中兴通讯SPN云网融合切片方案

责任编辑:温石峰 2021.12.31 09:13 来源:通信世界全媒体

中兴通讯SPN云网融合切片方案

一、方案介绍

云网业务主要包括入云业务、云边业务以及边边业务等,因各类业务质量保证要求不同,需要承载网络提供差异化切片承载能力。随着5G向垂直行业的全面渗透,云网融合对“网”的需求包括:便捷入云,灵活连接,差异化SLA保障,精准带宽和时延控制等要素。SPN(切片分组网络)方案很好的满足了云网融合的承载需求,通过开放的北向接口,满足云网业务跨域端到端编排需求;通过源路由SR-TP技术满足灵活连接要求;通过FlexE/FGU硬切片,QOS保障机制,区分优先级的Diffserv服务等技术,满足不同类型云网切片业务的差异化SLA需求,其中FGU小颗粒硬管道带宽可支持N*10M,可以提供安全隔离、带宽时延保证和零丢包可靠性网络性能保证,满足尊享生产控制类云网业务的承载需求。

二、技术原理

SPN采用管控融合的OMC系统,在OMC系统内置SPN网络控制器,通过OMC北向接口开放业务创建、删除、修改,以及关键性能监控信息,以满足云网业务全生命周期的管理要求。考虑到城域SPN存在多厂家组网场景,应采用跨域控制器完成城域SPN网络的跨域业务编排,再通过云网业务编排器实现端到端跨专业的云网业务编排,其整体架构如图1所示。

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图1  云网业务端到端编排架构

在5G回传场景下,SPN与基站/核心网的连接关系和IP地址均较为稳定,采用静态L3VPN即可满足业务部署需求。而在云网业务场景下,由于用户访问的云服务应用存在随需创建、虚机迁移、弹性扩缩容、备份容灾等场景,SPN中引入动态L3VPN来支撑这些灵活多样的场景。

SPN通过统计复用、软隔离、硬隔离等多种带宽控制技术,提供灵活的切片部署能力。典型地,在SPN网络中采用硬隔离技术把网络划分为三个资源切片,如下表1:

表1  SPN网络资源切片部署方案

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上述不同资源切片之间严格硬隔离的前提下,每个资源切片采用了不同的带宽控制技术,其中共享大网切片和集客共享切片可采用现有的成熟Qos调度机制实现切片内不同业务之间的调度,而集客独享切片则采用FGU小颗粒技术,进一步实现切片内不同业务之间的严格硬隔离,云网业务通常按用户的SLA需求,特别是对安全性和隔离性的要求,选择在对应的资源切片内进行部署。

垂直行业有大量生产和控制类业务应用,对网络的硬隔离和确定性业务有需求,这些业务的带宽颗粒普遍较小,在M级别,本项目创新性引入了以太网 FGU(Fine Granularity Unit)小颗粒技术,在FlexE  5G时隙上进一步进行硬切片,将5G颗粒中的码块组织为包含24个时隙的细粒度基本单元帧FGU(Fine Granularity Unit),再由20个FGU构成一个复帧,使得一个5G颗粒包含480个10M小颗粒时隙,根据实际应用业务带宽需求,可按需为其分配N个10M小颗粒时隙,并支持小颗粒时隙交叉、保护倒换、无损带宽调整等机制,可以为垂直行业/政企专线/入云专线提供高可靠和高安全隔离的小颗粒端到端硬管道。

三、应用情况

通过结合北京矿大园区业务,全面验证了SPN的云网切片业务承载能力。现网部署SPN软硬切片,通过提供集客独享切片,集客共享切片和共享大网切片,集客独享切片满足生产控制类的云网切片业务需求,同时通过端到端切片管理系统与网络控制器的北向接口对接,实现云网业务自动化下发,实现了业务的快速开通部署和智能运维。

本方案通过SPN基于切片技术承载5G和云网融合业务,如下图2。

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图2  应用框架图

SPN承载5G基站业务,TOC业务通过SPN大网传输,本方案重点阐述面向矿大云网业务,业务根据传输质量保证要求主要分为三类:一、雷达扫描机器人业务,雷达扫描机器人在移动中采集地面/地下数据,上传到矿大服务器,矿大服务器部署在边缘云,确保数据不出园区,矿大服务器对原始数据进行预处理和分析后,将数据同步到移动云,授权用户可随时随地接入移动云访问分析后的数据,数据的安全隔离性要求较高,实时处理要求高;二、视频/GPS/里程计/陀螺仪业务,摄像机/GPS/里程计/陀螺仪采集数据后上传到矿大服务器,矿大服务器对原始数据进行预处理和分析后,将数据同步取移动云,授权用户可随时随地接入移动云访问分析后的数据,此类数据的安全隔离性要求一般;三、云边协同业务,边缘云处理后的数据进行结构化处理和过滤后同步到移动云,边缘云数据不提供外部用户访问,移动云将数据开放给授权用户访问,不同数据的安全隔离性要求有区分。

本案例采用SC(跨域控制器)通过OMC(承载管控系统)北向接口实现云网融合业务SPN承载配置,包括不同网络切片内的云网融合业务配置,跨域L2VPN/L3VPN开通,调整,和业务删除等;通过SPN集客独享切片承载雷达扫描机器人业务,基于集客独享切片的从矿大基站---矿大边缘云、天通苑营业厅基站---矿大边缘云的雷达扫描机器人业务,为雷达扫描机器人业务提供FGU(可提供最小10Mbps硬隔离带宽)超低时延抖动通道,不受网络拥塞影响,确保业务安全和硬隔离;通过SPN大网切片承载视频/GPS/里程计/陀螺仪业务,基于集客共享切片的从天通苑营业厅基站---矿大边缘云的视频/GPS/里程计/陀螺仪业务,为视频/GPS/里程计/陀螺仪业务提供有带宽保障的集客业务通道;通过SPN集客独享切片传输边缘云到移动云业务,基于集客独享切片承载边缘云到移动云业务,保障业务的安全和硬隔离,并且集客独享切片通过小颗粒FGU通道1:1保护,SPN的独享切片FGU小颗粒通道带宽实现灵活调整而不损失业务。

四、应用效果

通过SPN切片技术为云网业务提供高安全隔离的传输通道,满足不同云网业务的SLA保障要求:SPN网络通过管控OMC北向接口提供网络能力开放,配合NSMF/SC实现切片业务的生命周期管理,灵活指定承载业务的切片;SPN单物理网络部署共享大网切片、集客共享切片、集客独享切片,为5G和云网业务提供不同的SLA和隔离能力;在集客独享切片内采用的小颗粒管道具有硬隔离特点,能够避免业务之间相互影响,满足生产控制类客户应用要求;小颗粒管道支持无损带宽调整,满足高价值客户对业务的高可靠性要求;L2VPN业务已具备采用SR-TP承载的能力,从而能够在L2专线上提供重路由能力,物理路由可达情况下业务永久在线,提升业务安全性;L2VPN/L3VPN均可部署InBand OAM功能,为ToC/ToB/集客业务提供精准监控能力,精准业务感知能力保障业务传输质量。

五、客户评价

中兴通讯协助中国移动现网首家完成SPN软硬切片承载云网业务北京试点,测试结果达到预期,得到中移研究院和北京移动的赞誉。

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