深度-中国移动-SPN小颗粒技术白皮书-2021.6-28页_2mb

报告摘要

中国移动 SPN 小颗粒技术白皮书总结

核心内容

中国移动提出的SPN（Slicing Packet Network）小颗粒技术（FGU，Fine Granularity Unit）旨在满足5G+垂直行业及政企专线业务对高隔离性、高安全性、灵活带宽和确定性低时延的承载需求。该技术将硬切片的颗粒度从5Gbps细化为10Mbps，以提供更精细化、低成本、高可靠的小颗粒承载管道。

主要观点

SPN小颗粒技术是5G承载网络向更细粒度发展的重要方向，支持端到端硬隔离和灵活带宽调整。
FGU技术通过时隙复用和隔离机制，实现了严格的安全性和低时延性能，满足了智能电网、智慧港口、智慧医疗、智慧铁路等场景的多样化需求。
专线业务（如政务、金融、大企业）对带宽、隔离性、安全性和可靠性的要求较高，SPN小颗粒技术可为这些场景提供定制化的承载解决方案。
与现有承载技术相比，SPN小颗粒技术具备更高的带宽利用率、更灵活的带宽调整能力，以及更全面的OAM功能。

关键信息

5G+垂直行业应用场景与需求

5G+智能电网：
- 业务分类：生产控制类I区、生产非控制类II区、生产信息类III区、信息管理类IV区。
- 带宽需求：10kbps~20Mbps。
- 时延要求：≤15ms~≤200ms。
- 可靠性要求：99.9%~99.999%。
- 需求特征：小带宽、硬隔离、高安全、高可靠性。
5G+智慧港口：
- 典型业务：吊车/吊桥远程控制、集卡远程驾驶。
- 带宽需求：50kbps~200Mbps。
- 时延要求：≤18ms~≤50ms。
- 可靠性要求：99.9%~99.999%。
- 需求特征：小带宽、确定性低时延、高可靠、高安全。
5G+智慧医疗：
- 典型业务：远程操控、远程医疗监测、远程会诊。
- 带宽需求：200kbps~30Mbps。
- 时延要求：≤20ms~≤200ms。
- 可靠性要求：99.9%~99.999%。
- 需求特征：小带宽、确定性低时延、高可靠、高安全。
5G+智慧铁路：
- 典型业务：无线调度语音、无线数据、无线视频。
- 带宽需求：10kbps~20Mbps。
- 时延要求：≤100ms。
- 可靠性要求：99.9%~99.999%。
- 需求特征：小带宽、确定性低时延、高可靠、高安全。

专线业务应用场景与需求

政务专线：
- 带宽需求：10Mbps~2Gbps。
- 时延要求：10ms~20ms。
- 可靠性要求：≥99.99%。
- 需求特征：硬隔离、高安全、高可靠。
金融专线：
- 带宽需求：100Mbps~10Gbps。
- 时延要求：<10ms。
- 可靠性要求：≥99.99%。
- 带宽无损调整需求：是。
- 需求特征：硬隔离、高安全、高可靠、带宽无损调整。
大企业专线：
- 带宽需求：100Mbps~10Gbps。
- 时延要求：10ms~100ms。
- 可靠性要求：≥99.9%。
- 需求特征：硬隔离、高安全、高可靠。

SPN小颗粒技术优势

带宽精细化：支持10Mbps粒度的带宽分配，实现灵活的N×10Mbps带宽配置。
时隙复用与隔离：采用TDM机制，实现端到端硬隔离，保障确定性低时延和低抖动。
OAM功能：提供端到端连通性检测、误码检测、时延测量、保护倒换等功能，支持源宿节点检测和中间节点非介入监控。
带宽无损调整：支持在业务正常传输时对带宽进行无损调整，提升资源利用率和灵活性。
时隙分配机制：通过管控层集中分配和规划，实现最优路径和时隙交叉关系，支持多种策略如最短跳数、最低时延等。

技术架构与方案

SPN小颗粒技术架构：
- 包括切片分组层（SPL）、切片通道层（SCL）、切片传送层（STL）。
- 支持FGU层，可承载于MTN通道层或以太网物理层，实现灵活部署。
- 采用10GE以太网物理层接口，支持小颗粒业务下沉至CPE设备。
FGU帧结构：
- 每个FGU基本帧包含197个66B码块，其中195个为数据码块，1个为结束码块（T7）。
- 每个子时隙（Sub-Slot）为65字节，可承载8个65bit码块。
- 带宽利用率接近97%，显著优于传统技术。
OAM方案：
- 分为固定参考周期OAM、事件触发OAM和按需OAM。
- 支持多种OAM功能，如连通性检测、时延测量、保护倒换等。
- 通过66B控制码块承载OAM信息，实现端到端监测与保护。
带宽无损调整方案：
- 支持带宽增大和减小两种方式，通过相邻节点间的开销信息完成协商调整。
- 调整过程分为源到宿的正向调整和宿到源的反向调整，保障业务无损。
时隙分配方案：
- 管控层集中分配时隙资源，支持多种分配策略如最短跳数、最低时延。
- 与SPN通道的5Gbps颗粒时隙分配结合，提升设备处理效率。

网络应用展望

5G+垂直行业部署方案：
- 智能电网：通过FGU硬隔离实现I/II区业务隔离，结合VPN实现III/IV区逻辑隔离。
- 智慧港口：通过FGU硬隔离承载远程操控类业务，通过VPN承载视频监控类业务。
政企专线部署方案：
- 通过FGU硬隔离承载高安全、高可靠专线业务，如党政军、金融客户专线。
- 通过MTN接口分组切片承载无硬隔离需求的企业专线，实现差异化服务。