5G承載網網絡切片的相關標準進展

汪俊芳 周箴

5G三大應用場景eMBB、mMTC和uRLLC等新型特性的引入，為5G時代提供了豐富多樣的應用場景，網絡切片是5G最重要的創新技術之一，同時也是滿足5G在各種應用場景的關鍵技術。

網絡切片通過基于網絡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絡（SDN）和網絡功能虛擬化（NFV）之類的技術來創建多個邏輯（虛擬）網絡，每個網絡都針對一組服務或共享同一組要求的特定租戶，在一個共同的網絡上進行定制，網絡切片是可以特定部署的。

因此，需要創建具有增強特性的邏輯（虛擬）網絡，這種邏輯（虛擬）網絡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絡來滿足。另外，租戶可以要求對其邏輯（虛擬）網絡進行某種程度的控制，例如，在網絡切片中的定制服務轉發路徑。

在國際標準方面，3GPP、ETSI、ITU-T、IETF等多個標準組織對網絡切片展開了研究。

國內標準方面，IMT-2020（5G）推進組2017年對5G核心網絡切片場景及關鍵技術展開了研究，在2018年6月發布了《5G承載需求白皮書》。

在數據IP承載網方向，中國信科集團旗下的烽火通信在2017年聯合中國信息通信研究院（以下簡稱“信通院”）成功牽頭立項了研究課題“支持5G承載的IP網絡切片技術研究”，從市場驅動力、應用場景、產業現狀以及技術的角度分析了IP承載網絡的核心關鍵技術，為后續烽火通信在此領域引領行業技術發展奠定了基礎。

從承載網角度看，網絡切片主要依賴于兩個方面的技術，一是轉發平面技術的演進，另一個依賴于管控平面SDN和虛擬化NFV技術的研究進程。

其中，切片轉發平面技術分為IP承載數據平面的切片技術和傳輸TDM承載數據平面切片技術。

對于IP承載網的切片技術，轉發面需要支持L3層VLAN、LSP、PW、L3 VPN、SR的軟管道切片。在國內CCSA TC3工作組，烽火通信在2018年底WG1網絡總結工作組第56次會議上，聯合信通院、運營商和設備商成功牽頭立項了行業標準“IP網絡切片總體架構及技術要求”，此舉奠定了烽火通信在5G IP承載網絡切片解決方案中的主導地位。

在2018年底WG2網絡與業務能力工作組的第40次會議上，烽火通信聯合信通院、運營商和設備商成功牽頭立項了行業標準“路由器設備支持IP網絡切片功能技術要求”，此舉推動了路由器設備提供網絡切片功能的市場成熟，是烽火通信路由設備在數通領域實力領先的一種體現。

對于TDM承載網的切片技術，轉發面需要支持基于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累計提案5G承載相關標準數量和質量均處于領先地位。烽火通信作為主要力量在2018.10ITU-TSG15全會上推進TU-TG.mtn“Interfaces for a metro transport network”和G.709.25-50G“25G and 50G OTN interfaces”立項成功。2018.11OIF，烽火通信推動了“FlexE over 50G E PHY applications and frame format”在OIF立項獲得通過，推進了后續產業的加速發展。

第二個關鍵技術和管控平面技術發展密切相關。SDN和NFV是支持網絡切片的重要技術之一，運營商級企業服務交付的按需應變的加快，是運營商目前必須實現網絡自動化的最大原因。SDN/NFV的技術理念倡導網絡開放化、虛擬化、智能化、融合化。SDN技術的控制轉發分離、集中控制、開放性，實現對網絡鏈路資源的動態、實時調度，并動態適配上層業務。NFV對網絡資源虛擬化、軟硬件解耦、動態創建網元。

SDN相關的標準，CCSA從2008年至今已經立項并完成了一系列標準，包括：“基于SDN的IP RAN網絡技術要求”、“基于SDN的虛擬私有云網絡技術要求”、“基于SDN的城域綜合IP承載網架構”、“基于SDN/NFV的新一代網絡架構總體需求與框架”、“基于SDN的IP RAN網絡信息模型及接口技術要求”、“基于SDN的二層VPN組網場景及需求”、“基于SDN的智能型通信網絡業務編排器研究”等。

NFV的相關標準，CCSA自2013年至今已經完成了一系列相關標準：“NFV管理和編排總體技術要求”、“NFV性能管理技術要求”、“NFV生命周期管理技術要求”、“網絡功能虛擬化編排（NFVO）策略管理”、“NFV配置管理技術要求第1部分：需求”等。

在2018年年底，烽火通信牽頭主導了行業標準“網絡功能虛擬化編排器技術要求-虛擬網絡功能智能化部署”的標準，此舉展示了烽火通信在虛擬網絡智能化部署方面處于行業領先地位。

同時，烽火通信針對5G網絡切片提供了系列產品解決方案。

圖一是烽火通信CiTRANS R8000E系列產品的應用場景，具有靈活組網的特點、智能化程度高、保護能力強、電信級可靠性、支持豐富的IP級服務、提供精細化控制和端到端服務保證，對于5G移動回程傳、IP城域網等IP網絡應用，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型PEOTN智能傳送平臺，廣泛應用于國干、省干、城域核心等各種場景，如圖二所示提供基于物理層波長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務的軟管道切片功能。

CiTRANS 690系列是烽火通信為應對運營商5G承載提供軟切片和硬切片的綜合承載設備，通過采用統一信元交換平臺實現分組功能和光功能進行任意比例的融合，所有分組顆粒及ODU顆粒均通過切片進入統一交換平臺處理，實現全業務全無阻集中交換，支持P&O管道的相互轉換。分組傳送和光傳送的管道既能分別處理，又能相互轉換并端到端部署，實現整網的統一配置、調度、管理、運維。產品設備如圖三所示。

隨著中國科學技術綜合實力的加強，我國CCSA制訂的標準在全球5G標準體系中的重要性也日益增強，烽火通信在5G關鍵技術研究領域的布局體現了烽火與國際標準進程的差距正在逐步縮小，是烽火通信科技實力的體現。