切片分组网(SPN)技术进展（通信技术）

切片分组网（SPN）技术进展目录2SPN架构及关键技术25G传输的技术需求1SPN近期进展及展望35G新场景给传输网带新挑战eMBBuRLLCmMTC5G新场景对传输带来的挑战业务要求变化带宽320M->10Gbps/单站时延10ms->1ms

单向时延同步1.5us->400ns

时间同步切片支持不同业务类型不同属性5G传输网的基础资源、架构、带宽、时延、同步等需求发生很大变化，需要重构3组网架构变化5GRAN:CU/DU分离5GCore：云化核心网，UPF下沉MEC部署网元设备之间的联接变为云之间的互联组网，需统一承载，灵活连接基础资源要求变化光纤：站址密度高，末端光纤压力大机房：新增设备多，机房空间、供电、散热等要求高SPN新传输平面技术构想面向PTN演进升级、及互通及4G与5G业务互操作，需前向兼容现网PTN功能面向大带宽和灵活转发需求，需进行多层资源协同，需同时融合L0~L3能力针对超低时延及垂直行业，需支持软、硬隔离切片，需融合TDM和分组交换MSTP增强以太网MPLS/PWE3EthernetIPSDH以太网OAM及保护，提高可扩展性(QinQ)以太网接口、GFP、虚级联面向连接、QoS保证支持多业务Layer1ITU-TLayer2IEEELayer3IETFOTNPTNPOTNIPRANLayer0ITU-TWDM开销提供OAM和保护、标准帧结构支持子波长调度SlicingEth切片分组网（SPN）SegmentRouting源地址路由融合L0~L3技术引入新交叉机制5目录

SPN架构及关键技术2架构：融合L0~L3功能传输层：以太网光接口通道层：轻量级TDM分组层：SDNL3组大网管控面：SDN切片管理6架构：SPN融合L0~L3多层功能OIFFlexE接口技术分组隧道（SR-TP）动态L3VPNSlicingEthernet(SE)DWDM+简化ROADMSPL(SlicingPacketLayer)SCL(SlicingChannelLayer)STL(SlicingTransportLayer)分组层通道层传送层MAC静态L2/L3VPN分组隧道MPLS-TP超高精度时间及频率同步技术管控一体SDN切片控制平面802.3以太网物理层图例：继承PTN功能

SPN新增功能设备形态为光电一体的融合设备，通过SDN架构能够实现城域内多业务承载需求L2&L3：分组层保证网络灵活连接能力,

灵活支持MPLS-TP，SR等分组转发机制L1：通道层实现轻量级TDM交叉，支持基于66b定长块TDM交换，提供分组网络硬切片L0：传送层实现光接口以太网化，接入PAM4灰光模块，核心汇聚相干以太网彩光DWDM组网传送层：以太化光层接口需求50GE（25GPAM4）50GE200GE400GE1*ƛ4*ƛ8*ƛ前传需求：光纤直驱为主，需要大芯数光纤，关注25GEBIDI模块中/回传(小城市)：可采用端到端灰光以太组网，基于50GEPAM4*N中/回传(大、中型城市）：业务密集，接入以太灰光，汇聚/核心DWDM彩光组网

面向城域的相干以太网彩光模块400GZR200GZR100GZR组网方案接口技术灰光以太网模块需求彩光以太网模块需求核心层汇聚层接入层DU+MECDUDUDUSPN10G/25GCPRI/eCPRI3G/4G/5GRRU/AAU10G/25GCPRI/eCPRI前传3G/4G/5GRRU/AAU可采用单纤双向连接方式，减少前传、回传接入层面光纤消耗，同时保持时间同步高性能传递（避免光纤长度非对称引入的误差）支持5G传输，OLT上联，大颗粒集客业务等综合业务承载。距离

：2km10km40km距离

：80km120km传送层：直调灰光以太网接口技术进展光层和电层主要组件可和25G深度共享，电层增加PAM4实现带宽翻倍，光层保持单通道的最简实现方案50/200/400GE均基于56GPAM4技术和生态系统，10km以下可用DML，40km需要用EMLDriverTOSALDPDTIAROSADriverTOSALDPDTIAROSAPAM4（DSP）PAM225GE50GE/200GE/400GE基于PAM4的以太网50GE/200GE/400GE系列标准快速发展，满足10km/40km主流需求。50GE：802.3cd10km完成标准制定，40km已立项200GE/400GE：802.3bs10km完成标准制定，40km已立项传送层：相干彩光以太网接口技术进展彩光以太网DWDM实现城域光互联以太网彩光模块标准情况：IEEE和OIF均启动以太DWDM标准制定，需促进标准一致性。OIF：400GZR标准目前制定中，预计2019Q1发布IEEE：100GEDWDM80km和400GEDWDM80km已立项相对于干线长距80波2000~3000km的传输指标，城域网100G/400G彩光波长数量初期仅为10~20波，无电中继传输距离一般在100km以内，可适当放松OSNR指标。硅光新发展：具备集成度高、低功耗的硅光技术可以在城域100GE/400GE彩光领域规模部署。CFP2400GEZR相干光模块

FlexE64/66b64/66bClientClient接口接口特点1：子接口特点2：信道化隔离FlexE64/66b64/66bClientClient接口接口特点2：端口捆绑FlexEoverWDM组网FlexE支持通过多个接口绑定提供超过接口速率的带宽，比如4个100GE接口绑定能够提供1个400G带宽的管道；FlexE+DWDM不但提供单纤大带宽能力，同时结合DWDM波道灵活增加按需平滑扩带宽；FlexE同时支持以n*5G带宽进行子接口信道化，满足网络切片物理隔离；100GE-->超100GE5G----->n*5GFlexEClientClient5G----->n*5GDWDM100GE100GE100GE100G->400G->800GFlexE与DWDM技术融合FlexE与DWDM融合，能够实现带宽的灵活扩展和分割传送层：DWDM彩光以太网接口与FlexE融合传送层：一体化光层技术架构OSCOSCUNI接口UNI接口东向西向OAOADOADOAAccessAggregationCore架构方面：城域网WDM的光方向通常方向数较少（多数需求为2方向），可以使用高集成度的OBA/OPA/VOA+4波上下的FOADM或ROADM，需研究这些器件可以集成到1块单板上，直接插到SPN子架中，实现SPNDWDM一体化解决方案；光层需定义基于以太网的DWDM接口标准及ROADM方案融合交换架构：采用以太网自身的64/66bit定长块作为TDM交换颗粒，将分组交换与TDM巧妙融合一体，封装上不用引入新的封装结构，向下兼容原生以太网模块产业链，向上兼容IP层所有协议栈统一信元交叉：采用统一信元交叉单元，实现了分组与TDM共享交换空间，硬件上不用额外的交换容量分组交换66bitBlock交叉FlexEShimETHPhyETHPhyETHPhy……传送层：完全兼容标准以太网，通过FlexE实现链路绑定、通道化、子速率划分分组层：进行报文处理及分组交换，兼容Mac层、IP层所有协议栈及QoS处理通道层：基于64/66bitBlock实现TDM硬隔离交叉，及端到端OAM，无需额外封装P3P2P1P3P2P1P3P2P1stream0stream1stream2帧校验及OAM分组与TDM统一信元交换单元统计复用时分复用通道层：引入轻量级的TDM基本机制：占用以太网报文之间的IDLE码块带宽，采用替换IDLE码的方式插入OAM信息。OAM表示：SPNChannel层OAM消息块使用以太网0x4B控制码块内的O代码区分。通道层：基于IDEL块的OAM机制

IDLEs(PPM)PacketLength(BYTE)2604ppmpreambleSFDFramedataS6B1BT1BPacketLength11B1BIPGS0BlockT0BlockDataBlockIDLEBlockIDLEBugget=2604–以太网频偏容忍–AM占用–FlexE开销占用=2604-200-61-49=2294ppm理论依据：以太网在最差情况下依然有超过2000ppm抖动的容忍能力，可以用于进行OAM信息传递。分组层：SR-TP面向传输扩展SR-TP扩展：在SR-TE隧道技术上，增加面向连接的PathSegment，引入双向隧道功能和端到端保护功能，兼容MPLS-TPＯＡＭ机制有利于提升网络的运维效率，将SR改造成向电信级传输的源路由隧道技术PathSegment机制：通过在SR-TE邻接标签的栈底增加一层标志源与宿之间唯一的业务连接的PathSID，实现端到端电信级保障PPE(源)PE(宿)SR-TP隧道转发路径ETHHeaderAdjLabelStackPathSIDPayload宿向源分配本地PathSIDPathSID标签分配方案：路径标签由宿节点向源节点分配；源宿设备间采用本地标签，修改MPLSLabel格式汇聚核心接入骨干汇聚核心分组层：分组业务端到端组网

基础规划IGPAreaVPN部署SDNBasedL3VPNSDNBasedL3VPN隧道部署SR-TPSR-BESR-TP业务检测SR-TPOAMTWAMPVPNFRRSR-TPAPS1:1+SDN重路由SR-TPAPS1:1+SDN重路由SR-BETi-LFA业务保护业务流向eX2S1IGPAreaSR-BESR-TPOAMVPNFRRSR-BETi-LFA汇聚核心接入骨干汇聚核心网络拓扑状态实时感知(IS-IS)业务路径实时决策(集中控制器)算路结果实时下发(PCEP)实时闭环控制SR-TE链路拓扑数据库集中算路隧道路径数据库Controller12网络拓扑状态实时反馈(BGP-LS)34APP/OSS管控面：SPN控制面方案考虑SPN选用业界主流的IS-IS(网路状态感知)、BGP-LS(网络状态反馈)、PCEP(算路结果下发)控制协议相互配合，实现业务路径实时闭环控制功能要求：SPN除继承PTN运维和电信级保护优势外，通过SDN集中控制面增强业务动态能力设计思路：“管控一体，集中为主，分布为辅“，实时闭环控制，控制面由设备侧轻量级控制功能和控制器集中化控制功能共同构成L1：TDM隔离L2VPNL3VPNuRLLCmMTC政企专线eMBBInternet高可靠性时延敏感大带宽普通可靠性时延不敏感软隔离软隔离SPN网络切片呈现SPN控制器ONAP无线VNFC核心网VNFC

SDN-ONE1NE2NE3NE4NE5NE6NE7NE8SPN物理网络视图mMTCuRLLC切片子网管控SPN网络切片管控：通过管控融合SDN平台，实现对网元物理资源，如转发、计算、存储等资源，进行逻辑抽象和虚拟化形成虚拟资源，并按需组织形成虚拟网络，呈现“一个物理网络、多种组网架构”的网络形态管控面：集中控制器管控网络切片目录18SPN架构及关键技术25G传输的技术需求1SPN近期进展及展望3SPN试点组网方案综合接入机房/基站机房普通汇聚机房回传/中传核心机楼前传D-RAN骨干汇聚机房汇聚层核心层CU/MEC模式二：采用裸纤传输模式一：采用前传SPN彩光传输C-RAN基站基站机房基站机房综合接入机房基站接入层接入层CU/ME