5G承載網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)切片的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)展

汪俊芳 周箴

5G三大應(yīng)用場(chǎng)景eMBB、mMTC和uRLLC等新型特性的引入，為5G時(shí)代提供了豐富多樣的應(yīng)用場(chǎng)景，網(wǎng)絡(luò)切片是5G最重要的創(chuàng)新技術(shù)之一，同時(shí)也是滿足5G在各種應(yīng)用場(chǎng)景的關(guān)鍵技術(shù)。

網(wǎng)絡(luò)切片通過基于網(wǎng)絡(luò)抽象概念的操作方法，提供可編程性、靈活性和模塊性。它需要使用諸如軟件定義網(wǎng)絡(luò)（SDN）和網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化（NFV）之類的技術(shù)來創(chuàng)建多個(gè)邏輯（虛擬）網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)網(wǎng)絡(luò)都針對(duì)一組服務(wù)或共享同一組要求的特定租戶，在一個(gè)共同的網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行定制，網(wǎng)絡(luò)切片是可以特定部署的。

因此，需要?jiǎng)?chuàng)建具有增強(qiáng)特性的邏輯（虛擬）網(wǎng)絡(luò)，這種邏輯（虛擬）網(wǎng)絡(luò)的租戶可能需要一定程度的隔離和性能，這在以前只能通過專用網(wǎng)絡(luò)來滿足。另外，租戶可以要求對(duì)其邏輯（虛擬）網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行某種程度的控制，例如，在網(wǎng)絡(luò)切片中的定制服務(wù)轉(zhuǎn)發(fā)路徑。

在國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)方面，3GPP、ETSI、ITU-T、IETF等多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)組織對(duì)網(wǎng)絡(luò)切片展開了研究。

國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)方面，IMT-2020（5G）推進(jìn)組2017年對(duì)5G核心網(wǎng)絡(luò)切片場(chǎng)景及關(guān)鍵技術(shù)展開了研究，在2018年6月發(fā)布了《5G承載需求白皮書》。

在數(shù)據(jù)IP承載網(wǎng)方向，中國(guó)信科集團(tuán)旗下的烽火通信在2017年聯(lián)合中國(guó)信息通信研究院（以下簡(jiǎn)稱“信通院”）成功牽頭立項(xiàng)了研究課題“支持5G承載的IP網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)研究”，從市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)力、應(yīng)用場(chǎng)景、產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀以及技術(shù)的角度分析了IP承載網(wǎng)絡(luò)的核心關(guān)鍵技術(shù)，為后續(xù)烽火通信在此領(lǐng)域引領(lǐng)行業(yè)技術(shù)發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

從承載網(wǎng)角度看，網(wǎng)絡(luò)切片主要依賴于兩個(gè)方面的技術(shù)，一是轉(zhuǎn)發(fā)平面技術(shù)的演進(jìn)，另一個(gè)依賴于管控平面SDN和虛擬化NFV技術(shù)的研究進(jìn)程。

其中，切片轉(zhuǎn)發(fā)平面技術(shù)分為IP承載數(shù)據(jù)平面的切片技術(shù)和傳輸TDM承載數(shù)據(jù)平面切片技術(shù)。

對(duì)于IP承載網(wǎng)的切片技術(shù)，轉(zhuǎn)發(fā)面需要支持L3層VLAN、LSP、PW、L3 VPN、SR的軟管道切片。在國(guó)內(nèi)CCSA TC3工作組，烽火通信在2018年底WG1網(wǎng)絡(luò)總結(jié)工作組第56次會(huì)議上，聯(lián)合信通院、運(yùn)營(yíng)商和設(shè)備商成功牽頭立項(xiàng)了行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)“IP網(wǎng)絡(luò)切片總體架構(gòu)及技術(shù)要求”，此舉奠定了烽火通信在5G IP承載網(wǎng)絡(luò)切片解決方案中的主導(dǎo)地位。

在2018年底WG2網(wǎng)絡(luò)與業(yè)務(wù)能力工作組的第40次會(huì)議上，烽火通信聯(lián)合信通院、運(yùn)營(yíng)商和設(shè)備商成功牽頭立項(xiàng)了行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)“路由器設(shè)備支持IP網(wǎng)絡(luò)切片功能技術(shù)要求”，此舉推動(dòng)了路由器設(shè)備提供網(wǎng)絡(luò)切片功能的市場(chǎng)成熟，是烽火通信路由設(shè)備在數(shù)通領(lǐng)域?qū)嵙︻I(lǐng)先的一種體現(xiàn)。

對(duì)于TDM承載網(wǎng)的切片技術(shù)，轉(zhuǎn)發(fā)面需要支持基于L0（λ）、L1層（ODUk，VC）硬管道切片，也需要支持基于L2（FlexE、L2 VPN）的軟管道切片。烽火通信在ITU-T累計(jì)提案5G承載相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)量和質(zhì)量均處于領(lǐng)先地位。烽火通信作為主要力量在2018.10ITU-TSG15全會(huì)上推進(jìn)TU-TG.mtn“Interfaces for a metro transport network”和G.709.25-50G“25G and 50G OTN interfaces”立項(xiàng)成功。2018.11OIF，烽火通信推動(dòng)了“FlexE over 50G E PHY applications and frame format”在OIF立項(xiàng)獲得通過，推進(jìn)了后續(xù)產(chǎn)業(yè)的加速發(fā)展。

第二個(gè)關(guān)鍵技術(shù)和管控平面技術(shù)發(fā)展密切相關(guān)。SDN和NFV是支持網(wǎng)絡(luò)切片的重要技術(shù)之一，運(yùn)營(yíng)商級(jí)企業(yè)服務(wù)交付的按需應(yīng)變的加快，是運(yùn)營(yíng)商目前必須實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化的最大原因。SDN/NFV的技術(shù)理念倡導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)開放化、虛擬化、智能化、融合化。SDN技術(shù)的控制轉(zhuǎn)發(fā)分離、集中控制、開放性，實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)鏈路資源的動(dòng)態(tài)、實(shí)時(shí)調(diào)度，并動(dòng)態(tài)適配上層業(yè)務(wù)。NFV對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源虛擬化、軟硬件解耦、動(dòng)態(tài)創(chuàng)建網(wǎng)元。

SDN相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，CCSA從2008年至今已經(jīng)立項(xiàng)并完成了一系列標(biāo)準(zhǔn)，包括：“基于SDN的IP RAN網(wǎng)絡(luò)技術(shù)要求”、“基于SDN的虛擬私有云網(wǎng)絡(luò)技術(shù)要求”、“基于SDN的城域綜合IP承載網(wǎng)架構(gòu)”、“基于SDN/NFV的新一代網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)總體需求與框架”、“基于SDN的IP RAN網(wǎng)絡(luò)信息模型及接口技術(shù)要求”、“基于SDN的二層VPN組網(wǎng)場(chǎng)景及需求”、“基于SDN的智能型通信網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)編排器研究”等。

NFV的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，CCSA自2013年至今已經(jīng)完成了一系列相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)：“NFV管理和編排總體技術(shù)要求”、“NFV性能管理技術(shù)要求”、“NFV生命周期管理技術(shù)要求”、“網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化編排（NFVO）策略管理”、“NFV配置管理技術(shù)要求第1部分：需求”等。

在2018年年底，烽火通信牽頭主導(dǎo)了行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)“網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化編排器技術(shù)要求-虛擬網(wǎng)絡(luò)功能智能化部署”的標(biāo)準(zhǔn)，此舉展示了烽火通信在虛擬網(wǎng)絡(luò)智能化部署方面處于行業(yè)領(lǐng)先地位。

同時(shí)，烽火通信針對(duì)5G網(wǎng)絡(luò)切片提供了系列產(chǎn)品解決方案。

圖一是烽火通信CiTRANS R8000E系列產(chǎn)品的應(yīng)用場(chǎng)景，具有靈活組網(wǎng)的特點(diǎn)、智能化程度高、保護(hù)能力強(qiáng)、電信級(jí)可靠性、支持豐富的IP級(jí)服務(wù)、提供精細(xì)化控制和端到端服務(wù)保證，對(duì)于5G移動(dòng)回程傳、IP城域網(wǎng)等IP網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，提供MPLS/BGP L2 VPN、L3 VPN、SR、EVPN、VPN+等軟切片能力。

Fonst6000系列是超大容量分組增強(qiáng)型PEOTN智能傳送平臺(tái)，廣泛應(yīng)用于國(guó)干、省干、城域核心等各種場(chǎng)景，如圖二所示提供基于物理層波長(zhǎng)λ、電層ODUk，VC的硬管道切片，也支持基于L2（FlexE、L2VPN）的多種類型大顆粒業(yè)務(wù)的軟管道切片功能。

CiTRANS 690系列是烽火通信為應(yīng)對(duì)運(yùn)營(yíng)商5G承載提供軟切片和硬切片的綜合承載設(shè)備，通過采用統(tǒng)一信元交換平臺(tái)實(shí)現(xiàn)分組功能和光功能進(jìn)行任意比例的融合，所有分組顆粒及ODU顆粒均通過切片進(jìn)入統(tǒng)一交換平臺(tái)處理，實(shí)現(xiàn)全業(yè)務(wù)全無阻集中交換，支持P&O管道的相互轉(zhuǎn)換。分組傳送和光傳送的管道既能分別處理，又能相互轉(zhuǎn)換并端到端部署，實(shí)現(xiàn)整網(wǎng)的統(tǒng)一配置、調(diào)度、管理、運(yùn)維。產(chǎn)品設(shè)備如圖三所示。

隨著中國(guó)科學(xué)技術(shù)綜合實(shí)力的加強(qiáng)，我國(guó)CCSA制訂的標(biāo)準(zhǔn)在全球5G標(biāo)準(zhǔn)體系中的重要性也日益增強(qiáng)，烽火通信在5G關(guān)鍵技術(shù)研究領(lǐng)域的布局體現(xiàn)了烽火與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)程的差距正在逐步縮小，是烽火通信科技實(shí)力的體現(xiàn)。