SPN作為原創(chuàng)性技術(shù)體系，已經(jīng)在5G網(wǎng)絡(luò)中全面應(yīng)用。SPN技術(shù)架構(gòu)實(shí)現(xiàn)了TDM和分組有機(jī)融合，支持L0到L3能力，契合5G無損、高效的承載需求，具備大帶寬、低時延、網(wǎng)絡(luò)切片、靈活連接、高精度同步和統(tǒng)一管控等技術(shù)優(yōu)勢，并且通過重用以太網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈實(shí)現(xiàn)了降低組網(wǎng)綜合投入和超大帶寬，解決了面向5Gbit/s大顆粒的端到端高效無損硬隔離傳送問題。

同時，作為由中國提出和設(shè)計的自主原創(chuàng)性技術(shù)，SPN已成功在ITU-T完成7個系列標(biāo)準(zhǔn)立項(xiàng)，以及四大核心標(biāo)準(zhǔn)的制定和發(fā)布，成為了繼SDH、OTN之后的新一代傳送網(wǎng)技術(shù)體系，為我國5G承載和應(yīng)用打下堅實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。

隨著5G垂直行業(yè)、政企業(yè)務(wù)、算力網(wǎng)絡(luò)的蓬勃發(fā)展，SPN在切片顆粒度、業(yè)務(wù)感知、靈活連接、泛在接入、智能運(yùn)維、綠色節(jié)能等方面技術(shù)不斷增強(qiáng)，SPN正在逐步邁入2.0時代。技術(shù)上的突破和發(fā)展，支撐SPN應(yīng)用到更多的行業(yè)場景。

SPN 2.0的核心理念

SPN 2.0引入了面向綜合承載的SPN小顆粒技術(shù)（FGU，F(xiàn)ine Granularity Unit）及提升網(wǎng)絡(luò)覆蓋和接入能力的小型化SPN設(shè)備，增強(qiáng)了面向用戶的智能運(yùn)維能力及面向“雙碳”戰(zhàn)略的節(jié)能機(jī)制等。如圖1所示，SPN 2.0將致力于打造“高效、融合、智能、低碳”的新一代綜合業(yè)務(wù)承載網(wǎng)。

圖1  SPN 2.0的核心理念

高效網(wǎng)絡(luò)：精準(zhǔn)滿足用戶業(yè)務(wù)承載需求，打造高效高質(zhì)之網(wǎng)。靈活匹配各類業(yè)務(wù)帶寬需求，實(shí)現(xiàn)帶寬精細(xì)化；高效滿足各類用戶隔離要求，達(dá)到隔離精細(xì)化；高質(zhì)保證99.999%可靠性，確保管理精細(xì)化；毫秒級時延和微秒級抖動，網(wǎng)絡(luò)性能確定性高；在線無損帶寬調(diào)整，需求調(diào)整靈活性高。

融合網(wǎng)絡(luò)：一網(wǎng)多業(yè)、網(wǎng)絡(luò)開放，打造綜合包容之網(wǎng)。通過豐富設(shè)備形態(tài)和靈活組網(wǎng)能力，實(shí)現(xiàn)無線基站、垂直行業(yè)、政企專線、家庭寬帶、云網(wǎng)業(yè)務(wù)的綜合承載；通過規(guī)范化接口模型和組網(wǎng)方式，實(shí)現(xiàn)邊緣網(wǎng)絡(luò)異廠家靈活組網(wǎng)；通過開放第三方接口，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)可視化與用戶自助服務(wù)。

智能網(wǎng)絡(luò)：面向“規(guī)建維優(yōu)營”需求，打造極簡智能之網(wǎng)?；趯v史數(shù)據(jù)的搜集與分析和管控系統(tǒng)等，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與仿真、業(yè)務(wù)快速創(chuàng)建、運(yùn)維自動化等能力。

低碳網(wǎng)絡(luò)：面向“雙碳”戰(zhàn)略，打造綠色節(jié)能之網(wǎng)。通過網(wǎng)元級和網(wǎng)絡(luò)級技術(shù)優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)SPN網(wǎng)絡(luò)低碳運(yùn)營；通過強(qiáng)化業(yè)務(wù)調(diào)度能力，助力數(shù)據(jù)中心降耗節(jié)能。

SPN 2.0以“切片粒度更精細(xì)、業(yè)務(wù)連接更豐富、設(shè)備組網(wǎng)更靈活、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維更智能、在線運(yùn)營更低碳”為核心設(shè)計理念，通過構(gòu)建SPN/MTN小顆粒技術(shù)、打造小型化接入SPN新型設(shè)備形態(tài)、引入隨流檢測、SDN、AI等技術(shù)，全方位、高質(zhì)量實(shí)現(xiàn)SPN面向綜合承載的精細(xì)化能力、面向算網(wǎng)融合的承載能力、面向泛在覆蓋的組網(wǎng)能力、面向用戶的運(yùn)維能力和面向“雙碳”戰(zhàn)略的節(jié)能能力。

面向綜合承載的精細(xì)化能力

5G+垂直行業(yè)、政企專線的應(yīng)用以及SDH設(shè)備的逐漸退網(wǎng)，催生出大量具有小帶寬、軟硬隔離結(jié)合、確定性低時延、高安全性和高可靠性等承載需求的業(yè)務(wù)。作為面向未來的5G移動承載技術(shù)，MTN需要突破5Gbit/s顆粒度的硬切片單元，向Mbit/s級別硬隔離切片平滑演進(jìn)。

SPN/MTN小顆粒技術(shù)聚焦構(gòu)建端到端高效、無損、柔性帶寬、靈活可靠的通道和承載方式，將硬切片的顆粒度從5Gbit/s細(xì)化為Mbit/s級別，以滿足5G+垂直行業(yè)應(yīng)用和專線業(yè)務(wù)等場景中小帶寬、高隔離性、高安全性等差異化業(yè)務(wù)承載需求。為了支持Mbit/s級別硬切片，MTN小顆粒技術(shù)需要具備以下特征和能力。

帶寬精細(xì)化：能夠支持Mbit/s級別的帶寬顆粒度，從而實(shí)現(xiàn)靈活的任意N×10Mbit/s帶寬劃分。對于Mbit/s級別到Gbit/s級別的各類型業(yè)務(wù)帶寬需求，均可以匹配和高效承載。

嚴(yán)格TDM剛性隔離：通過獨(dú)享確定的時隙保證嚴(yán)格TDM特性，通道沿途任一節(jié)點(diǎn)的出端口和入端口時隙通過管控層提前分配并固定。

低時延和低抖動特性：網(wǎng)絡(luò)的中間節(jié)點(diǎn)按照時隙數(shù)據(jù)到達(dá)的先后嚴(yán)格遵循TDM調(diào)度，不感知用戶信號層面的報文信息，保證確定性低時延。

獨(dú)立和完善的OAM能力：每一條小顆粒MTN通道提供獨(dú)立的OAM信息和檢測。OAM碼塊隨路插入每一條Mbit/s級別的MTN通道中，提供該通道的連通性檢測、故障和性能監(jiān)測能力，保證50 ms以內(nèi)的保護(hù)倒換。

業(yè)務(wù)無損的在線帶寬調(diào)整能力：支持在保證用戶業(yè)務(wù)正常傳輸?shù)耐瑫r，對Mbit/s級別MTN通道的帶寬進(jìn)行增大或者減小的在線調(diào)整，使帶寬和時隙資源分配更加靈活。

為了高效承載10Mbit/s小顆粒硬切片業(yè)務(wù)，SPN小顆粒技術(shù)構(gòu)建了與以太網(wǎng)PCS兼容的“S+D+T”碼塊序列的10M容器。并以此為基礎(chǔ)，設(shè)計了FGU的幀格式，如圖2所示。小顆粒的時隙復(fù)用結(jié)構(gòu)編碼前由7 Byte開銷與1560 Byte凈荷組成，編碼后由1個起始碼塊、195個數(shù)據(jù)碼塊和1個結(jié)束碼塊構(gòu)成；業(yè)務(wù)凈荷在以66bit為長度的D碼塊中承載，S和T碼塊作為FGU的起始和結(jié)束標(biāo)識；當(dāng)前復(fù)用結(jié)構(gòu)和下一個復(fù)用結(jié)構(gòu)之間可能會插入空閑碼塊；復(fù)用結(jié)構(gòu)中包含24個時隙的數(shù)據(jù)，每個時隙的數(shù)據(jù)長度為65 Byte；復(fù)用結(jié)構(gòu)開銷中承載了復(fù)用信息、時隙信息以及其他必要信息。在此復(fù)用結(jié)構(gòu)下，小顆粒信號可以穿越現(xiàn)有N×5 Gbit/s MTN，復(fù)用現(xiàn)有的空閑碼塊增刪的速率調(diào)整方式。此外，F(xiàn)GU設(shè)計了容器開銷和業(yè)務(wù)開銷兩層機(jī)制，F(xiàn)GU容器設(shè)計了7 Byte的公共開銷，用來進(jìn)行帶寬的無損調(diào)整和CRC校驗(yàn)；與SPN 1.0一致支持隨路OAM機(jī)制，通過替換業(yè)務(wù)流IPG的IDLE碼塊，能夠在不占用業(yè)務(wù)帶寬情況下，為小顆粒業(yè)務(wù)提供OAM能力。

圖2  SPN/MTN小顆粒FGU的幀結(jié)構(gòu)

FGU小顆粒能力已經(jīng)過了實(shí)驗(yàn)室測試和現(xiàn)網(wǎng)試點(diǎn)，目前SPN現(xiàn)網(wǎng)設(shè)備已經(jīng)逐步升級支持小顆粒處理能力，為精細(xì)化承載奠定了基礎(chǔ)。

面向算網(wǎng)融合的承載能力

未來算力位置將從中心向邊緣發(fā)展，大量用戶從邊緣接入算力，城域SPN將是承載邊緣和泛在算力的主體。SPN 2.0支持算力服務(wù)化連接，通過SPN管控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)算力連接服務(wù)化和虛擬化，簡化端到端算網(wǎng)連接的管控；支持端到端敏捷發(fā)放、端到端業(yè)務(wù)可視、端到端運(yùn)維能力；支持靈活切片能力，通過MTN/FGU/SR-TP等技術(shù)提供多樣化連接功能。

為了實(shí)現(xiàn)算網(wǎng)一站式服務(wù)，目前在算力終端、邊緣算力和區(qū)域算力之間通過SRv6技術(shù)建立靈活連接。從端到端SRv6連接來看，SPN網(wǎng)絡(luò)通過管控系統(tǒng)虛擬化為SRv6節(jié)點(diǎn)的一跳，即SPN網(wǎng)絡(luò)從端到端SRv6編排角度為只關(guān)注SPN算網(wǎng)連接服務(wù)，而屏蔽SPN網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部服務(wù)的細(xì)節(jié)。

在端到端算力網(wǎng)絡(luò)中，SPN涉及跨域和云專網(wǎng)、用戶側(cè)的對接場景。為了保證能夠感知算力需求并映射到對應(yīng)的SPN軟硬切片中，通過擴(kuò)展SRv6 END定義，結(jié)合SPN自有通道優(yōu)勢，形成算網(wǎng)SPN感知方案T-SRv6（如圖3所示）。新定義敏捷、透明和深度感知3種算網(wǎng)通道，支持多種算網(wǎng)業(yè)務(wù)按需選擇SPN算力通道。敏捷感知通道是將SRv6的標(biāo)簽處理后映射到SPN已有的SR-MPLS隧道進(jìn)行算網(wǎng)連接，透明感知通道是將SRv6的標(biāo)簽處理后映射到SPN的端到端時隙交叉連接能力的MTN/FGU硬管道連接，深度感知通道是SPN采用逐跳SRv6分組轉(zhuǎn)發(fā)進(jìn)行的算網(wǎng)連接。相對于Overlay連接，算網(wǎng)感知方案T-SRv6通過L1到L3層的高效轉(zhuǎn)發(fā)、OAM保護(hù)和電信級管控能力，以及支持網(wǎng)絡(luò)能力的開放和可編程，實(shí)現(xiàn)算網(wǎng)業(yè)務(wù)高品質(zhì)、高效率的差異化連接。

圖3  面向算網(wǎng)的SPN感知方案T-SRv6

面向泛在覆蓋的組網(wǎng)能力

面向邊緣覆蓋接入，SPN 2.0引入了一種新的設(shè)備形態(tài)——小型化接入SPN。小型化接入SPN精準(zhǔn)匹配用戶末端接入需求，定義1U的設(shè)備尺寸、16Gbit/s交換容量，并在用戶側(cè)新增E1/FE/GE低速接口，在網(wǎng)絡(luò)側(cè)新增10GE以太網(wǎng)接口，既能將10Mbit/s小顆粒的硬切片由城域接入層延伸至行業(yè)用戶側(cè)，又能精準(zhǔn)匹配用戶小型化和節(jié)能減排的需求。

由于SPN邊緣設(shè)備部署在用戶側(cè)，最貼近用戶和業(yè)務(wù)，因此SPN邊緣設(shè)備還可集成Sigma Lite輕量級算力能力，讓數(shù)據(jù)不出園區(qū)即可完成實(shí)時采集和分析，滿足算力網(wǎng)絡(luò)和邊緣計算需求，拓展了應(yīng)用場景；通過定義SPN NNI互通技術(shù)要求和標(biāo)準(zhǔn)南向接口，實(shí)現(xiàn)SPN邊緣接入設(shè)備與城域網(wǎng)SPN的Underlay+Overlay的端到端管理和解耦部署，既保障了生態(tài)的開放，又保障了網(wǎng)絡(luò)端到端質(zhì)量。

面向用戶的運(yùn)維能力

SPN網(wǎng)絡(luò)的重要演進(jìn)方向還包括打造高品質(zhì)健康自愈智能型網(wǎng)絡(luò)，通過引入AI新技術(shù)提升智能化能力。在面向用戶的自服務(wù)能力方面，SPN設(shè)備已經(jīng)基于telemetry的隨流檢測技術(shù)實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)流級別、秒級的實(shí)時監(jiān)測，并向運(yùn)維人員和行業(yè)用戶呈現(xiàn)業(yè)務(wù)質(zhì)量、流量等信息?；趯?shí)時監(jiān)測的大數(shù)據(jù)和AI技術(shù)，開展網(wǎng)絡(luò)健康度、告警關(guān)聯(lián)與根因分析等領(lǐng)域的研究，未來還將在管控層、設(shè)備層等更多領(lǐng)域引入AI，以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)智能規(guī)劃與仿真、意圖分析、智能排障等能力，全面提升SPN網(wǎng)絡(luò)的智能化等級。

面向“雙碳”戰(zhàn)略的節(jié)能能力

近年來綠色節(jié)能成為全球熱點(diǎn)。面對新形勢、新挑戰(zhàn)，SPN 2.0不斷優(yōu)化向節(jié)能減排目標(biāo)邁進(jìn)，提出單bit功耗比PTN降低65%的節(jié)能目標(biāo)，并從芯片、設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)3個層級推進(jìn)該目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。在芯片層級，推進(jìn)動態(tài)節(jié)能技術(shù)，可根據(jù)流量負(fù)載等動態(tài)關(guān)閉或開啟各模塊；在設(shè)備層級，推進(jìn)板卡、光模塊、電源、風(fēng)扇等單元的自動休眠技術(shù)；在網(wǎng)絡(luò)層級，推進(jìn)研發(fā)功耗可視化、流量和路徑智能優(yōu)化系統(tǒng)，讓用戶可隨時關(guān)注屬地各網(wǎng)點(diǎn)功耗情況，及時發(fā)現(xiàn)異常點(diǎn)，并為用戶提供功耗優(yōu)化方案。

小結(jié)

隨著5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)加快，示范性業(yè)務(wù)逐步開展，SPN作為5G移動回傳網(wǎng)絡(luò)的創(chuàng)新體系，有力支撐了5G業(yè)務(wù)的發(fā)展。未來，SPN 2.0將從5G承載網(wǎng)絡(luò)向綜合承載網(wǎng)絡(luò)邁進(jìn)，通過小顆粒技術(shù)FGU提供更為靈活精細(xì)的切片連接，并在高效、融合、智能、低碳方面提出一系列演進(jìn)方案和目標(biāo)，將支持更為廣泛和蓬勃發(fā)展的應(yīng)用。