SPN网络垂直行业承载策略分析

SPN网络垂直行业承载策略分析

刘丽彩1,林浩2

1中国移动通信集团河北有限公司沧州分公司   061000

2中国移动通信集团设计院有限公司河北分公司 050000

摘要：相比4G网络，5G网络具备大带宽、低时延、高可靠的网络架构，端到端的网络切片能力，可以为垂直行业的快速发展提供了有力支撑，垂直行业应用具备极大的发展潜力，将成为运营商利润的重要构成。SPN网络作为5G承载网络，不仅需要满足个人业务需求，同时垂直行业承载能力。文章从5G垂直行业产业发展、行业需求出发，提出了SPN网络切片方案和云网融合方案，为垂直行业的高质量承载，提供了技术储备。

关键词：垂直行业、SPN切片、云网融合

前言

2019年6月，5G牌照正式颁发给4家运营企业，标志着我国正式进入5G商用时代。面向未来中国移动进一步明确了四大市场，C（移动市场）、H（家庭市场）、B（政企市场）、N（新兴市场），CHBN“四轮”全向发力。同时将通过“5G+”计划，推进5G+4G协同发展、5G+AICDE（人工智能、物联网、云计算、大数据、边缘计算）融合创新、5G+Ecology生态共建，从而实现5G+X的应用延展。

1.垂直行业需求分析

1.1 产业发展趋势研判

5G建网初期，考虑5G网络巨大的发展潜力，以无人驾驶、远程控制、VR/AR、监控视频、智能制造等垂直行业初步探索。2020年在5G工业互联领域，中国移动协同各合作伙伴，已形成部分具有前瞻性的典型应用案例。

（1）在工业互联领域，山东移动携手浪潮集团，通过5G网络大带宽、低时延、高可靠的网络特性，协同浪潮集团在互联网领域和边缘计算领域极强的研发能力，以浪潮智能工厂为试点，实现生产、运行管理智能化建设。项目的实施，提高了生产效率和运营效率，资源利用率和工厂产能均大幅度提升。智能管理系统的24小时运行，有效节省了人工成本，降低了生产安全风险。

（2）在矿山应用领域，内蒙古移动联合包钢集团，首次依靠5G网络将无人驾驶应用到矿山生产领域。将智能生产、管控平台与无人驾驶矿车联动，基于车路整体定位，完成车辆远程操控、精准停靠和自动避险，提升在复杂生产环境下的生产效率，降低作业风险。

随着5G网络覆盖范围的不断扩大，行业应用需求将从大带宽业务向大带宽+低时延业务发展，应用规模将由典型应用向规模应用演进。据OMDIA预测，2022年以后，5G垂直行业将迎来爆发式增长。

（1）无线网络代替传统光缆网，优化电网、视频监控等需要大规模覆盖场景承载方案，降低专线接入建设成本。

（2）5G网络替换4G覆盖，增强移动接入网络能力，为移动执法、移动医疗、无人机应用等移动接入场景，提供大带宽、低时延网络覆盖。

（3）对于矿山、港口等企业园区等，综合考虑网络覆盖与核心网MEC下沉需求，支持工业领域低时延、高可靠性业务发展。

1.2垂直行业需求分析

2020年7月，国际标准化组织3GPP宣布5G标准第二版规范Re-lease16冻结，这也意味着主要针对uRLLC及mMTC垂直行业应用的国际标准正式完成。面向未来R17标准有望在2021年下半年冻结，R17将增加可穿戴设备和更高网络性能的规范。5G行业规范将逐步完善。

R16版本定义了uRLLC类业务各种场景下时延、带宽、可靠性等网络指标。

2.SPN网络承载思路分析

综合考虑垂直行业的各类需求，为了更好地承载各类业务，SPN网络需具备端到端网络切片和云网融合能力，其中端到端网络切片可以根据为政企业务的重要性和切片需求的必要性，为政企业务的单独切片，提供高质量承载；云网融合是未来发展趋势，且在向多云化发展，SPN网络由于引入SR-TP、端到端L3VPN技术，在灵活入云、入多云场景中有先天优势。

2.1 SPN网络切片方案

2.1.1 SPN网络切片实现

5G端到端网络切片是指将网络资源灵活分配，按需组网，基于5G网络虚拟出多个具有不同特点且互相隔离的逻辑子网，每个端到端网络切片均由终端设备、无线网、传输网、核心网子切片组合而成，并通过端到端切片管理系统进行统一的管理。

SPN网络切片主要基于虚拟化技术将物理网络中的设备端口、节点、传输链路的等物理资源虚拟化，切分出逻辑上相互独立的虚拟传输子网，不同虚拟子网之间能够独立运维，独立进行管理、控制和转发从而实现不同切片之间的隔离。

2.1.2 SPN网络切片规划

依据业务承载特点和行业需求，可将SPN网络切片分为四类。

（1）5G个人用户切片：主要承载5G个人用户，保障用户大带宽业务需求，可以使用感受到到5G网络带来极速上网体验。

（2）5G垂直行业切片：按照行业特点和覆盖要求，提供切片业务，可采用L3到边缘技术亦可采用L2+L3承载模式。可根据行业需求按需扩展切片。

（3）5G政企专网切片：根据企业特点，提供不同的切片服务，如中小企业组网专线、互联网专线、党政军高价值专线等。

（4）核心网专用切片：采用L3VPN技术，承载MEC、UPF间互联，为核心网提供专用切片，提高网络的安全性。

为提高网络承载效率，提升利用率，在切片规划过程中，一个5G 垂直行业业务基于不同SLA要求，可划分不同的子业务，每个子业务拥有一个独立VPN，多个子业务VPN可归属一个SPN切片，同时为不同VPN设置隧道保障带宽。

2.2 SPN网络云网融合方案

云网融合已成为运营商网络演进的重要趋势，以数据中心为核心的融合组网方案，简化了传统网络架构，减少了网络层级，可以实现业务功能的虚拟化和业务网元的云化部署，同时基于SDN技术的编排器、控制器以及云管理平台多系统协同工作，极大的匹配了云业务自动开通、按需调整、线上控制等需求。

2.2.1 SPN云网融合架构

通过引入云网编排器，实现SPN控制器、云专网控制器、云专网管理平台的统一管控，同时打通O域/B域，将部分管理、调配能力下发给客户，打造云网融合的SPN智能专线网络架构，实现政企一体化服务。

基于云网融合的SPN智能专线网络，具有以下优势：

（1）无线网络与有线网络融合，共享SPN网络切片资源，提高承载质量；同时可基于SLA选择差异化接入方案，既满足客户服务需求又提升存量网络资源利用率。

（2）通过SPN网络云互联的方式，打通承载链路，做到“一次建网、多云服务”，实现移动云、边缘云、行业云的多云联通。

（3）采用云网编排器，可满足智能管控、业务敏捷发放、用户自助服务等。可同时实现CPE即插即用，即换即通，业务免配置快速开通；跨域自动发放，分钟级上线。

2.2.2 SPN云专线承载方案

SPN云专线承载采用分层架构设计，灵活易扩展；同时将云专网与大网业务互相隔离不受影响，业务稳定安全；网PE和云PE分设，进一步提升网络安全性。可满足未来云网业务长期演进，云PE统一接入轻松实现云联接。

对于组网专线，城域内通过SPN网络实现端到端承载；对于跨城域的专网业务，采用分段承载方案，通过省干网络进行调度。对于上云专线，省内上云按照城域内使用SPN网络与云骨干对接，打通网络，实现业务承载；跨省上云专线，依次使用城域SPN网络、省干网络、集团云骨干网络进行端到端业务承载。

2.3 小结

SPN网络切片方案和云网融合方案，是满足垂直行业承载的重要方式。切片方案根据行业需求，为客户提供合理的网络切片方案，提高网络承载效率和提升客户感知。云网融合方案，将网络与云端结合，建设端到端的直达链路，充分利用云端强大的处理能力，为企业提供云上服务。

4 结论

4G时代，在国家提速降费政策的引导下，运营商通过推出不限量套餐来引流资费，随着用户月均流量快速增长，网络压力越来越大，网络扩容与运营收入严重不符。面向未来，以行业需求为出发点，通过SPN网络切片与云网融合，提升SPN网络承载能力和承载效率，打造高质量承载网络，满足垂直行业差异化业务需求。

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