滿足遠(yuǎn)程控制業(yè)務(wù)要求。

2 結(jié)束語

5G 發(fā)展，傳輸先行！目前的5G 傳輸網(wǎng)面臨著5G ToB 快速發(fā)展帶來的新的一輪挑戰(zhàn)，需要把5G、SPN 切片智能化的技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展相結(jié)合，幫助產(chǎn)業(yè)升級(jí)改造。SPN 的G.MTN硬隔離切片技術(shù)、50GE 超寬、簡(jiǎn)易運(yùn)維、高可靠等特性，是在傳統(tǒng)分組技術(shù)的PTN 傳輸網(wǎng)上的一次技術(shù)革新。

在這種背景下，作為傳輸人，在后續(xù)的工作中需要將最新的傳輸特性與能力更多、更廣地運(yùn)用到各行各業(yè)中，為各行各業(yè)提供差異化的切片保障，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型，完成“十四五”規(guī)劃所賦予通信人的使命與要求。