信通院张海懿:SPN2.0“三大特性”,驱动5G行业专网和算力承载发展

百家 作者:C114通信网 2022-06-30 19:43:10
在今天举行的SPN2.0技术白皮书&SPN切片专线产品发布会上,中国信息通信研究院技术与标准研究所所长张海懿指出,近五年来,SPN全产业链规模应用发展,不断增强产业健壮性。
SPN2.0具备三大技术特性:一是支持多颗粒硬切片,为5G行业提供切片分级应用;二是向SRv6演进,推动算网融合和异构灵活组网;三是实现业务快速创建和多域协同,向智能化运维演进,因此成为驱动5G行业专网和算力承载的重要力量。



创新推动SPN技术标准和产业规模发展


“SPN是面向5G承载而创新的传送网技术,为三大类型典型业务提供了高品质和差异化的网络切片服务能力。”张海懿指出,在中国移动4G回传网络PTN技术基础上,SPN融合一层和三层的技术优势,发展为5G传送网技术方案。
一是在以太网物理层通过引入OIF的灵活以太网FlexE接口、并将其创新发展为端到端的MTN通道层网络技术,不仅继承了电信级OAM网络保护和可视化管控能力,并且具备了N*5Gbps宽带带宽颗粒的TDM硬隔离能力,满足三大类业务的硬隔离网络切片需求;
二是在分组传送层引入源节点路由技术,针对南北向业务承载需求,将分段路由增强为继承MPLS-TP特性的SR-TP技术,具备基于SDN的拓补发现、集中路由和资源管控能力;针对东西向业务采用SR-BE技术,实现了在城域接入汇聚层的单个IGP域内的三层灵活连接能力,适应MEC等分流业务的灵活调度需求。
张海懿表示,近五年来,SPN全产业链规模应用发展,不断增强产业健壮性。从2016年开始,中国移动联合中国信通院以及华为、中兴和烽火等设备制造企业一起开展技术预研,协同推动国际标准和国内行业标准。
“在ITU-T第15研究组,经历了2017年的分析需求论证方案、2018年的多方协同推动立项、2019年到2020年获得高度认可并形成标准体系这三个重要阶段。目前已经发布了MTN架构、接口和演进三项标准,在研MTN设备、保护、管控和同步四项标准。”张海懿透露,近一年来正在联合推动MTN小颗粒技术标准立项,希望在今年9月的SG15全会上能获得突破。
目前,中国通信标准化协会已发布了SPN总体技术要求、FlexE接口技术要求和测试方法、SPN端到端切片对接技术共四项行业标准,完成了SPN设备、测试方法、网络切片管控功能和接口等四项行标批复稿,在研SPN南向接口、细粒度承载等五项行标。
张海懿表示,通过国内和国际标准的协同推进,奠定了SPN技术和产业发展的基础,我国产业各方增强了网络技术创新的标准化能力,SPN全产业链也得到了规模应用发展。
在核心芯片方面,国内三大网络设备商均自研了Tbit容量的SPN系列芯片,苏州盛科今年将发布两款支持小颗粒的小型化SPN商用芯片;博通公司已发布T级MTN商用芯片。
在设备方面,国内三大设备厂商已提供6个模型的20多款SPN设备,有10家以上厂商正在参与研制小型化接入SPN设备,今年将陆续进行实验室的测试验证。
在仪器仪表方面,已合作推动三家仪表厂商支持MTN接口、通道OAM功能和性能测试。目前已支持50GE、100GE、200GE和400GE FlexE接口和MTN通道测试能力,极大提升了SPN互通性验证能力。
张海懿透露,“在规模商用方面,截止2021年底,中国移动5G承载SPN设备已部署超35万端,城域多云接入成为新兴应用场景;在行业用户方面,南方电网的云南和广州电力、国网山东均在启动SPN行业专网部署,中国移动与合作伙伴也在金融、港口、矿山等行业推动支撑5G行业虚拟专网的SPN硬切片应用推广,不断扩大应用规模,增强产业的健壮性。”



SPN2.0驱动5G行业专网和算力承载发展


张海懿指出, SPN2.0具备三大技术特性:一是支持多颗粒硬切片,为5G行业提供切片分级应用;二是向SRv6演进,推动算网融合和异构灵活组网;三是实现业务快速创建和多域协同,向智能化运维演进,因此成为驱动5G行业专网和算力承载的重要力量。
首先,SPN2.0支持N*10M小颗粒应切片技术,因此具备了5G大颗粒加10M小颗粒,或分组VPN软切片的两极切片能力,可以按需为5G行业客户提供差异化的软硬切片服务。
“针对电力通信的高安全隔离需求,我们分析提出了SPN实现四类电力分区业务的网络切片应用方案。”张海懿指出,对于生产控制类I区业务,以CBR业务类型为主,提供1个N*5G大颗粒的网络切片1并嵌套配置面向各业务的N*10M的MTN通道专用切片;生产非控制类II区业务包括CBR和以太网专线业务类型,在网络切片1内嵌套配置面向各业务的N*10M的MTN通道专用切片;对于信息管理III/Ⅳ区非实时业务,配置1个N*5G大颗粒的MTN通道接口切片2,对于点到点以太网专线业务,采用基于MPLS-TP隧道的专线软切片;对于多点之间L3VPN业务,采用基于SR隧道的VPN专网软切片;对于信息管理III/Ⅳ区实时业务,采用1个5G大颗粒的MTN网络切片3,内部配置点到点专线软切片或多点之间L3VPN专网软切片。
其次,SPN 2.0向SRv6演进,推动算网融合和异构灵活组网。张海懿指出,一是SPN通过IPv6扩展和SRv6策略映射来具备多维业务感知能力,实现对业务应用APP类型或算力标识的动态感知,来确定网络资源配置策略;二是基于SRv6 Policy配置差异化的分组网络切片资源,分别承载低时延业务、大带宽业务和普通互联网业务;三是通过头压缩G-SRv6和EVPN技术,实现端到端的多云多域组网,不仅提升了网络承载效率,而且大幅降低了协议复杂度,解决了多域组网的规模限制问题;四是通过支持面向业务流量的带内OAM检验机制,实现了对业务丢包和时延的高精准监测,不仅可以实现端到端的故障和性能监测,也可以按需开展逐跳监测和定位分析,提升了网络运维能力。
第三,SPN 2.0实现业务快速创建和多域协同,向智能化运维演进。SPN网络资源采用多层管控架构,支持业务快速创建。同时,SPN已形成南北向接口标准体系,支持切片多域协同管控。引入AI智能分析预测功能,不断向网络智能化的管控运维演进。
“预期目标是实现端到端业务和网络切片的自动化运维和智能自治。应用案例方面实现业务自动化开通、网络切片智能管控、业务流量分析预测、网络健康度评估、故障智能分析定位等。”张海懿透露,信通院最近的工作重点是推动SPN智能化分级测评,不断提升网络智能化运维能力,规范标准化AI数据模型和AI采集接口,实现从CSMF到SPN网络的全流程智能运维和自智。
演讲的最后,张海懿总结,“SPN 1.0为5G承载而生,在4G回传的PTN技术基础上,中国移动联合中国信通院、三大设备商及国内外芯片商,充分发挥团队优势,协同开展新一代高质量的融合承载网络技术创新,已形成规模发展的全产业链生态。受5G行业应用和算力承载驱动,各方充分研讨并达成SPN技术演进共识,研发推出SPN2.0的小颗粒、SRv6、智能管控等核心技术白皮书和专线产品方案,并在电力、煤炭、港口等重点行业合作推动规模应用。”

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