5G承载网网络切片的相关标准进展

汪俊芳 周箴

5G三大应用场景eMBB、mMTC和uRLLC等新型特性的引入，为5G时代提供了丰富多样的应用场景，网络切片是5G最重要的创新技术之一，同时也是满足5G在各种应用场景的关键技术。

网络切片通过基于网络抽象概念的操作方法，提供可编程性、灵活性和模块性。它需要使用诸如软件定义网络（SDN）和网络功能虚拟化（NFV）之类的技术来创建多个逻辑（虚拟）网络，每个网络都针对一组服务或共享同一组要求的特定租户，在一个共同的网络上进行定制，网络切片是可以特定部署的。

因此，需要创建具有增强特性的逻辑（虚拟）网络，这种逻辑（虚拟）网络的租户可能需要一定程度的隔离和性能，这在以前只能通过专用网络来满足。另外，租户可以要求对其逻辑（虚拟）网络进行某种程度的控制，例如，在网络切片中的定制服务转发路径。

在国际标准方面，3GPP、ETSI、ITU-T、IETF等多个标准组织对网络切片展开了研究。

国内标准方面，IMT-2020（5G）推进组2017年对5G核心网络切片场景及关键技术展开了研究，在2018年6月发布了《5G承载需求白皮书》。

在数据IP承载网方向，中国信科集团旗下的烽火通信在2017年联合中国信息通信研究院（以下简称“信通院”）成功牵头立项了研究课题“支持5G承载的IP网络切片技术研究”，从市场驱动力、应用场景、产业现状以及技术的角度分析了IP承载网络的核心关键技术，为后续烽火通信在此领域引领行业技术发展奠定了基础。

从承载网角度看，网络切片主要依赖于两个方面的技术，一是转发平面技术的演进，另一个依赖于管控平面SDN和虚拟化NFV技术的研究进程。

其中，切片转发平面技术分为IP承载数据平面的切片技术和传输TDM承载数据平面切片技术。

对于IP承载网的切片技术，转发面需要支持L3层VLAN、LSP、PW、L3 VPN、SR的软管道切片。在国内CCSA TC3工作组，烽火通信在2018年底WG1网络总结工作组第56次会议上，联合信通院、运营商和设备商成功牵头立项了行业标准“IP网络切片总体架构及技术要求”，此举奠定了烽火通信在5G IP承载网络切片解决方案中的主导地位。

在2018年底WG2網络与业务能力工作组的第40次会议上，烽火通信联合信通院、运营商和设备商成功牵头立项了行业标准“路由器设备支持IP网络切片功能技术要求”，此举推动了路由器设备提供网络切片功能的市场成熟，是烽火通信路由设备在数通领域实力领先的一种体现。

对于TDM承载网的切片技术，转发面需要支持基于L0（λ）、L1层（ODUk，VC）硬管道切片，也需要支持基于L2（FlexE、L2 VPN）的软管道切片。烽火通信在ITU-T累计提案5G承载相关标准数量和质量均处于领先地位。烽火通信作为主要力量在2018.10ITU-TSG15全会上推进TU-TG.mtn“Interfaces for a metro transport network”和G.709.25-50G“25G and 50G OTN interfaces”立项成功。2018.11OIF，烽火通信推动了“FlexE over 50G E PHY applications and frame format”在OIF立项获得通过，推进了后续产业的加速发展。

第二个关键技术和管控平面技术发展密切相关。SDN和NFV是支持网络切片的重要技术之一，运营商级企业服务交付的按需应变的加快，是运营商目前必须实现网络自动化的最大原因。SDN/NFV的技术理念倡导网络开放化、虚拟化、智能化、融合化。SDN技术的控制转发分离、集中控制、开放性，实现对网络链路资源的动态、实时调度，并动态适配上层业务。NFV对网络资源虚拟化、软硬件解耦、动态创建网元。

SDN相关的标准，CCSA从2008年至今已经立项并完成了一系列标准，包括：“基于SDN的IP RAN网络技术要求”、“基于SDN的虚拟私有云网络技术要求”、“基于SDN的城域综合IP承载网架构”、“基于SDN/NFV的新一代网络架构总体需求与框架”、“基于SDN的IP RAN网络信息模型及接口技术要求”、“基于SDN的二层VPN组网场景及需求”、“基于SDN的智能型通信网络业务编排器研究”等。

NFV的相关标准，CCSA自2013年至今已经完成了一系列相关标准：“NFV管理和编排总体技术要求”、“NFV性能管理技术要求”、“NFV生命周期管理技术要求”、“网络功能虚拟化编排（NFVO）策略管理”、“NFV配置管理技术要求第1部分：需求”等。

在2018年年底，烽火通信牵头主导了行业标准“网络功能虚拟化编排器技术要求-虚拟网络功能智能化部署”的标准，此举展示了烽火通信在虚拟网络智能化部署方面处于行业领先地位。

同时，烽火通信针对5G网络切片提供了系列产品解决方案。

图一是烽火通信CiTRANS R8000E系列产品的应用场景，具有灵活组网的特点、智能化程度高、保护能力强、电信级可靠性、支持丰富的IP级服务、提供精细化控制和端到端服务保证，对于5G移动回程传、IP城域网等IP网络应用，提供MPLS/BGP L2 VPN、L3 VPN、SR、EVPN、VPN+等软切片能力。

Fonst6000系列是超大容量分组增强型PEOTN智能传送平台，广泛应用于国干、省干、城域核心等各种场景，如图二所示提供基于物理层波长λ、电层ODUk，VC的硬管道切片，也支持基于L2（FlexE、L2VPN）的多种类型大颗粒业务的软管道切片功能。

CiTRANS 690系列是烽火通信为应对运营商5G承载提供软切片和硬切片的综合承载设备，通过采用统一信元交换平台实现分组功能和光功能进行任意比例的融合，所有分组颗粒及ODU颗粒均通过切片进入统一交换平台处理，实现全业务全无阻集中交换，支持P&O管道的相互转换。分组传送和光传送的管道既能分别处理，又能相互转换并端到端部署，实现整网的统一配置、调度、管理、运维。产品设备如图三所示。

随着中国科学技术综合实力的加强，我国CCSA制订的标准在全球5G标准体系中的重要性也日益增强，烽火通信在5G关键技术研究领域的布局体现了烽火与国际标准进程的差距正在逐步缩小，是烽火通信科技实力的体现。