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1、 SPNSPN 網絡在工業場景網絡在工業場景 的需求及應用的需求及應用研究報告研究報告 工業互聯網產業聯盟（工業互聯網產業聯盟（AII）2023 年年 6 6 月月 聲聲 明明 本報告所載的材料和信息，包括但不限于文本、圖片、數據、觀點、建議，不構成法律建議，也不應替代律師意見。本報告所有材料或內容的知識產權歸工業互聯網產業聯盟所有（注明是引自其他方的內容除外），并受法律保護。如需轉載，需聯系本聯盟并獲得授權許可。未經授權許可，任何人不得將報告的全部或部分內容以發布、轉載、匯編、轉讓、出售等方式使用，不得將報告的全部或部分內容通過網絡方式傳播，不得在任何公開場合使用報告內相關描述及相關數據圖表

2、。違反上述聲明者，本聯盟將追究其相關法律責任。工業互聯網產業聯盟 聯系電話：010-62305887 郵箱： 前前 言言 面向工業場景的八大典型應用場景，工業內網和工業外網的高質量承載和異構網絡互連互通發展需求，如何提供一個安全、可靠、高效、靈活、智能和可演進的行業專用承載網絡，已成為業界新技術創新、標準研發和現網應用探索的重點領域。SPN（Slicing Packet Network，切片分組網）是中國移動、中國信通院、華為、中興和烽火等聯合創新開發的 5G承載網絡技術，已成為我國主導承載網絡技術創新并推動產業化的典范，在 5G 傳送網技術標準上處于國際領先地位，不僅在中國移動 5G 承載網

3、絡上實現超 30 萬端的規模部署應用，并已成為國際電信聯盟 ITU-T 認可的新一代傳送網國際標準技術體系。SPN 憑借其特有的 TDM 時隙復用與分組統計復用深度融合的技術架構，具備低時延、大帶寬、超高精度同步、靈活管控等技術優勢，同時兼容以太網生態鏈，具有低成本和易部署等特點。面向工業互聯網應用場景，SPN 不斷增強了 N5Gbps 和 M10Mbps 兩級硬隔離切片承載、分組層靈活接入調度、確定性低時延和抖動、高精準差異化 SLA 保障、基于 SRv6 的算網融合感知和多域融合組網能力等技術創新和產業化能力。本研究報告分析了工業互聯網典型場景的承載需求、SPN 網絡能力特性、技術標準和產

4、業化進展，并結合 SPN在 5G+智能電網、智慧交通和智能礦山等典型的工業場景的應用案例，總結提出 SPN 在工業互聯網的應用定位是以工業外網的 5G+行業虛擬專網和重點行業自建專網為主，并兼具解決智能電力、智慧交通、智能礦井、智慧港口、智慧醫療和智慧救援、智能工業制造和智慧工廠等需要多業務高安全隔離和高可靠承載的部分工業內網場景。SPN承載網絡支持網絡切片定制化、電信級高可靠性、確定性承載、靈活接入調度、多維業務感知和智能管控運維等特性，將成為工業場景下新一代綜合業務承載網絡的標桿。牽頭編寫單位：中國信息通信研究院 參與編寫單位：中興通訊華為技術中國移動研究院中國信息通信科技集團公司中國移動

5、通信集團江蘇有限公司國網江蘇省電力有限公司中國南方電網公司國家電網山東省電力公司廣州市急救醫療指揮中心中煤科工集團常州研究院有限公司陜西陜煤澄合礦業有限公司西卓煤礦 工業互聯網產業聯盟公眾號 編寫組成員（排名不分先后）：李芳、趙俊峰、陳捷、劉愛華、周文端、廖國慶、李日欣、韓柳燕、葉雯、柳光全、韓震、胡飛飛、張浩、林建權、劉曉明 王文帝、孟瑋，李海川 目目 錄錄 一、5G+工業互聯網對網絡的需求和挑戰.5 1.1 5G+工業互聯網的數智化發展趨勢.5 1.2 5G+工業互聯網典型場景的業務需求分析.7 1.3 5G+工業互聯網對承載網絡能力的挑戰.13 二、SPN 技術體系架構和網絡能力特性.1

6、5 2.1 我國自主創新的 SPN 技術體系架構.15 2.2 切片通道層的硬隔離切片轉發能力.18 2.3 切片分組層的軟切片分組轉發能力.21 2.4 切片傳輸層的高速大容量傳輸能力.23 2.5 基于 SDN 架構的智能管控運維能力.25 2.6 SPN2.0 新增功能和性能特性總結.28 2.7 SPN 網絡能力滿足 5G+工業互聯網的需求總結.31 三、SPN 國際國內標準和產業化應用進展.35 3.1 FlexE：兼容以太網的靈活以太網接口標準.35 3.2 SPN：我國自主創新的 5G 傳送網技術標準.37 3.3 MTN：ITU-T 的新一代 5G 傳送網標準體系.39 3.4

7、 SR-TP：IETF 的分段路由轉發技術標準創新.42 3.5 SPN 全產業鏈的規?；逃煤徒研园l展分析.44 3.6 支撐工業場景應用需求的 SPN 產業化進展.47 四、SPN 在工業場景的定位和案例分析.49 4.1 SPN 在工業場景的應用定位分析.49 4.1.1 工業互聯網對網絡的需求場景分析.49 4.1.2 SPN 在工業互聯網的應用定位分析.50 4.2 智能電網場景.52 4.2.1 5G+智能電網場景.52 4.2.2 電力通信專網場景.55 4.3 智慧交通場景.60 4.4 智能礦井場景.63 4.5 智慧港口場景.65 4.6 智慧醫療場景.66 4.6.1

8、智慧醫療專網場景.66 4.6.2 智慧醫療救援場景.69 4.7 智能工業制造場景.72 4.7.1 工程機械制造的智能化轉型場景.72 4.7.2 冶金企業的智能工廠升級改造場景.74 4.8 SPN 在工業場景應用方案小結.76 五、SPN 在工業場景的應用展望.77 附錄 A SPN 的行業應用案例.79 A.1 電力行業的 SPN 應用案例.79 A.1.1 江蘇電力配網業務應用案例.79 A.1.2 浙江杭州 5G 電力虛擬專網應用案例.81 A.1.3 云南曲靖電力的 SPN 工程應用案例.82 A.1.4 山東電力的 SPN 試點應用案例.83 A.2 交通行業的 SPN 應用

9、案例.85 A.2.1 SPN 在地鐵傳輸網中的應用案例.85 A.2.1 SPN 在高速公路中的應用案例.87 A.3 煤礦行業的 SPN 應用案例.88 A.3.1 陜西某煤礦的 SPN 骨干環網應用案例.88 A.3.2 山東某礦井的一張 SPN 環網應用案例.91 A.4 智慧港口的 SPN 應用案例.92 A.4.1 浙江寧波港的 SPN 應用案例.92 A.4.1 廈門遠海碼頭的 SPN 應用案例.94 A.5 智慧醫療救援的 SPN 應用案例.94 A.5.1 鄭州 5G 智慧醫療專網的 SPN 應用案例.94 A.5.2 廣州 120 的 5G+SPN 專網醫學救援應用案例.9

10、6 A.6 制造行業的 SPN 應用案例.98 A.6.1 武漢某企業集團的 5G+SPN 專網的智能制造應用案例.98 A.6.2 內蒙古某鐵合金企業的 5G+SPN 智慧工廠應用案例.101 參考文獻.105 5 一、一、5G+5G+工業互聯網對網絡的需求和挑戰工業互聯網對網絡的需求和挑戰 1.1 5G+工業互聯網的數智化發展趨勢工業互聯網的數智化發展趨勢 2020 年 12 月 22 日，工信部印發 工業互聯網創新發展行動計劃（2021-2023 年），明確將開展網絡體系強基行動明確將開展網絡體系強基行動、標識解析增強行動、平臺體系壯大行動、數據匯聚賦能行動、新型模式培育行動、融通應用深

11、化行動、關鍵標準建設行動、技術能力提升行動、產業協同發展行動、安全保障強化行動、開放合作深化行動等 11 項重點任務。名列首位的網絡體系強基行動名列首位的網絡體系強基行動包括包括加快工業設備網絡化改造、推進企業內網升級、開展企業外網建設、深化“5G+工業互聯網”和構建工業互聯網網絡地圖等五項重點工作，并重點推動專欄 1 工業互聯網網絡互聯互通工程，要求到 2023 年，打造 50 個企業內網改造建設標桿，高質量外網基本覆蓋所有規模以上工業企業，建成 8 個“5G+工業互聯網”公共服務平臺。發展工業互聯網的高質量網絡發展工業互聯網的高質量網絡，需重點推進三方面工作需重點推進三方面工作：一是推進企

12、一是推進企業內網升級業內網升級，支持工業企業運用新型網絡技術和先進適用技術改造建設企業內網，探索在既有系統上疊加部署新網絡和新系統，推動信息技術（IT）網絡與生產控制（OT）網絡融合，建設工業互聯網的園區網絡。二是開二是開展展企業外網建設企業外網建設，推動基礎電信企業提供高性能推動基礎電信企業提供高性能、高可靠高可靠、高靈活高靈活、高安全的高安全的網絡服務網絡服務。探索云網融合探索云網融合、確定性網絡確定性網絡、IPv6 分段路由分段路由（SRv6）等新技術等新技術部署部署。三是在保障數據安全和網絡安全的前提下三是在保障數據安全和網絡安全的前提下，推動工業企業推動工業企業、工業互聯工業互聯網平

13、臺網平臺、標識解析節點標識解析節點、安全設施等接入高質量外網安全設施等接入高質量外網，探索建設工業互聯網交換中心，研究互聯互通新機制研究互聯互通新機制。十四五時期是我國重點行業從信息化、自動化階段向數字化和智能化 6 轉型的重要階段，在國內國際雙循環的新發展格局下，工業互聯網將持續創新發展新模式和新業態，不斷從單一場景向多場景協同賦能發展，加速產業生態培育和規模應用推廣。5G 賦能千行百業，推動行業數字化轉型，已成為驅動工業互聯網企業內網和外網協同發展的重要因素。2021 年 12 月 23日，工信部部長肖亞慶表示，2022 年將著重抓好擴大“5G+工業互聯網”應用、激活數據潛能、提升企業數字

14、技術應用能力三項工作。穩妥有序開展 5G和千兆光網建設，加快 5G 行業虛擬專網規?；ㄔO，打牢數字化轉型的網絡設施基礎，聚焦制造、礦山、電力等重點行業，深度挖掘“5G+工業互聯網”典型應用場景。為推動“5G+工業互聯網”規模應用，高安全高可靠的多業務統一承載、云網邊端多維協同、確定性網絡技術、IPv6+應用推廣和行業虛擬專網開放服務能力已成為亟需開展網絡技術創新和產業協同應用發展的焦點問題。（一一）高安全高可靠的多業務統一承載高安全高可靠的多業務統一承載。工業生產制造和電力、天然氣等能源供應是國家持續健壯發展的安全命脈，數據安全和網絡安全已被公認為工業互聯網必須要重點解決的核心能力之一，IT

15、 和 OT 融合以及行業云服務的發展必然帶來局域網和廣域網的多業務統一承載需求，因此實現高安全、高可靠的電信級多業務承載，已成為工業互聯網的工業內網和工業外網實現高質量發展的必然趨勢。（二二）云網邊端多維協同云網邊端多維協同。工業數據作為新的生產要素資源，成為驅動工業互聯網創新發展的主引擎。專門面向工業互聯網的大數據中心建設步伐將在 2022 年進一步加快，尤其是行業大數據分中心和區域級工業互聯網大數據分中心，解決數據“孤島”問題，匯聚工業數據，支撐產業監測分析，賦能企業創新發展，提升行業安全運行水平。海量工業數據的高效處理和衍生的各類行業應用新都需要超強的算力網絡支撐，因此云網邊端需要實現資

16、源、數據、算力、應用、服務和運營等多維度協同。7 （二二）確定性網絡技術確定性網絡技術。確定性網絡技術是新一代網絡通信體系發展方向，對千行百業朝著數字化、網絡化、智能化的高質量發展方向邁進具有重要意義。確定性網絡的主要特征是能夠提供確定性的業務服務質量，靈活切換確定性服務和非確定性服務，按照 SLA 策略自主控制并提供確定性服務質量的等級，全面賦能產業升級，實現確定性網絡服務能力的一體化與多樣化的跨域全局協同。（三三）IPv6+應用推廣應用推廣。企業內網和企業外網都將逐步向 IPv6+網絡演進；企業內網的 IP 化改造有利于打破國際巨頭對傳統工業以太網的壟斷地位。企業外網支持 IPv6 和 S

17、Rv6 轉換，成為云網邊端協同的統一承載協議，推進多云協力、云邊協同和算網融合。IPv6 擴展報頭能提供很大的網絡地址編程空間，用于定義該 IP 報文所承載的用戶類型、業務類型、位置信息、通信能力要求（分級分類 SLA 指標，包括隔離性、帶寬、丟包率、時延和抖動等）和算力資源標識等信息，即通過 IPv6 報頭實現用戶面的多維感知能力和異構網絡跨域標識信息傳遞，顯著降低了通過應用層和控制面實現感知的網絡復雜性，并提升了廣域網絡服務的精準性和實時性。（四四）行業虛擬專網定制化開放服務能力行業虛擬專網定制化開放服務能力。5G 行業虛擬專網應具備為行業客戶提供定制化的開放網絡服務能力，并具有成本優勢、

18、安全優勢和網絡性能優勢。隨著網絡管控和業務運營系統的自動化和智能化能力不斷提升，行業虛擬專網需要向行業客戶開放一定程度的虛擬網絡資源和服務質量的可視、可靠、可管、可控和可信的服務能力，根據客戶應用需求實現業務按需快速開通、流量監測和性能維護等，并希望 5G 網絡的運維管理模式能與企業現有 IT、OT 網絡及業務管理體系無縫融合，獲得網絡運維權，并降低運維成本，真正實現降本增效。1.2 5G+工業互聯網典型場景的業務需求分析工業互聯網典型場景的業務需求分析 整個工業流程大體可以分為研發設計、生產制造、運維服務等環節，5G 8 +工業互聯網在這些場景下都有典型應用。5G 與工業互聯網融合應用具體可

19、體現在八大類場景，分別為 5G+超高清視頻、5G+遠程控制、5G+云化AGV、5G+機器視覺、5G+無人機、5G+云端機器人、5G+AR 和 5G+VR，不同應用場景對承載網絡的需求特性存在差異。（1）5G+超高清視頻超高清視頻 在工業場景下，高清視頻的主要應用在于智慧園區的安防、人員管理等場景，通過 5G 高速率的特性，將采集的監測視頻/圖像實時回傳，實現視頻、圖片、語音、數據的雙向實時傳輸，同時結合 5G MEC 統一監控平臺，實現人員違規、廠區的環境風險監控的實時分析和報警，大大提高作業安全規范性。5G+超高清視頻場景的承載需求如下表 1 所示。表 1 5G+超高清視頻承載需求表 典型典

20、型應用應用 分辨分辨率率 編碼編碼格式格式 幀率幀率（fps）帶寬帶寬 時延時延 可靠可靠性性 典型應用典型應用 高清視頻實時上傳 1080P H.264 H.265 30、60 210Mbps 30ms 99.9%（1）圖片視頻信息、采集信息；（2）局域、城域、廣域 4K H.264 H.265 30、60 1240Mbps 30ms 99.9%（1）人臉識別、高清視頻采集；（2）局域、城域、廣域 8K H.264 H.265 H.265 30、120 48160Mbps 50Mbps;PLC 控制指令下達，下行 50kbps;車 間 級設 備內1ms 車 間 級設 備間10ms 園區/城域

21、/廣域遠程操作：圖 像 上 行20ms；指令下達10ms；100us 99.999%電力差動保護：10us 相 量 測 量（PMU）：10Mbps；10100ms 99.9999%（1）下行為數據的實時交互，上行為視覺類應用；（2）局域、城域 來源：5G 確定性網絡產業聯盟【7】（6）5G+機器視覺機器視覺 機器視覺系統需要實現實時遠程監測功能，需要高速率、大連接特性，不用進車間即可通過移動終端和便攜終端監視制造企業生產過程執行管理系統（MES），獲取視覺檢測系統的運行狀態，如正常運行時間，有效運行時間，故障原因等（見錯誤錯誤!未找到引用源未找到引用源。）。圖 1 5G+機器視覺網絡組成 機器

22、視覺業務的流量特征呈現了大包、連續流量的特征，其中 I 幀（關鍵幀）突發對網絡承諾帶寬提出了更高的承載要求。5G+機器視覺的承載網絡需求見下錯誤錯誤!未找到引用源未找到引用源。表 6 5G+機器視覺承載需求表 典型典型 應用應用 帶寬帶寬 時延時延 可靠性可靠性 應用范圍應用范圍 5G+機器視覺 圖像信息實時上傳：50Mbps；10ms 99.999%（1）帶寬敏感型；（2）云化部署存城域、廣域承載 12 需求 來源：工業互聯網聯盟【1】（7）5G+AR 工業生產環境中各類需要人力的作業專業性較高，但專業操作人員有限，因此對于輔助作業的需求明顯，近年來，AR 成為輔助作業的核心手段之一。目前

23、AR 應用已融入到了工業制造的交互、營銷、設計、采購、生產、物流和服務等各個環節，典型的應用包括 AR 遠程協助、AR 在線檢測、AR樣品展示等。5G+AR 場景的承載需求如下表 7 所示。表 7 5G+AR 承載需求表 典型應用典型應用 帶寬帶寬 時延時延 可靠性可靠性 應用范圍應用范圍 AR維修指導 50Mbps（下行）20Mbps（上行）20ms 99.999%（1）工廠設備維保；（2）局域、城域和廣域 AR輔助裝配 50Mbps（上行）10ms 99.999%（1）設備輔助裝配與遠程協助；（2）局域、城域 來源：工業互聯網聯盟【1】（8）5G+VR 目前 VR 的在工業互聯網中主要應用

24、在虛擬裝配、虛擬培訓、虛擬展廳等場景.基于 5G 的 Cloud VR，結合眼球跟蹤渲染技術、GPU 定點渲染、LED 高 PPD 屏幕技術，VR 終端可以完全實現無線化和輕量化；用戶互動數據傳輸到云端并進行計算，再反饋回本地終端，大大降低 VR 的成本。5G+VR 場景的承載需求如下表 8 所示。表 8 5G+VR 承載需求表 典型應用典型應用 帶寬帶寬（bps）時延時延(ms）可靠性可靠性(%)應用范圍應用范圍 初級沉浸 25Mbps 40ms 99.999%（1）虛擬展示等靜態展示；（2）局域、城域等 部分沉浸 100Mbps 30ms 99.999%（1）虛擬培訓等交互場景；（2）局域

25、、城域等 深度沉浸 400Mbps 20ms 99.999%（1）虛擬裝配等強交互場景；13 （2）局域、城域等 完全沉浸 1000Mbps 20ms 99.999%（1）強交互，全沉浸場景；（2）局域、城域等 來源：工業互聯網聯盟【1】（9）5G+工業互聯網典型場景的業務需求總結工業互聯網典型場景的業務需求總結 從帶寬、時延、抖動、可靠性、時間同步等 5 個網絡關鍵特性分析，5G+工業互聯網各應用場景的承載需求特性總結如下表 9 所示。表 9 5G+工業互聯網承載需求匯總 應應用場景用場景 帶寬帶寬 時延時延 抖動抖動 可靠性可靠性 時間同時間同步步 5G+超高清視頻 _ _ 5G+遠程控制

26、 5G+云化AGV _ 5G+機器視覺 _ _ 5G+無人機 _ _ 5G+云端機器人 _ _ 5G+AR _ _ 5G+VR _ _ 1.3 5G+工工業互聯網對承載網絡能力的挑戰業互聯網對承載網絡能力的挑戰 面向工業內網和工業外網的高質量承載和異構網絡互連互通應用場景，如何提供一個安全、可靠、高效、靈活、智能和可演進的行業專用承載網絡，已成為業界新技術創新、標準研發和現網試驗探索的重點領域，我國工業互聯網產業聯盟和相關行業標準化組織正在開展面向工業互聯網不同應用場景的行業專網技術解決方案和標準體系研發。綜合來說，5G+工業互聯網對承載網絡提出了網絡切片定制化、電信級高可靠性、確定性承載、靈

27、活接入調度、多維業務感知和智能管控運維等特 14 性需求。（一一）硬隔離切片能力硬隔離切片能力：工業領域業務和場景復雜且多樣，對于通信網絡的需求也存在差異?；诠I互聯網研發設計、生產制造、運維服務等需求，業務可大致包括生產控制類、生產采集類、生產檢測類和信息管理類。不同類型的業務體現不同的流量特征和網絡需求特征。在多業務混傳和復雜業務流量流向場景下，需實現高安全、高優先等級業務的端到端質量保證。如何通過硬隔離切片提供適配業務特性的定制化網絡解決方案成為技術發展的挑戰。（二二）電信級高可靠性電信級高可靠性：對于工業互聯網、智能電網等行業，其生產類業務均提出了電信級高可靠性網絡需求。對于這類要求

28、網絡高可靠、資源強隔離、數據及信令嚴格保護的行業應用場景，如何提供端到端的網絡保護機制和電信級運維能力已成為行業應用需面臨的挑戰。（三三）確定性承載能力確定性承載能力：工信部已發布的 工業互聯網創新發展行動計劃（20212023 年）中，明確提出了支持深化“5G+工業互聯網”、“確定性網絡等新技術部署”的發展策略。帶寬、時延、抖動、丟包等確定性承載特性已成為工業互聯網行業應用的共性需求。面向工業控制和工業監測等典型場景的確定性承載需求，如何構建端到端確定性網絡，實現確定性承載特性的保障需進一步的技術創新和發展。（四四）靈活接入調度能力靈活接入調度能力：工業領域的業務終端和業務類型復雜多樣，已涉

29、及到了生產控制、生產采集、生產檢測等多個流程環節。大量異構終端的網絡接口、網絡協議和網絡通信需求存在差異。如何保障多樣異構終端的大規模接入、協同運行和靈活高效的調度轉發，通信網絡面臨較大挑戰。（五五）多維業務感知能力多維業務感知能力：5G 行業專網已從通用化向定制化和精細化方向演進發展。隨著算網融合、人工智能和大數據等新型 ICT 技術的發展，結和業務深度感知和新型 ICT 技術的應用，將為工業用戶的行業數字化轉 15 型和高質量發展提供更有力的支撐。因此，如何提升承載網絡的多維業務感知與識別能力，實現與新型 ICT 技術的深度融合將是通信網絡面臨的重要挑戰。（六六）智能化管控運維能力智能化管

30、控運維能力：網絡運維的智能化、便捷化和開放性將大幅提升各類工業互聯網業務運行的效率和自主性，并縮短新業務部署的響應時間，使能行業敏捷創新，成為行業網絡數字化轉型發展的必由之路。二、SPN 技術體系架構和網絡能力特性 2.1 我國自主創新的我國自主創新的 SPN 技術體系架構技術體系架構 切片分組網絡（SPN）是中國移動、中國信通院、華為、中興和烽火等聯合創新提出的新一代多業務綜合承載的 5G 承載網絡技術,在網絡架構和關鍵技術方面均實現了核心技術自主研發和創新突破。在分組傳送網絡（PTN）技術架構基礎上，面向 5G 移動承載場景進行了創新，提出了在以太網物理層協議棧中構建 TDM 層網絡的核心

31、思想和技術理念。2016 年，中國移動就已經聯合國內產業實體開始研究5G 承載網的需求與架構設計。2017 年 1 月，中國移動牽頭承擔“5G 前傳及回傳接口研發與驗證”的國家科技重大專項課題，聚集國內企業和高校的力量，研究 5G 移動承載技術，完成了技術方案總體設計、原型樣機開發和實驗室測試驗證，重點推動了FlexE 接口及切片通道層交叉、基于 FlexE 接口的超高精度時間同步等核心技術方案的成熟，為后續 SPN 技術體系的提出提供了優質的科研平臺，也為整個產業鏈的發展提供了積極、健康的引導。從 2018 年到 2022 年，在中國廠商的推動和主導下，ITU 發布了基于 SPN 的 MTN

32、 系列標準，MTN 構建了全新的傳輸接口、幀結構、TDM 交換技術、高效 OAM 及保護技術，支持硬切片、確定性低時延轉發，同時滿足電信級網絡要求。2018 16 年完成實驗室全面測試評估、互聯互通驗證和現網試點應用，2019 年開始一期 SPN 設備集采和現網規模部署，2020 年和 2021 年陸續開展了兩期集采和現網部署。截止到 2022 年 12 月，中國移動已累計開通 5G 基站數量超過 127 萬端，分級分層推進 SPN 網絡建設，現網運行 SPN 設備數量達到34.0 萬端，較 2022 年初新增 4.0 萬端；加強 5G 回傳 SPN 和 4G 回傳 PTN網絡間的協同，充分發

33、揮 SPN 技術先進和 PTN 覆蓋面廣的優勢，分場景高效承載 5G 業務。支持多業務統一承載的 SPN 網絡技術體系架構見圖 2，包括切片分組層（SPL）、切片通道層（SCL）和切片傳送層（STL）三個網絡協議層。其中切片通道層的城域傳送網（MTN）技術已成為國際電信聯盟標準化部門（ITU-T）的新一代 5G 傳送網技術標準體系，與同步數字系列（SDH）和光傳送網（OTN）技術標準體系相并列（見圖 3），由 MTN 網絡架構G.8310、網絡幀結構和接口 G.8312、設備功能 G.8321、網絡保護 G.8351、網絡管控 G.8350 和同步等 ITU-T 系列國際標準組成。圖 2 面向

34、工業互聯網多業務統一承載的切片分組網絡（SPN）技術體系架構 17 圖 3 ITU-T 傳送網技術標準體系發展歷程和新一代 MTN 技術標準系列 SPN 在兼容分組傳送網絡（PTN）技術基礎上，重點發展了四大關鍵技術特性：一是一是 TDM 硬切片能力硬切片能力。在切片通道層引入了光互連論壇（OIF）規范的靈活以太網（FlexE）接口技術作為 MTN 段層，并將其擴展成為支持N5Gbps 大顆粒時隙復用和 N10Mbps 小顆粒時隙復用的端到端通道層網絡技術，具備電信級的 OAM（操作、管理和維護）和快速網絡保護能力，實現了 TDM 通道的交叉連接和低時延轉發能力，滿足硬隔離網絡切片和低時延應用

35、場景；二是分組靈活擴展能力二是分組靈活擴展能力。在切片分組層引入了 IETF 規范的段路由（SR）技術，并將其擴展為基于 MPLS-TP 的 SR-TP 技術，基于 SDN 集中管控架構實現了對南北向業務的集中編排和靜態路由規劃，針對東西向動態業務承載需求引入了 SR-BE、IGP 域內 IS-IS 協議以及拓撲無關快速重路由保護（Ti-LFA）技術，具備了可控應用范圍內的動態路由能力。三是高速大容量傳輸能力三是高速大容量傳輸能力。在切片傳輸層提供基于 IEEE 802.3 標準的50GE/100GE/200GE/400GE 高速以太網物理接口，實現了 FlexE 多端口綁定的高速率和大容量光

36、傳輸。四是切片網絡智能管控能力四是切片網絡智能管控能力。SPN 采用電信級的 SDN 集中管控架構，18 提供了物理網絡、切片網絡和業務網絡的網絡資源分層管理，具備網絡資源開放、業務敏捷發放、精準性能監測和高效運維能力。2.2 切片通道層的硬隔離切片轉發能力切片通道層的硬隔離切片轉發能力 SPN 的關鍵能力之一是在切片通道層中支持硬隔離切片轉發，切片和切片之間的數據互不干擾，保證切片數據安全硬隔離。通過獨占設備時隙資源，切片通道層能夠支持微秒級的超低時延轉發，并且在轉發時無需報文重組、路由查表和排隊等復雜耗時處理。同時，由于切片轉發時的設備轉發資源有保障，切片轉發時延抖動也嚴格控制在 us 量

37、級。如圖 4 所示，SPN 提供的硬隔離切片能力與停車時的“專屬私家車位”相似，只有特定用戶的數據（“車”）才能停在該車位上，非該用戶的數據不允許占用該車位(見圖 4)。TDM機制，獨占時隙，資源專享，嚴格物理隔離“專屬私家車位”分組交換機制，統計復用，資源共享，邏輯隔離“公共車位”圖 4 SPN 通過 TDM 機制實現用戶業務獨占網絡資源 從技術架構和協議棧的角度看，切片通道層位于 OSI 七層模型和以太網協議棧的物理層中，具體如圖 5 所示。SPN 切片通道層利用了以太網的66B 碼塊內核，復用以太網物理層協議棧，在以太網 PCS 層中引入 MTN path（MTN 通道層）與 MTN s

38、ection（MTN 段層）。其中，MTN 段層通過在 66B 碼塊流中固定周期插入特殊碼塊，實現將以太網物理端口時隙化，在接口上劃分出若干個“私家專屬車位”，從而支持綁定、通道化和子速率的 19 功能，時隙粒度（“專屬車位”能容納的車輛數）為 5Gbps。MTN 通道層通過 TMD 時隙交叉的方式，按照預配置的交叉連接關系，從上行方向的 MTN段層指定時隙中獲取的 66B 碼塊數據（用戶車輛只能在特定時間進入車庫），轉發到下行方向的 MTN 段層指定時隙中（用戶車輛只能在特定時間離開車庫）。上行方向和下行方向占用的時隙帶寬相同（用戶每次進入車庫的汽車數量與離開車庫的汽車數量一致）。同時，MT

39、N 通道層支持 OAM&P，可以實現信號誤碼監視、連續性檢測、連接驗證、通道時延測量、保護倒換和客戶信號類型指示等功能。MTN 段層和 MTN 通道層共同組成了數據鏈路層（L1）網絡技術MTN，滿足電信級網絡技術要求。圖 5 切片通道層技術架構 MTN 通道層的數據轉發是通過預先配置的交叉連接關系，不依賴任何報文地址或者標簽。從圖 6 中可以看出，MTN 通道層中無法識別任何 IP 地址、標簽和以太網 MAC 地址信息。IP 層的數據以 IP 報文數據單元，每一個 IP 報文攜帶源 IP 地址和目的 IP 地址，轉發設備采用統計復用的方式根據報文的 IP 地址來決定 IP 報文的下一跳設備。I

40、P 報文到了 MAC 層后，會映射到若干個以太網幀（MAC frame）中。每一個以太網幀中攜帶源 MAC地址和目的 MAC 地址，轉發設備采用統計復用的方式根據 MAC 地址來決定 MAC frame 的下一跳設備。而以太網幀到了物理層后，會被轉碼為一連 物理層（Physical）數據鏈路層（Data link）網絡層（Network）傳輸層（Transport）會話層（Session）表示層（Presentation）應用層（Application）1234567介質（Medium）OSI七層模型PMDPMAPCSReconciliationMACMAC controlLLC/MAC cl

41、ientEthernet PHYxMIIIEEE 802.3以太網協議棧切片通道層協議棧PCS upper partMTN PathMTN SectionPCS lower partEthernet PHY lower sublayer切片通道層IPMTN FGU 20 串的 66B 碼塊。66B 碼塊中無法攜帶任何以地址和標簽信息，數據轉發依賴連接關系的預先配置，是面向連接的電路交換技術（CO-CS）。在 MTN通道層中，數據在下行方向占用的時隙位置固定，不隨時間變化。如果繼續借用“車位停車”的比喻，IP 層和 MAC 層統計復用的“停車”是可以看到汽車的運輸信息，可以知道汽車從哪來（源地址

42、）也知道去哪里（目的地址），并且汽車大小、長度、款式都不一致；而 MTN 通道層 TDM 轉發的“停車”則是用戶汽車被分解成了更基本的元素（例如一個個分子），單一的分子無法識別出其原來汽車的樣子，也無法知道汽車的運輸信息，只在固定的時間進入，停入預先配置的“車位”，再按照固定的時間離開車庫，并最終在目的地還原成汽車。圖 6 各層數據單元格式示意圖 圖 7 給出了一種 SPN 切片通道層的數據轉發功能模塊實現示意圖。轉發設備從不同方向獲取多個業務的碼塊流，并在邏輯上給每一條業務分配一個隊列，每個隊列的緩存深度為若干個 66B 碼塊。出口以 TDM 輪詢的方式，去各個隊列取碼塊，然后再把獲取的碼塊

43、放入出口處相應的時隙位置上。由于數據在隊列入口和隊列出口都是采用 TDM 輪詢的方式，數據進入隊列的速率和數據離開隊列的速率一致，隊列資源不會在多個 MTN 通道之間共享，無統計復用。隊列與入口/出口之間的連接關系由系統預先配置，數據轉發不依賴地址、標簽，甚至任何 66B 碼塊信息。由于轉發過程中，設備 IPv6 packet header Source IP addressDestination IP addressIPv6 packet payload 24 byte 65515 byteIPv6 packet header Source IP addressDestination IP

44、addressIPv6 packet payload 24 byte 65515 byteDMAC6 byteSMAC6 byteType2 byteFrame data46 to 1500 byteCRC4 byteIP packet#1IP packet#2Ethernet Frame#1DMAC6 byteSMAC6 byteType2 byteFrame data46 to 1500 byteCRC4 byteEthernet Frame#2DMAC6 byteSMAC6 byteType2 byteFrame data46 to 1500 byteCRC4 byteEthernet

45、Frame#n連續不斷的64/66B碼塊序列IP層數據格式MAC層數據格式Ethernet PHY PCS層數據格式 21 不識別和解析客戶信號的 66B 碼塊數據，支持確定性低時延的透明轉發（見圖 7）。圖 7 SPN 切片通道層數據轉發功能模塊示意圖 切片通道層的硬隔離切片轉發可以實現切片轉發資源獨占；切片數據之間互不影響，安全硬隔離；切片轉發時延低和抖動低。切片通道層的硬切片技術可以滿足工業場景中對安全隔離有高要求的業務，還可以滿足生產控制類對時延、抖動和可靠性有高要求的業務。2.3 切片分組層的軟切片分組轉發能力切片分組層的軟切片分組轉發能力 切片分組層（SPL）實現對 IP、以太網和

46、 CBR 等業務的尋址轉發和承載管道封裝，提供 L2VPN、L3VPN、CBR 透傳等多種業務類型。SPL 基于IP/MPLS/802.1Q/物理端口等多種尋址機制進行業務映射，提供對業務的識別、分流、QoS 保障處理。對分組業務，SPL 層的主要技術創新引入了段路由（Segment Routing）技術，并將 SR-TE 隧道增強為 SR-TP 隧道。Segment Routing 源路由技術可在隧道源節點通過一系列表征拓撲路徑的 Segment 段信息（MPLS 標簽)來指示隧道轉發路徑。相比于傳統隧道技術，Segment Routing 隧道不需要在中間節點上維護隧道路徑狀態信息，提升隧

47、道路徑調整的靈活性和網絡可編程能力。PHY 1PHY 2PHY 4PHY 6數據流方向轉發設備通道轉發功能模塊隊列5時隙1時隙20時隙1時隙20時隙1時隙20時隙1時隙20PHY 3時隙1時隙20時隙1時隙20PHY 5隊列4隊列3隊列2隊列1 22 SPN 同時具備面向連接的 SR-TP 承載管道和無連接的 SR-BE 承載管道。SR-TP 隧道技術在 Segment Routing 源路由隧道基礎上進一步增強了運維能力，擴展支持雙向隧道、端到端業務級的帶內精準 OAM 檢測等功能。SR-BE 隧道用于面向無連接的、Mesh 業務承載，提供任意拓撲業務連接并簡化隧道規劃和部署?；?IGP+

48、SR 自動生成的 SR-BE，在 IGP 域內可形成全連接的 SR-BE 隧道。域內的 SR-BE 都只有一層標簽。SR-BE 不帶任何約束條件，完全按照 IGP SFP 路徑轉發，而 IGP 選路原則是不考慮帶寬約束條件的，因此 SR-BE 隧道不能保證 TE 能力。SPN 切片分組層同時還支持 MPLS-TP 隧道，可以更好的兼容現網 PTN設備，便于配置跨 PTN 和 SPN 網絡的端到端 MPLS-TP 隧道。在 SPN 網絡中，目前 MPLS-TP 隧道主要用于跨域的小顆粒分組專線業務場景，業務模型是 L2VPN over MPLS-TP over 小顆粒。除了通過隧道進行業務的軟切

49、片隔離之外，還可以通過 VPN 進行業務隔離。SPN 支持 L2VPN 和 L3VPN 等。以 L3VPN 為例，控制器根據業務模型定義 HoVPN 的三種角色：UPE、SPE 和 NPE 并完成路由發布。比如中國移動建網指導意見中在共享大網切片及集客共享切片中，充分利用報文優先級、QoS、隧道、VPN 等軟切片相關技術進行業務的差異化調度（見圖 8）。圖 8 SPN 隧道及切片部署方案 23 2.4 切片傳輸層的高速大容量傳輸能力切片傳輸層的高速大容量傳輸能力 SPN 的切片傳送層(STL)為切片通道層或切片分組層提供物理媒質層的接口服務，包括 50GE、100GE、200GE、400GE

50、等速率接口。切片傳送層又可以進一步分為物理層（PHY）和光媒質層。PHY 層包括物理編碼子層（PCS）、物理媒介附加(PMA)和物理介質相關(PMD)三個子層，其中 PCS和 PMA 集成在業務處理芯片(ASIC 或 NP)上，遵循 IEEE 相關標準(802.3-2018、802.3bs 等)，已在 2019 年前后實現標準和芯片成熟。PMD 層主要由光收發合一模塊承擔，簡稱光模塊。光模塊的特性和技術水平，很大程度上影響了單業務板卡上的端口數、光接口傳輸距離、功耗和成本等方面，是 SPN 系統設備的重要組成部分。國內的光模塊產業鏈經過10多年快速發展，已經構建了較為完善的自主生態體系。據Li

51、ghtCounting的調研報告，中國光模塊與器件供應商的全球市場占比已從 2010 年的 15%增長到 2021 年的 50%以上，旭創科技、華為海思、海信寬帶、光迅科技、新易盛、華工正源占據了全球前十中的 6 個席位。隨著移動互聯網和數字消費、數字經濟的持續高速增長，光通信的鏈路/接口帶寬也在快速增長。特別是數據中心的大規模新建帶動了高速率、小封裝、低功耗、低成本灰光模塊的快速發展，電信網絡也享受了該產業發展的紅利，以 10GE 和 100GE 為代表的主流光模塊，價格有了大幅的下降，光模塊在系統設備整體成本構成中的比例有了顯著下降。另一方面，光模塊也出現了技術多元化趨勢。如超長距離 10

52、GE 光模塊，50GE BIDI 光模塊，50GE 同波長上下 BIDI 光模塊，50GE 80km 灰光光模塊，100GE 80km 灰光光模塊等創新技術和產品，充分滿足了包括 SPN在內的通信設備對傳輸距離和功耗、成本的要求。近 10 年來，光電器件在速率提升和成本控制上滯后于微電子器件，因此出現了“以電補光”的實踐并形成趨勢。最典型的應用就是 PAM4 線路碼 24 型的采用和 FEC 前向糾錯技術的應用。利用 PAM4 編解碼技術(相比 NRZ編解碼，效率提升 1 倍)，使用 25G 光電子器件，即可實現單波長 50G 的通信速率，4 個波長就實現了 200G 光接口速率，8 個波長就

53、是先了 400G 接口速率。如下圖所示，以單波 50G 為例(使用 25G 光電子器件+PAM 編解碼)，可以實現 50G、100G、200G、400G、800G 等速率的光模塊，大大延長了 25G 光電器件的適應范圍，降低了系統復雜度。目前產業界正在從單波 50G 向單波 100G 過渡，單波 200G 也在探索測試階段，將在 35 年內成熟并產業化（見圖 9）。圖 9 光模塊技術方案演進趨勢 對 200GE 80km、400GE 80km，業內采用相位調制和相干檢測方案。該方案源自 OTN 線路接口。OTN 線路接口主要關注無電中繼傳輸距離(2000km 以上)、波長間隔（50GHz/75

54、GHz/100GHz）等方面，核心指標是OSNR 接收靈敏度，而基本不關注光功率接收靈敏度；在 OTN 系統上使用時，一般都帶有光功率放大器(BA)，因此光模塊發送光功率較低(也是硅光技術的特點之一)。該類光模塊在 SPN 設備上使用時，主要用來解決200G/400G 在 80km 跨距上的背靠背傳輸，核心指標是光功率接收靈敏度，且系統應用無光放大器、無合分波需求。因此需要針對 SPN 的應用場景作參數優化。目前技術產業已經成熟，國內有 23 個廠家可以提供產品（見 25 表 10）。表 10 承載網絡設備的主要光模塊實現方案 方案方案 10km 40km 80km 10GE NRZ，IM-D

55、D NRZ，IM-DD NRZ，IM-DD 25GE NRZ，IM-DD NRZ，IM-DD NRZ，IM-DD 50GE PAM4，IM-DD，1310 RX:PIN+FEC PAM4，IM-DD，1310 RX:APD+FEC NRZ，IM-DD，2，LWDM RX:SOA+PIN+FEC 100GE NRZ，IM-DD，4，LWDM RX:PIN NRZ,IM-DD,4，LWDM,RX:SOA+PIN NRZ，IM-DD，4，LWDM,RX:SOA+PIN+FEC 200GE PAM4，IM-DD，4，LWDM RX:PIN+FEC PAM4,IM-DD,4,LWDM RX:APD+FE

56、C DCO,16QAM,1，oFEC TX:EDFA 400GE PAM4，IM-DD，8，LWDM RX:PIN+FEC PAM4,IM-DD,8,LWDM RX:APD+FEC DCO,32QAM,1，oFEC TX:EDFA 總之，我國光模塊產業已經為 SPN 高速大容量業務承載作好了準備，單板卡容量 400G 的板卡已批量部署，單板卡容量 800G 板卡也已成熟，并具備向單板 T 級別容量平滑升級能力。結合硬隔離切片能力，SPN 完全勝任工業場景下對容量、距離和隔離性的要求。2.5 基于基于 SDN 架構的智能管控運維能力架構的智能管控運維能力 SPN 網絡采用電信級 SDN 集中化管

57、控架構，通過引入中樞控制節點控制器，對下層設備的數據轉發進行統一指揮，實現控制和轉發分離，使物理網絡具有了開放、可編程的特征。同時，SPN 網絡通過 SDN 集中控制平面提供網絡開放、業務敏捷發放、網絡高效運維的能力，支持業務部署和運維的自動化，及時感知網絡狀態并進行業務實時優化，具備面向 5G 承載、5G切片等新業務 SDN 集中控制能力?；?SDN 的管控融合架構還為 SPN 網絡提供了簡化網絡協議、開放網絡、跨網絡域/技術域的業務協同管控等能力。26 SPN網絡的SDN管控系統架構如圖 10所示，具備以下六個主要特征：（1）云平臺云平臺：依托統一的基礎云平臺，支持統一的安裝、升級以及補

58、丁管理機制；支持統一的控制器系統監控和維護；支持統一鑒權管理；（2）數據數據/資源管理資源管理：統一的數據資源模型，統一的數據資源分配系統，統一的數據庫系統，統一的存儲格式和存取接口，統一的數據備份和恢復機制；（3）南向接口南向接口：SPN 集中管控系統提供與被管理網元之間的南向接口功能，對南向接口框架、南向協議連接、南向數據模型進行了三項統一，支持 Netconf/YANG、BGP-LS、PCEP 和 Telemetry（遙感勘測）等南向接口協議；（4）北向接口和界面北向接口和界面：SPN 集中管控系統提供與上層 OSS 或 APP 系統間的北向接口功能，通過該接口開放網絡編程能力，統一的界

59、面入口和界面風格，統一的北向協議連接及數據建模，統一認證、轉發和注冊；并提供300 多個原子 API 和場景化 API 接口，簡化 OSS/APP 開發；（5）集中管理子系統集中管理子系統：SPN 網絡集中管理面提供統一業務管理、拓撲管理、配置管理、部署維護、故障管理、性能管理、安全管理和系統管理等功能。（6）控制子系統控制子系統：SPN 網絡的 SDN 智能管控運維架構支持集中式控制面和簡化的分布式設備控制面。分布式控制面提供網絡拓撲狀態發現，集中控制面基于 SDN 技術實現對網絡拓撲狀態的搜集和反饋、集中算路和算路結果更新、隧道路徑下發和隧道算路策略配置、SR-TP 隧道路徑實時閉環控制等

60、功能。分布式控制面還提供 SR-BE 隧道的控制能力（見圖 10）。27 圖 10 SPN 管控系統架構和功能模塊 SPN 網絡的集中控制面和分布式控制面在協議上的交互功能如圖 11所示。分布式控制面通過 ISIS 協議提供網絡拓撲狀態發現，BGP-LS 協議將域內網絡拓撲、拓撲狀態、SR 標簽實時反饋給 SDN 集中控制器，由 SDN控制器基于網絡拓撲及拓撲狀態進行隧道路徑的集中計算和調整優化。此外，SPN 網絡設備和 SDN 控制器還支持通過 PCEP 協議將集中算路結果實時下發到所有 SPN 設備。在 SPN 設備檢測到隧道故障時，也可通過 PCEP協議向控制器發起實時算路請求。對于 S

61、R-BE 隧道，分布式控制面還可以提供 SR-BE 隧道的控制能力。SPN網絡網絡SDN控制器控制器集中算路網絡狀態發現(IS-IS)網絡狀態反饋(BGP-LS)算路結果更新(PCEP)用戶算路策略 圖 11 SPN 集中閉環控制系統 28 2.6 SPN2.0 新增功能和性能特性總結新增功能和性能特性總結 自 2019 年中開始，中國移動聯合中國信通院、華為、中興、烽火等產業各方，一起研究探索面向5G+垂直行業應用以及政企專線客戶需求的SPN小顆粒技術方案，先后論證了 1Gbps、100Mbps 和 10Mbps 三種顆粒度并開展了新技術試點測試驗證，在 2020年底統一確定采用基于細粒度單

62、元（FGU，Fine Granularity Unit）的技術方案，并于 2021 年 6 月聯合發布了SPN 小顆粒技術白皮書白皮書，2021 年下半年完成了中國移動相關企標切片分組網（SPN）細粒度切片技術要求 和 10GE 接口細粒度切片技術要求制定，并進行了多廠家樣機的互聯互通測試驗證。2022 年協同開展我國 切片分組網絡（SPN）細粒度承載技術要求通信行業標準和 ITU-T 國際標準的推進工作。2022 年 6 月，中國移動牽頭發布了 SPN2.0 技術白皮書。與 SPN 1.0 相比，SPN2.0 在多業務綜合承載能力、云網/算網融合承載能力、網絡覆蓋能力、智能管控運維能力和低碳

63、節能等方面均有顯著提升。通過引入支持N10Mbps 細粒度單元（FGU）的新型幀結構和交叉技術，擴展了面向行業用戶接入的10GE小型化SPN 設備新類型，大幅增強了面向5G+垂直行業、政企客戶和云網/算網融合業務的綜合承載能力。SPN2.0 新增功能特性與性能提升的對比分析見下表 11：表 11 SPN1.0 和 SPN2.0 功能特性對比 項目項目 SPN 1.0 SPN 2.0 應 用 場景 重點面向 5G 回傳的 eMBB 業務場景 擴展支持 5G+垂直行業的 uRLLC 和 eMTC 業務承載能力，并增強了對政企客戶專線/專網和云網融合業務的綜合承載能力。設 備 形態 1)城域核心 S

64、PN 設備 2)城域匯聚 SPN 設備 3)城域接入 SPN 設備 1)城域核心 SPN 設備 2)城域匯聚 SPN 設備 3)城域接入 SPN 設備 4)小型化接入 SPN 設備（線路速率 10GE 和GE），包括客戶 CPE 設備和局端 HUB 設備 29 項目項目 SPN 1.0 SPN 2.0 綜合承載能力 接口 1)網絡側接口：50GE/100GE/200GE 單端口或多端口的 MTN/FlexE 接口組 2)客戶側接口：標準以太網接口GE/10GE/25GE/50GE/100GE/200GE 1)網絡側接口：50GE/100GE/200GE 單端口或多端口的 MTN/FlexE 接

65、口組，10GE 標準以太網擴展 FGU 接口 2)客戶側接口：a)標準以太網接口FE/GE/10GE/25GE/50GE/100GE/200GE b)E1 和 STM-1 接口 切片 1)硬切片:單級 N5Gbps 2)軟切片：L2/L3VPN 1)硬切片：兩級 N5Gbps+N10Mbps 2)軟切片：L2/L3VPN 業務 1)L2/L3VPN 分組業務 1)L2/L3VPN 分組業務 2)固定比特速率（CBR）業務：E1、STM-1等 承載性能 5Gbps 顆粒的中間節點轉發時延：1)核心匯聚 SPN 設備 10s 2)接入 SPN 設備 3s 1)5Gbps 顆粒的中間節點轉發時延：a

66、)核心匯聚 SPN 設備 10s b)接入 SPN 設備中間節點 3s 2)10Mbps 小顆粒的中間節點轉發時延：a)1520us（最優）云網/算網融合承載能力 切片感知 1)城域范圍內：接入+匯聚+核心 2)支持VLAN ID業務標識和IP DSCP/VLAN PRI 優先級標識識別和映射 1)客戶端到端：通過客戶側 HUB 和 CPE 設備，實現端到端切片感知能力；2)支 持VLAN ID業 務 標 識 和IP DSCP/VLAN PRI 優先級標識識別和映射 業務監測 1)城域范圍內：接入+匯聚+核心 2)支持高精度的帶內隨流檢測 OAM（inband OAM）1)端到端：客戶側+接入

67、+匯聚+核心 2)支持高精度的帶內隨流檢測 OAM（inband OAM）切片隔離 N5Gbps MTN 通道硬隔離 1)N5Gbps和N10Mbps 兩級MTN通道硬隔離 2)支持在線帶寬無損調整 可視化 1)運維服務可視化：售前評估、售中開通和售后業務性能可視化；2)網絡服務可視化：網絡拓撲/業務連接/SLA 性能等可視化 靈活連接 支持 SR-MPLS，包括 SR-TP 和SR-BE 1)支持 SR-MPLS，包括 SR-TP 和 SR-BE 2)擴展支持 SRv6/G-SRv6，實現云網/算網融合業務的端到端 IPv6 到 SRv6 轉發能力 3)擴展支持 EVPN+SR policy

68、 等 網絡 覆蓋 能力 1)距離：部署在城域匯聚，距用戶幾百1.5 公里 2)容量：百 G 容量，部署客戶側浪費 1)支持部署客戶處的小 SPN(HUB+CPE)2)互通：通過網絡側接口與城域接入 SPN 互通，實現端到端切片、端到端業務感知、端到端性能監測和管控 30 項目項目 SPN 1.0 SPN 2.0 3)互通：與現有客戶側 CPE設備無法實現網絡側接口互通。3)可融合邊緣計算功能，提供邊緣算力能力 運維 能力 1)重點業務監測 2)域內業務監測 1)提升業務監測數量，實現全網業務監測 2)域內+跨域（跨 SPN+跨 SPN 和云專網）低碳 節能 1)可支持芯片級（SoC 芯片）和架

69、構級節能機制（自動休眠、能耗可視、架構去冗等）在智能管控方面，SPN 2.0 增強了云網云網/算網融合管控和網絡自智算網融合管控和網絡自智能力，具體包括：（一一）總體架構總體架構：在已有 SPN 管理控制系統基礎上，新增了云網業務運營門戶、運維協同/編排層、多云管理平臺，可實現不同云（移動及第三方云）和 SPN 網絡之間的云網/算網資源一體化納管及端到端協同管控，支撐云網互聯，實現云網專線的端到端快速開通。（二二）管控運維能力管控運維能力：1)增加一鍵式切片部署能力增加一鍵式切片部署能力：控制器支持先創建切片，再部署業務選擇已創建的切片；也可支持一鍵式的切片部署，在創建業務時由業務驅動按需完成

70、切片部署，實現分鐘級的切片快速部署；2)增加智能彈性擴縮容能力增加智能彈性擴縮容能力：可根據用戶行為、業務流量模型、流量增長情況等信息，對切片資源智能化彈性擴縮容，并且不影響業務，可保證業務無損資源調整；3)增加云網資源一體化可視能力增加云網資源一體化可視能力：可將端到端的網絡資源如數據中心網絡、SPN 網絡，與數據中心的云資源進行協同管控，實現全生命周期自動化。a)網絡資源抽象化網絡資源抽象化：對物理網絡的網絡能力抽象建模，比如拓撲、業務連接、切片等，屏蔽底層細節；b)網絡服務化網絡服務化；對關鍵網絡能力進行抽象，實現網絡服務化，比如云 31 網業務快速開通、運維流程自動化等，實現物理網絡、

71、邏輯網絡和業務狀態的實時呈現和關聯互視；c)運營服務化運營服務化：對用戶服務全流程簡化，實現云網業務一點即通、云網資源統一管理可視等。4)增加多維度狀態信息展示能力增加多維度狀態信息展示能力：可以通過拓撲、報表等方式向運維人員多維度展現基站、專線業務質量、流量信息，還可以呈現當前專線業務質量和流量信息，便于用戶快速了解網絡運行狀態。5)增加網絡規劃和仿真能力增加網絡規劃和仿真能力：增加了 What-If 仿真分析、網絡容量規劃、網絡健壯性分析、網絡變更驗證等網絡規劃和仿真能力，相比 1.0 提升了網絡規劃的自動化水平；6)增加基于用戶意圖識別的業務快速創建能力增加基于用戶意圖識別的業務快速創建

72、能力：可通過用戶意圖識別、業務配置方案自動化生成、意圖方案模擬驗證、一鍵式業務開通、業務監控，完成全流程的基于意圖的業務快速發放。7)增加全流程的自動化運維能力增加全流程的自動化運維能力：可提供故障前故障前的健康監控、分析預測、隱患識別等，故障中故障中的告警壓縮、告警關聯等，故障后故障后的故障知識庫完善、智能排障優化等能力。2.7 SPN 網絡能力滿足網絡能力滿足 5G+工業互聯網的需求總結工業互聯網的需求總結（一一）SPN 硬隔離切片使能業務資源隔離與確定性低時延應用硬隔離切片使能業務資源隔離與確定性低時延應用 5G+工業互聯網業務覆蓋多樣化服務場景，同時要接入多種類型的終端設備（如物聯網、

73、工業生產和醫療終端等），需要滿足不同業務 SLA 的承載需求以及業務安全隔離需求。網絡切片技術實現“一網多用”，提高網絡基礎設施經濟效益，成為 5G+工業互聯網應用的基礎使能技術。依據業務的性能指標、安全隔離和確定性訴求的不同，SPN 網絡可靈活提供多種網絡切片服務能力，支持不同等級的資源隔離與確定性低時延保障需求。其中，SPN 網絡網絡 MTN 通道技術兼具分組轉發靈活性和通道技術兼具分組轉發靈活性和 TDM 隔離優勢隔離優勢，支持端支持端 32 到端硬隔離切片能力到端硬隔離切片能力。與傳統分組軟切片和與傳統分組軟切片和 FlexE 接口硬隔離相比接口硬隔離相比，時延時延和抖動性能均有顯著提

74、升和抖動性能均有顯著提升。SPN 網絡支持的切片技術、隔離特性和時延指標如表 12 所示。表 12 SPN 網絡的切片資源隔離技術及特性 切片技術切片技術 隔離機隔離機制制 單跳時延單跳時延 單跳抖動單跳抖動 切片帶寬切片帶寬 隔離性隔離性 FlexE/MTN 接口硬隔離切片+節點內分組交換 接口時隙隔離 2050us 10us量級 N5Gbps 較高 MTN 接 口+節 點 內MTN通道交叉 全硬隔離的切片 端到端時隙隔離 310us 1us量級 N5Gbps 高 30us(1*10Mbps)1us量級(1*10Mbps)110Mbps 15us(10*10Mbps)1us量級(10*10M

75、bps)1010Mbps VPN+QoS 軟隔離的切片 分組標識和隊列隔離 2050us 100us量級 帶寬靈活可配置 中 注：表中單跳時延為未擁塞下的 P 節點數據；單跳抖動為切片間擁塞切片內不擁塞時高優先業務的 P 節點數據。SPN/MTN 通道交叉的硬隔離切片基于以太網 64/66B 碼塊的 TDM 時隙交叉技術，用戶分組報文在網絡中間節點無須經過 L2/L3 存儲查表，直接基于 L1 的時隙透明交叉技術，實現端到端硬切片隔離能力以及單跳 us級的超低時延能力。而 FlexE 接口硬切片技術基于 TDM 時隙隔離技術，將一個以太網物理端口隔離成多個更小粒度的硬管道，以實現業務在網絡側接

76、口內硬隔離轉發。但分組業務在網絡設備內部，依然基于分組報文進行查表轉發，需考慮分組處理時延并存在節點內分組資源共享問題（見圖 12）。33 圖 12 SPN/MTN 通道交叉和 FlexE 接口隔離對比（二二）SPN 多樣化保護技術保障業務電信級高可靠承載多樣化保護技術保障業務電信級高可靠承載 5G+工業互聯網不但對帶寬提出要求，對可靠性指標也提出了嚴格要求。通信服務可用性和通信服務可靠性（MTBF）反映了故障間隔時間和故障時長，是承載網絡面向生產型業務承載的核心指標。3GPP 對 5G 網絡提供的通信業務可靠性及可用性指標提出了具體要求，在 3GPP TS 22.261 中針對不同的應用場景

77、提出了 99.9%99.9999%的高要求（見表 13）。表 13 工業互聯網的網絡可靠性要求 網絡可靠性要求網絡可靠性要求 年中斷時間年中斷時間 典型業務場景典型業務場景 99.9%526分鐘 工業過程自動化的監視類業務等 99.99%52.6分鐘 工業離散自動化 99.999%5.26分鐘 觸覺交互 99.9999%31秒 工業過程自動化的遠程控制等 SPN網絡可通過設計和部署網絡系統備份網絡可通過設計和部署網絡系統備份、故障自動檢測故障自動檢測、故障快速恢故障快速恢復技術提高業務可靠性和可用性指標復技術提高業務可靠性和可用性指標，滿足滿足5G+工業互聯網業務超高可靠工業互聯網業務超高可靠

78、性和網絡安全的承載需求性和網絡安全的承載需求。SPN網絡的可靠性技術主要包括保護倒換和快速恢復，常用的保護恢復技術如表14所示。表 14 SPN 支持的網絡保護技術 分類分類 保護類型保護類型 業務場景業務場景 典型技術典型技術 保護對象保護對象 倒換性能倒換性能 電信級電信級 保護保護 分組隧道線性保護 分 組 VPN 業務 SR-TP APS SR-TE 主備保護 網內：鏈路/單板/穿通節50ms 34 分類分類 保護類型保護類型 業務場景業務場景 典型技術典型技術 保護對象保護對象 倒換性能倒換性能 MTN通道保護 E1/STM-1 等CBR業務、硬隔 離 分 組 業務 MTN通道1+1

79、 點 50ms 雙歸節點保護 與 核 心 網 設備或落地SPN設 備 互 聯 互通 VPN FRR 網內：落地節點 50ms 網間保護 與 核 心 網 設備 或 異 廠 家SPN設備跨域互聯互通 IP FRR或混合FRR 網間：對接節點 50ms 抗 多 點抗 多 點故 障 的故 障 的電 信 級電 信 級保 護 加保 護 加路 由 恢路 由 恢復技術復技術 SR隧道線性保護+重路由技術 高 等 級 分 組VPN業務 線 性 保 護 加動 態 重 路 由恢復 網內：鏈路/單板/非落地節點多點故障 保護：50ms 恢復：秒級 最 高 等 級 分組VPN業務 永久1:1保護（線 性 保 護 加預

80、置 路 由 恢復）保護：50ms 基于 SPN 網絡豐富多樣化的可靠性保障能力，可靈活定制具備不同可靠性和可用性等級的業務套餐，匹配 5G+工業互聯網差異化的業務可靠性需求，滿足最高 99.9999%的可靠性指標要求。（三三）多業務承載和多業務承載和 SR 轉發技術適配工業場景多維感知和靈活接入轉發技術適配工業場景多維感知和靈活接入需求需求 SPN 網絡支持對 IP、以太網、TDM 業務的統一承載，提供 L2VPN、L3VPN 和 CBR 等多業務類型。在切片分組層可同時提供 SR-TP 和 SR-BE兩類隧道。SR-TP 隧道由 SDN 集中控制器基于網絡實時拓撲狀態及業務算路請求，遵循用戶

81、指定的算路策略計算生成端到端路徑，可支持嚴格約束路徑和全網流量工程，提升了 5G+工業互聯網業務的電信級服務質量。SR-BE隧道基于 IGP 協議擴展生成，支持最短路徑優先選路，以及 IGP 協議收斂保護和 TI-LFA 保護能力和 Full Mesh 管道，最終實現多種連接需求業務的靈活接入和高效轉發。在業務接入側支持IPv4/IPv6雙棧和五元組的流分類，35 具備多維業務感知能力。SPN 網絡通過間接測量的帶外（outBand）OAM 技術和直接測量的帶內（inBand）OAM 技術實現電信級故障運維和高精度性能質量檢測，進一步增強業務 SLA 性能保障。（四四）高速率大容量高速率大容量

82、 SPN 設備設備支撐大帶寬高吞吐的工業應用部署支撐大帶寬高吞吐的工業應用部署 SPN 設備的切片傳輸層支持包括 10GE、50GE、100GE、200GE、400GE等速率接口，單板卡容量 400G 的板卡已批量部署，單板卡容量 800G 的板卡也已成熟，單機最大交換容量已達到 25.6Tbps。高速高速大容量大容量 SPN 設備將設備將有力支撐工業場景下高體驗視頻有力支撐工業場景下高體驗視頻、高分辨率機器視覺高分辨率機器視覺、5G+云云 AR/VR/XR應用落地應用落地，并為工業數字孿生等新應用的創新發展提供底層網絡支撐并為工業數字孿生等新應用的創新發展提供底層網絡支撐。三、SPN 國際國

83、內標準和產業化應用進展 3.1 FlexE：兼容以太網的靈活以太網接口標準兼容以太網的靈活以太網接口標準 2012 年，隨著以太網接口速率的發展，業界認為高速以太網接口（200GE）價格會非常昂貴，導致難以形成規模部署。需要一種將 MAC 速率演進與物理接口速率演進解耦的方法，通過低成本的物理接口捆綁獲得高速物理接口，這種方法可以基于 OIF 的 MLG 演進?；诖?，2013 年 11月 1 日的 OIF DAY 中，Flexible Ethernet 的概念被首次提及。2014 年 10 月的以太網聯盟會議中，召開了關于 FlexE 的圓桌討論。也正是在該會議中，谷歌介紹了面向數據中心互聯

84、場景的 FlexE 用例以及 FlexE 驅動力。2015年 1 月，OIF 正式立項 FlexE，開始講 FlexE 標準化。歷時 1 年，OIF 在 2016年 3 月發布了 FlexE IA 1.0，利用 100GE PHY 支持綁定、通道化和子速率功能。2017 年 6 月，OIF 發布了 FlexE 1.1，對原 1.0 版本進行編輯性修訂。同期，OIF 立項了 FlexE 鄰居發現（Neighbor Discovery），旨在解決 FlexE接口鄰居發現、連接驗證、能力發現、完整性校驗和差分差分延遲補償能力 36 發現的問題，使得 FlexE 能夠更加便捷地應用。2018 年 6

85、月，OIF 發布了FlexE 2.0，增加對 200GBASE-R PHY 和 400GBASE-R PHY 的支持。同年 9月，FlexE ND 1.0 發布。2019 年 7 月，OIF 發布了 FlexE 2.1，增加了對50GBASE-R PHY 的支持。2021 年 10 月，OIF 發布了 FlexE 2.2，對 FlexE2.1進行了優化和修訂（見圖 13）。圖 13 FlexE 標準發展歷程 我國通信標準化協會（CCSA）于 2017 年啟動了 FlexE 技術標準研究，已于 2020 年底完成了 FlexE 鏈路接口技術要求和測試方法兩項通信行業標準的研制，目前均已正式發布，

86、具體見表 15。表 15 2021 年發布的兩項 FlexE 中國通信行業標準 中國通信行業標準中國通信行業標準 標準狀態標準狀態 1 YD/T3965-2021 靈活以太網靈活以太網（FlexE）鏈路接口技術要鏈路接口技術要求求 2021 年 6 月已發布 2 YD/T 3992-2021 靈活以太網靈活以太網（FlexE）鏈路接口測試鏈路接口測試方法方法 2021 年 9 月已發布 由于 FlexE 是面向數據中心互聯場景設計，是一個接口技術，而不是網絡技術，缺少組網能力，進而限制了 FlexE 的應用范圍。另一方面，高速以太網物理接口和高速 NP 的發展受到 HPC、數據中心在 2015

87、 年后的快速發展的影響，高速以太網物理接口的標準和產業化速率加快，從而使得 FlexE最初所迫切希望解決的問題不再重要。FlexE 也并沒有在谷歌等 OTT 廠家中獲得大量應用。2017 年，中國廠商借鑒 FlexE 的設計邏輯，面向 5G 移動承載場景，提 37 出了滿足電信級要求的網絡技術切片通道層，支持硬切片確定性超低時延轉發。從 2018 年到 2020 年，在中國廠商的推動和主導下，ITU-T 研制發布了基于 SPN 的 MTN 系列標準。3.2 SPN：我國自主創新的我國自主創新的 5G 傳送網技術標準傳送網技術標準 SPN 是我國自主創新的新一代 5G 承載網絡架構。SPN 采用

88、高效以太網內核，實現大帶寬、低時延、高效率的綜合業務承載。通過多層網絡技術的高效融合，及靈活軟硬管道分片，提供從 L0L3 的多層業務承載能力。因兼容以太網生態鏈，SPN 還具備低成本的特性。SPN 在 IEEE 802.3 標準以太網和 OIF FlexE 技術基礎上，創造性提出切片以太網（Slicing Ethernet）層網絡技術，通過創新分片以太網碼流調度，實現業務的硬管道隔離和帶寬保障，提供極低時延的業務承載管道。SPN 利用 IP、以太網、光的高效融合，實現從 L0L3 的多層次組網，構建多種類型的管道提供能力。不僅提供基于分片以太網的“高可靠硬隔離的硬分片”，也支持基于靈活分組連

89、接的“彈性可擴展的軟分片”，從而可以按需對一張物理網絡進行資源切片隔離，形成多個虛擬網絡，為多種業務提供基于差異化 SLA 的承載服務。自 2018 年開始，CCSA 啟動了 SPN 系列通信行業標準的研究制定,目前已正式發布了三項行業標準：YD/T 3826-2021切片分組網（SPN）總體技術要求、YD/T 3974-20215G 網絡切片 基于切片分組網（SPN）承載的端到端切片對接技術要求和 YD/T 4172-2022切片分組網（SPN）設備技術要求，完成了切片分組網絡（SPN）設備測試方法等三項行標報批公示和 1 項互通技術研究報告結題審查，正在研究制定切片分組網絡（SPN）細粒度

90、承載技術要求和切片分組網絡（SPN）互通技術要求 38 等六項行標（見 表 16）。表 16 切片分組網（SPN）的中國通信行業標準發布和在研狀態 中國通信行業標準 標準狀態 1 YD/T 3826-2021 切片分組網絡（SPN）總體技術要求 2021 年 3 月正式發布 2 YD/T 3974-2021 5G 網絡切片 基于切片分組網（SPN）承載的端到端切片對接技術要求 2021 年 9 月正式發布 3 YD/T 4172-2022 切片分組網絡（SPN）設備技術要求 2022 年 12 月正式發布 4 2020-0592T-YD 切片分組網絡（SPN）設備測試方法 2022 年 4 月

91、完成報批公示 5 2020B31 切片分組網絡（SPN）互通技術要求（SR 367-2022）2021年 12月研究報告通過審查結題，并新立項行標 6 2021-0583T-YD 基于切片分組網(SPN)的承載網切片子網管理功能（TN-NSSMF）技術要求 2021 年 10 月完成報批公示 7 2021-0582T-YD 5G 網絡切片管理功能（NSMF）與基于切片分組網(SPN)的承載網切片子網管理功能（TN-NSSMF）接口技術要求 2021 年 12 月完成報批公示 8 2020-0591T-YD 切片分組網絡（SPN）南向接口技術要求 2020 年立項，2022 年 12月完成送審稿

92、審查，預計2023 年 Q1 完成報批公示。9 2021-0966T-YD 切片分組網絡（SPN）設備南向接口測試方法 2021 年立項，2022 年 12月完成征求意見稿審查，預計 2023 年完成 10 2021-0965T-YD 切片分組網絡（SPN）細粒度承載技術要求 2021 年立項，2022 年 12月完成征求意見稿審查，預計 2023 年完成 11 H-202112062807 切片分組網絡（SPN）細粒度承載技術的測試方法 2021 年 12 月立項，預計2023 年完成 39 12 H-202112032764 切片分組網絡（SPN）互通技術要求 2021 年 12 月立項，

93、預計2023 年完成 13 H-202212025646 小型化接入切片分組網絡（SPN）設備技術要求 2022 年 12 月立項，預計2024 年完成 3.3 MTN：ITU-T 的新一代的新一代 5G 傳送網標準體系傳送網標準體系 國際電信聯盟的第15研究組（ITU-T SG15）是負責研究制定光傳送網、接入網和光纖光纜基礎通信網絡技術標準的權威國際標準化組織，已發布多個全球廣泛應用的傳送網技術標準體系，如 SDH、OTN 和 PTN 等。自2017 年開始，我國成員向 ITU-T 積極貢獻 200 多篇 5G 傳送和 MTN 技術文稿，不僅推動研究發布了 5G 傳送需求技術報告和 5G

94、傳送網絡特性G.8300 標準建議，還主導研制了 ITU-T 新一代 5G 傳送的 MTN 技術標準體系，具體歷程見圖 14。2017 年 4 月，中國移動和中國信通院聯合向 ITU-T SG15 的 Q11&Q12&Q14 課題聯合會議提交了第一篇建議擴展 FlexE接口為通道層網絡技術的提案；2017 年 6 月我國成員聯合向 ITU-T SG15 全會提出了建議開展 5G 傳送需求和技術方案研究的提案，正式立項研究 GSTR-TR5G 傳送需求技術報告；在 2018 年 10 月的 ITU-T SG15 全會上，正式立項我國提出的 SPN 技術標準 G.mtn 項目，命名為 MTN（Me

95、tro Transport Network，城域傳送網絡）接口技術，開啟了我國主導新一代光傳送網新技術體系國際標準化的里程碑。2019 年 7 月，ITU-T SG15 全會批準立項 MTN架構、設備功能、線性保護和網絡管控四個標準項目，MTN 成成為繼為繼 SDH、OTN 之后的新一代之后的新一代 5G 傳送網國際標準技術體系傳送網國際標準技術體系（見見圖圖 15）。）。40 圖 14 ITU-T 5G 傳送和 MTN 國際標準推進歷程 目前，MTN 技術已在 ITU-T 形成了一套體系化的國際標準系列，具體見圖 15 和表 17。截止到 2022 年 12 月，已發布了 MTN 架構 G.

96、8310、MTN接口 G.8312、MTN 設備功能 G.8321、MTN 線性保護 G.8331、MTN 網絡管控 G.8350 五項國際標準建議和網絡演進 G.sup.69 技術報告，MTN 同步標準將于 2023 年完成研制。2022 年 9 月的 ITU-T SG15 全會批準立項G.fgMTN，標志著 MTN 擴展細粒度子通道的核心架構和關鍵技術獲得國際標準組織認可。圖 15 ITU-T 的新一代 5G 傳送 MTN 技術標準體系組成 41 表 17 ITU-T MTN 系列國際標準 標準號標準號 標準名稱標準名稱 標準內容標準內容 發布時間發布時間 G.8310 Architect

97、ure for metro transport network 架構 2020 年 12 月 G.8312 Interfaces for a metro transport network 接口 第一版：2020 年12 月；增補1:2022 年 2 月 G.8321 Characteristics of MTN equipment functional blocks 設備 2022 年 9 月批準通過,11 月 13 日AAP 批準發布 G.8331 MTN linear protection 保護 2021 年 12 月批準通過,2022 年 2月正式發布 G.8350 Managemen

98、t and control for metro transport network 管理 2022 年 9 月批準通過,11 月 13 日AAP 批準發布 G.sup.69 Migration of a pre-standard network to a metro transport network 演進 2020 年 9 月 G.mtn-sync Synchronization aspects of metro transport network 同步 預計 2023 年 在 2022 年 3 月召開的世界電信標準全會（WTSA-20）上，ITU-T SG15主席向出席會議的 125 個成

99、員國的 1000 多名與會代表匯報了 2017-2021 研究期的 SG15 進展報告，其中 MTN 位列本研究期的重要成果（見圖 16），并將面向行業應用的高質量小顆粒業務（Sub1G）做為新研究期的主要發展方向（見圖 17）。圖 16 2017-2021 研究期 ITU-T 的光傳送網國際標準主要成果 42 圖 17 2022-2024 研究期 ITU-T SG15 光傳送網國際標準化的重點工作 自 2019 年中開始，中國移動聯合中國信通院、華為、中興、烽火等產業各方，一起研究探索垂直行業應用需求和 SPN 小顆粒技術方案，先后論證了 1Gbps、100Mbps 和 10Mbps 三種顆

100、粒度并開展了一些新技術測試驗證，在2020年底統一確定采用基于細粒度單元（FGU，Fine Granularity Unit）的技術方案，并于 2021 年 6 月聯合發布了SPN 小顆粒技術白皮書白皮書5，2021 年下半年完成了中國移動相關企標切片分組網（SPN）細粒度切片技術要求和10GE 接口細粒度切片技術要求制定，并進行了多廠家樣機的互聯互通測試驗證，2022 年正在協同開展我國切片分組網絡（SPN）細粒度承載技術要求通信行業標準和 ITU-T 國際標準的推進工作。3.4 SR-TP：IETF 的分段路由轉發技術標準創新的分段路由轉發技術標準創新 段路由（Segment Routin

101、g）轉發技術是 SDN 架構演進下的產物，其核心思想是將報文轉發路徑切割為不同的分段，并在路徑起始點往報文中插入分段信息，中間節點只需要按照報文里攜帶的分段信息轉發即可。這樣的路徑分段，稱之為“Segment”，并通過 SID（Segment Identifier，段標識）來 43 標識。相比于傳統隧道技術，SR 隧道由于不需要在中間節點上維護隧道路徑狀態信息，極大提升隧道路徑調整的靈活性和網絡可編程能力。SPN 在 IETF RFC8402 源路由定義的嚴格約束路徑 SR-TE 基礎上，創新的增加一層標識端到端業務流的路徑標簽 Path Segment，增強改進形成SR-TP 隧道，用于面向

102、連接的、點到點業務承載?；?Path Segment，轉發路徑尾節點可以識別數據流的路徑，從而支持對業務路徑的時延和丟包率等性能的測量，實現網絡質量實時可視；在標簽棧中插入 Path Segment 后，業務路徑可被識別，當故障發生時，可實現快速保護倒換，提高網絡可靠性；此外，SR 隧道本身是單向的，通過 Path Segment，能夠將兩條單向路徑綁定在一起實現了雙向隧道，從而支持雙向保護倒換，進一步提高網絡可靠性。Path Segment，不只是解決了 SR 在電信網應用的可靠性問題，更重要的是提出了一種新的 Segment 基礎類型：Path Segment?；?Path Segme

103、nt可以做出很多路徑層面的 SR 新功能，該技術已經在 SPN 網絡中廣泛部署，成為重要的基礎技術之一。在標準化上，SR-MPLS Path Segment 涉及整體架構、轉發面定義、控制面擴展等多篇 IETF（Internet Engineering Task Force,國際互聯網工程任務組）草案，已形成比較完整的體系化標準。SR-MPLS Path Segment 基礎草案已經接近 RFC 發布階段，其 PCEP、BGP、SR Policy 等多篇協議擴展草案也都已成為工作組文稿，標志著 Path Segment 的標準化進程取得了巨大突破，中國力量在國際標準領域的話語權亦得到了充分體現

104、（見 表 18）。44 表 18 SR-TP 的 IETF RFC 和工作組文稿狀態 IETF RFC 編號和工作組文稿名稱編號和工作組文稿名稱 標準狀態標準狀態 1 RFC8402 Segment Routing Architecture 發布 2 RFC8667 IS-IS Extensions for Segment Routing 發布 3 RFC9085 BGP Link-State extensions for Segment Routing 發布 4 RFC8664 Path Computation Element Communication Protocol(PCEP)Exte

105、nsions for Segment Routing 發布 5 RFC8321 Alternate-Marking Method for Passive and Hybrid Performance Monitoring 發布 6 draft-ietf-rtgwg-segment-routing-ti-lfa Topology Independent Fast Reroute using Segment Routing 工作組文稿 7 draft-ietf-spring-mpls-path-segment Path Segment in MPLS Based Segment Routing N

106、etwork 工作組文稿 8 draft-ietf-pce-sr-bidir-path Path Computation Element Communication Protocol(PCEP)Extensions for Associated Bidirectional Segment Routing(SR)Paths 工作組文稿 9 draft-ietf-pce-sr-path-segment Path Computation Element Communication Protocol(PCEP)Extension for Path Segment in Segment Routing(

107、SR)工作組文稿 10 draft-ietf-pce-binding-label-sid Carrying Binding Label/Segment-ID in PCE-based Networks 工作組文稿 3.5 SPN 全產業鏈的規?；逃煤徒研园l展分析全產業鏈的規?；逃煤徒研园l展分析 目前，SPN 產品已實現了設備大規模商用產品已實現了設備大規模商用，國內主流網絡設備廠商國內主流網絡設備廠商和和接入設備廠商共提供接入設備廠商共提供 30 多款多款 SPN 設備設備。SPN 設備在技術標準設備在技術標準、芯片芯片、設設備備、儀器儀表儀器儀表、網絡部署和行業應用方面已基本形成了完

108、整產業鏈網絡部署和行業應用方面已基本形成了完整產業鏈（如圖18）。截止到 2022 年 12 月，中國移動共采購 45 萬端 SPN 設備，其中 34 45 萬端已在現網規模部署。圖 18 SPN 全產業鏈的規模發展狀態 華為基于 SPN 技術架構，自主研發 5G 承載 NP 網絡處理器和交換網系列芯片，研制了新一代 5G 承載 SPN 設備（PTN7900E、PTN990E、PTN980、970C 等）（見圖 19）。SPN 設備中關鍵元器件，例如芯片、光模塊均自主研發，并且關鍵元器件的供應自主可控。華為 SPN 產品已經在全國各個省份均有部署。依托 5G 移動承載，華為與運營商在多個行業和

109、多個合作伙伴開展了應用，包括東莞南方工廠，貴州省醫保專網，河南省鄭大一附院智慧醫療專網，湖南省華菱湘鋼智慧工廠 SPN 專網，江蘇省 SPN 省干云專網，山西省呂梁 SPN 智慧煤礦專網，深圳南方電網 5G 智能電網行業專網，浙江寧波 5G 智慧港口承載切片專網，山東省青島海爾園區 SPN 智能制造切片專網，天津中國郵政 SPN 政企專網。46 圖 19 華為公司的 SPN 系列產品 中興通訊 SPN 全系列產品 ZXCTN61 系列、ZXCTN6700 系列（見圖21），覆蓋接入匯聚核心干線應用場景。中興通訊 SPN 產品核心芯片均為自研，匯聚核心干線設備線卡主芯片集成 NP、MTN、TM、

110、SA 功能四合一，功耗比商用芯片組合降低 50%、交換網芯片提供業務無關統一信元交換，接入設備主控主芯片集成 NP、MTN、TM 功能三合一。自研芯片集成高精度時間戳，芯片精度1ns。中興通訊 SPN 全系列產品在國內外市場已規模部署，累計發貨超過 10 萬端。圖 20 中興公司的 SPN 系列產品 烽火公司自研 SPN 分組處理芯片(FlexE+PP+TM)起始于 2017 年初，2019 年 Q4 開始規?，F網部署基于該自研芯片的 SPN 設備。烽火提供CiTRANS 690 E30/E20/E10 和 CiTRANS 650 U5/U3/U2 共 6 款 SPN 設備(如圖 21)，交換

111、容量從 25.6T 到 320G，切片容量從 12.8T 到 100G，全面支持單節點精度 5ns 的超高精度時間同步。烽火 SPN 已經完成三期全國統一集采，在個 28 省/自治區有商業應用；截止 2022 年中，烽火 SPN 全國累計上管超過 3 萬端，累計加載 5G 基站超 8 萬個，設備在網穩定運行累計超過 3億小時。47 圖 21 烽火公司的 SPN 系列產品 3.6 支撐工支撐工業場景應用需求的業場景應用需求的 SPN 產業化進展產業化進展 隨著 5G+工業互聯網部署加速，工業場景下的新應用新業務不斷向深度和廣度擴展。面向工業場景的網絡需求，SPN 在小顆粒切片靈活承載、確定性低時

112、延和抖動、高精度便捷化 SLA 質量保證、面向算網融合的多位感知和融合組網能力等方面均實現技術創新和產業化落地。（一一）小顆粒切片靈活承載能力小顆粒切片靈活承載能力：面向行業客戶和業務的網絡需求，實現帶寬精細化管理，高效匹配各類型業務帶寬需求；SPN 設備 50GE、100GE和 200GE FlexE 接口均支持 N5Gbps 大顆粒硬管道能力。由于工業場景應用呈現出小于 10Mbps 的小顆粒硬管道承載需求，因此 SPN 在繼承現有N5Gbps MTN 通道技術機制上提出了 M10Mbps 小顆粒切片技術方案，將成為助力 5G+工業互聯網及政企專線應用部署的關鍵賦能力量。SPN 小顆粒技術

113、繼承了高效以太網內核，將細粒度切片技術融入 SPN 整體架構，提供了低成本、精細化、硬隔離的小顆粒承載管道。FGU 將硬切片的顆粒度從 5Gbps 細化為 10Mbps，以滿足 5G+垂直行業應用和專線業務等場景下小帶寬、高隔離性、高安全性等差異化業務承載需求。目前中國移動已基本完成 SPN 細粒度承載技術企標研制，并正在推動全系列 SPN 設備支持 FGU技術的產業化。在設備形態方面，面向工業園區和行業客戶一點入云應用場景，小型化接入 SPN 設備通過標準 10GE 以太網接口上聯城域 SPN 設備實 48 現端對端切片管控與業務快速開通，支持 SR-MPLS、SRv6 和 L2VPN、L3

114、VPN 和 EVPN 業務功能，有利于構建端到端高效、無損、柔性帶寬、靈活接入和電信級高可靠的行業虛擬專網。（二二）確定性低時延和抖動能力確定性低時延和抖動能力：適配工業場景控制類業務的確定性承載需求，SPN 設備已實現毫秒級的時延、微秒級的抖動、納秒級超高精度時間同步和 99.9999%可靠性保證能力。N5Gbps 和 N10Mbps 通道通過獨享確定的時隙保證嚴格 TDM 特性和帶寬的確定性。中間節點 TDM 時隙交叉，不感知業務報文信息，從而保證確定性的低時延。業務報文獨占 TDM 通道時隙資源，抖動小于 1us。通過時鐘源下沉、超高精度時鐘源和傳遞技術提升精度，提供納秒級超高精度時間同

115、步。（三三）高精度便捷化的高精度便捷化的 SLA 質量保證能力質量保證能力：工業場景由于業務類型復雜且業務指標嚴苛，需要更精準的檢測技術進行業務測量并采集 SLA 性能數據，進而對所承載業務的運行狀態進行分析、評價、控制和調整，以提供長期穩定、可靠的網絡服務。SPN 采用了面向業務流量的高精度帶內 OAM（IOAM）機制。IOAM 檢測在業務轉發路徑、QOS 處理和業務報文轉發方面完全與被測業務一致，能更真實的反映被測業務的 SLA 性能。SPN 設備已實現了 IOAM 技術的產業化部署并已具備了上萬規格的業務檢測能力。后續 SPN 將持續推進基于大數據分析和人工智能的性能檢測分析技術的研究和

116、產業化應用。（四四）基于應用感知的融合組網能力基于應用感知的融合組網能力：行業數字化轉型、IPv6+發展和工業互聯網的高質量工業外網要求，提出了云網邊端協同組網、一網多業、算力網絡、定制化和服務能力開放等核心需求特征。中國移動與中國信通院正在聯合推動 SPN 網絡設備廠商開發支持基于 SRv6 Policy 的算網感知能力，并將在廣域網逐步實現 SPN 承載網與 IP 云專網基于 G-SRv6 的跨域互通。通過加強 IPv6+、G-SRv6、SR-Policy 可編程能力和網絡動態路由能力，49 實現無線、企業、家庭、云網、算網等多業務綜合承載；通過規范化接口模型和多域互通組網方式，實現邊緣網

117、絡的異廠家靈活組網；通過 SDN 開放的北向接口和 APP 第三方接口，實現網絡可視化與客戶自助服務。SPN 通過與 G-SRv6 等 IPv6+技術結合，利用 IPv6 擴展頭感知和傳遞各類應用信息，從而更好的配置和優化不同切片資源來保證 SLA，實現更深度的多維業務感知和多域異構技術的融合組網應用部署。四、SPN 在工業場景的定位和案例分析 4.1 SPN 在工業場景的應用定位分析在工業場景的應用定位分析 4.1.1 工業互聯網對網絡的需求場景分析 工業互聯網包括工業內網和工業外網兩大類網絡應用場景。工業內網主要是實現企業內部連接生產、控制這些環節的數據，并提供企業日常運行的信息化通信管理

118、。工業內網分為 OT 網絡和 IT 網絡兩部分。在傳統生產環境，OT 網絡是一套獨立的網絡，實現生產單元之間的可靠信息交互，采用的技術有工業總線、工業以太網、工業無線網絡等；IT 網絡是辦公局域網，采用的技術是以太網和無線 WiFi。在數據安全和網絡安全可靠的前提下，工業互聯網希望實現 OT 和 IT 網絡的融合組網，主要技術發展方向包括實時化、IP 化、扁平化、無線化和柔性化等。工業外網不僅要為實現遠程生產控制的通信實體之間提供高可靠和低時延的網絡連接，還需傳遞相關數據到工業互聯網數據平臺或行業云服務平臺，即通過國家、區域或地市等不同級別的工業互聯網數據平臺或行業云服務平臺的人工智能、大數據

119、分析和超級算力處理能力，實現海量數據的高效智能化處理和應用創新。工業外網要重點解決從主要承載傳統消費互聯網業務為主的模式，向以滿足工業互聯網多業務承載的信息通信網絡綜合 50 服務能力方向升級發展，包括提高網絡的可信安全、電信級高可靠性和確定性承載能力，更好的實現泛在接入、靈活組網和網絡服務質量嚴格保障。一般涵義的工業外網是運營商的信息通信網絡以及國家重點行業的自建專網，而泛在的工業外網是還包括運營商和 OTT 服務商提供的 SD-WAN專線等服務。本研究報告主要聚焦一般涵義的工業外網范疇，即行業客戶通過租用運營商提供的行業專線/專網或 5G 行業虛擬專網，以及國家重點行業自建行業專網實現數字

120、化和智能化轉型。1）租用行業專線租用行業專線/專網專網：基于運營商已大規模建設和覆蓋面廣泛的專線網絡，實現行業總部和分支機構之間的通信和數據傳輸，或者實現本地機構統一接入行業云平臺。網絡類型包括 OTN 專線/專網，SPN 專線/專網，IP網專線/專網等。2）5G 行業虛擬專網行業虛擬專網：基于運營商已大規模建設和覆蓋面廣泛的 5G 網絡，采用 5G 網絡切片和邊緣計算（MEC）技術，在無線、承載、核心網等環節虛擬出一張面向行業應用的專用網絡，并與工業互聯網的園區內網、行業云化數據中心實現跨域融合組網互連，實現端到端各類業務綜合承載、高強度安全隔離、海量終端接入以及迅捷的響應方式，滿足工業互聯

121、網的八類典型應用場景對迅捷響應、精準控制、高安全可靠性的要求，有利于促進電力系統的數字化發展，為新型電力系統的海量數據賦能，支撐實現電力行業的雙碳戰略目標。3）行業自建專網行業自建專網：我國能源、交通和港口等重點行業普遍采取自建通信專網的方式，如電力行業的國家電網和南方電網、煤礦行業、高速鐵路、高速公路和城市軌道交通等重點行業。行業專網需求呈現多樣性和差異化特性，通常是多業務綜合承載能力的組合，包括業務隔離、低時延、大帶寬、高可靠、靈活組網和智能運維等。4.1.2 SPN 在工業互聯網的應用定位分析 51 我國信息通信產業的“十四五”規劃重點推進新型數字基礎設施統籌發展，以 5G 基礎設施、大

122、數據中心、工業互聯網建設和寬帶普及提速、融合發展為重點，加快構建高速、融合、安全、泛在的信息通信基礎設施。圍繞數字經濟發展，以數據應用為重點，大力推動 5G 技術、大數據在工業互聯網、智慧礦山、智慧園區、智能工廠等方面的應用，大力發展軟件服務業和服務型制造，促進產業數字化轉型、智能化升級。工業互聯網對網絡的核心需求是安全可靠、業務隔離、確定承載、泛在接入、靈活組網和智能運維等。SPN 在工業互聯網的應用以工業外網為主，根據不同行業應用場景的需求差異，兼具解決煤炭、港口和工業園區等部分工業內網應用場景。小型化接入 SPN 設備可作為工業內網的出口網關設備，實現工業內網和工業外網的有效銜接，包括多

123、業務安全隔離的綜合承載、端到端網絡切片互通和協同調度，不同行業切片的開放服務能力等。SPN 具備軟硬兼具和層次化的網絡切片能力，一是通過 N5Gbps 和M10Mbps 兩層 MTN 通道提供類似 SDH 的 VC-4 和 VC-12 的 TDM 硬隔離通道的確定性承載能力，二是在 N5Gbps 的 MTN 接口或通道內通過分組統計復用、QoS 隊列優先級調度和 SRv6、SR-TP、MPLS-TP 等分組隧道實現軟隔離的高帶寬利用率、差異化承載和靈活調度，具體如圖 22 所示，實現了工業互聯網的生產控制、信息管理和互聯網接入等多業務類型的高安全隔離、高可靠統一承載和差異化 SLA 保障，是目

124、前承載網絡技術中最具綜合競爭力、關鍵技術和產業鏈基本自主可控并具有長期發展前景的新一代承載網絡技術解決方案。52 圖 22 SPN 的兩級層次化網絡切片能力在工業互聯網的應用方案建議 4.2 智能電網場景智能電網場景 4.2.1 5G+智能電網場景 5G+智能電網主要應用在配電自動化等應用場景，位于電力通信網的接入層。由于光纜鋪設難度大、成本高、周期長且外破嚴重，難以快速有效的覆蓋全部配電自動化地區，因此需要部署安全可靠、靈活接入和反應迅速的無線通信網絡，由于 4G 無線公網的傳輸穩定性一般，且不符合電力通信的安全標準要求。4G 無線專網網絡接入的智能開關只能實現“二遙”功能即遙信和遙測，不具

125、備遠程遙控功能，且大部分在運智能開關受保護級差時限的限制，通常配置“二級保護”，只能將故障隔離在大區內，難以實現故障的快速精準隔離與自愈，影響用戶用電可靠性。此外，4G 無線通信時延偏大長（實測大部分在 70ms 左右，最長延時超過 1s），且無同步脈沖輸出，因此無法滿足配網差動保護的應用要求?；?5G 的電力行業虛擬專網具有“超低時延”、“海量連接”和“超高帶寬”等特性，并且支持采用端到端的硬切片和軟切片，分別為電網不同分區業務提供物理資源、虛擬邏輯資源等不同層次的安全隔離能力，實現 53 5G+MEC+切片的配網“三遙”、配網差動保護、配網 DTU、分布式能源、輸變電側智能巡檢等應用落地

126、，同時為智能電網的業務承載提供更好的安全保障、為海量終端提供高效靈活的運營管理能力，解決了智能電網末梢的通信痛點和難點。電力 5G 配網業務主要分為控制類和采集類兩大業務類型，遵循電力安全要求，電力 5G 業務可以安全分區為粒度，分為 4 類：生產控制大區（安全區）、生產控制大區（安全區）、管理信息大區（安全區）、管理信息大區（安全區）。電力網絡承載的業務差異性大，安全等級要求各不相同，既有時延抖動、高可靠性的差動保護業務，也有同步精度的配電自動化業務和大帶寬的視頻會議業務。圖 23 面向 5G+智能電網的電力行業虛擬專網總體架構 5G+智能電網的典型應用場景和通信需求分析如下：1)配網差動保

127、護配網差動保護：可以減少停電時間，高效處理配電故障，但是對通信網絡的要求非?？量蹋阂皇且笫跁r精度達到 10us 以內，二是要求傳輸時延小于 15ms，雙向時延差小于 200us。2)無人機無人機/機器人巡檢機器人巡檢：傳統輸電巡檢采用人工為主，少量采用攝像頭監測、點對點人工操作無人機、巡檢無人機、高壓電纜的機器人輔助監測等方式，存在復雜地形巡檢困難、巡檢效率低、視距受限，人工操作難度大、54 無人機回傳畫面清晰度低等問題。3)精準負荷控制精準負荷控制（PMU）：）：實現配電網負荷開關等控制類應用低成本、強安全的海量接入及快速響應。要求授時精度達到 1us 以內。4)分布式能源業務調度分布式能

128、源業務調度：5G 專網的廣域覆蓋有利于助力有利于支撐新型電力系統發展，具有高度信息化、自動化和互動化等特征，實現電網安全、可靠、經濟、高效運行。分布式能源業務的快速發展，存在點多面廣，快速有效接入運行數據的需求，并要實現分布式能源運行狀態的可觀可測。在功能需求方面，通過配電自動化終端 DTU，采集監測配電線路實時狀態，DTU 上送信息到配電自動化主站，主站根據饋線線路或全網各節點DTU 信息進行綜合分析判斷和處理；或者相鄰的 DTU 之間進行通信，通過分布式分析判斷或處理。從而進行線路故障或設備故障的判斷、定位、隔離和恢復供電，保證供電可靠性。具體通信需求指標如下：1)帶寬：10Mbps 2)

129、時延：業務系統端到端100ms 3)通信可靠性：99.999%4)連接密度：99.999%、同步授時精度誤差小于 500ns（滿足電力業務 1us 要求），可為電力業務提供安全、高效、確定性時延抖動的通信管理通道，為 SPN網絡支撐電力業務綜合承載及其在電力行業的規模商用奠定堅實基礎。A.1.2 浙江杭州 5G 電力虛擬專網應用案例 浙江移動為國網杭州供電公司建設了 5G+MEC+網絡切片的首套地市級廣域 5G 電力虛擬專網（見圖 A.2），利用硬切片技術和邊緣數據處理轉發能力，使電網無線數據與公網數據分開，為杭州泛亞運區域 5G 電力應用提供專用網絡。圖 A.2 浙江杭州的 5G 電力虛擬專

130、網架構圖 根據安全分區原則，制定了 SPN 的業務切片隔離經驗方案：1）專用切片專用切片 1-生產控制大區業務生產控制大區業務：用于配網“三遙”、配網差動保護、配網 DTU、分布式能源等生產控制類應用?？湛趦炏炔捎?RB 資源預留，傳輸側采用 SPN 的 MTN 通道技術建立專屬硬切片通道，接入生產專用UPFMEC，確保生產業務的隔離和數據安全。2）專用切片專用切片 2-信息管理大區業務信息管理大區業務：用于輸變電側智能巡檢、線路監測等視頻類和信息采集類應用?？湛诓扇?5QI 優先級調度，傳輸采用 VPN 隔離，接入管理專用 UPFMEC，保證業務帶寬的充足和靈活性。82 A.1.3 云南曲靖

131、電力的 SPN 工程應用案例 隨著泛在電力物聯網發展規劃，智能電網的深度建設，對傳輸網絡提出了大帶寬、差異化承載、靈活調度、智能運維等新的訴求；回首現有傳輸網絡資源使用飽和，在網時間長、演進乏力備件困難。結合業務需求及網絡現狀云南曲靖電力局規劃了 SPN 通信承載網，滿足語音視頻局域網、綜合數據網、2M 專線業務等通信系統的承載。當前 SDH 網絡容量飽和，演進困難。第一，SDH 設備容量小，資源已經飽和。接入 SDH 設備只能提供 155Mbps 或者 622Mbps 接口，匯聚設備只能提供 2.5Gbps 或者 10Gbps 接口，無法匹配 1Gbps 帶寬到邊緣的規劃要求。第二，SDH

132、設備故障率高，維護成本高。SDH 設備已經運行多年，由于 SDH 產業消退，備件困難。同時，器件老化加速，可靠性風險加大。第三，SDH 技術已經停止演進。常見 SDH 端口速率最大 10Gbps，已無下一代演進。電力 IP 化業務承載效率低。云南曲靖采用 SPN 構筑新型電力傳輸網，支持大帶寬組網、硬切片隔離、智能運維以及 10Mbps fgU 技術。新建曲靖地區 SPN 網絡，地區 SPN 網覆蓋曲靖地調、9 個縣（區）供電局、5 個 500kV 站點、20 個 220kV 站點（其中勝境變預計 2022 年投產）、56 個 110kV 站點（除去已考慮移交的崗上變）、2 個 35kV 站點

133、（左里堡變和牛街變規劃升壓），共計 93 個站點。曲靖供電局 SPN 切片分組網拓撲分為核心落地層、核心骨干層、匯聚層、接入層四層結構，其中核心層環網帶寬為 100G、匯聚層帶寬為 100G 或 50G，接入層帶寬為 50G。83 圖 A.3 云南曲靖 SPN 替換老舊 SDH 構筑新型電力傳輸網 云南曲靖規劃部署分兩階段進行。第一階段規劃部署 3 個分組切片，綜合數據網區切片，綜合數據網區切片和語音視頻局域網切片。第二階段增加電力/區切片物理隔離承載生產業務。圖 A.4 云南曲靖規劃部署 A.1.4 山東電力的 SPN 試點應用案例 山東公司自 1999 年開展了電力光通信網的建設，歷經“S

134、DH-MSTP-自主可控”三個階段，速率由 155M 提升至 10G。隨著電網信息化、數字化的不斷發展，IP 分組業務逐漸取代電路交換業務成為主流。截至 2020 年 12月，山東 17 地市傳輸網已形成 SDH+PTN 雙平面網絡架構，覆蓋全部 35kV及以上廠站和辦公場所。SDH 傳輸平面主要承載繼電保護、調度數據網等 84 業務，共有設備 5948 套，核心帶寬 10G；PTN 傳輸平面主要承載綜合數據網、調度數據網等 IP 業務，共有設備 4666 套，核心帶寬 10GE。目前存在傳輸網帶寬資源不足，接入靈活性不足，PTN 管道隔離度有限和通信網帶動能力有限的問題。山東電力傳輸網目標架

135、構為保留現 SDH 平面，承載保護安穩業務、調度數據網一平面；新建 SPN 傳輸平面承載數據通信網、信息外網等互聯網IP 業務;現 PTN 平面承載調度數據網二平面，滿足安全隔離要求，并結合設備使用狀況，逐步演進升級為 SPN。圖 A.5 山東電力傳輸網演進思路 山東電力傳輸 B 平面中規劃 4 個切片，包括默認切片，綜合數據網切片，信息外網切片和 TDM 基礎切片。III/IV 區綜合數據網業務規劃獨立分組切片，信息外網業務規劃獨立分組切片；切片統計復用提高承載效率，切片間硬隔離提供差異化 SLA 保障。安穩、差動、調度數據網業務部署在 TDM交叉基礎切片，通過 CBR over MTN 技

136、術構筑 E2E 時隙交叉通道，實現與III/IV 區業務物理隔離。85 圖 A.6 山東電力傳輸 B 平面切片規劃部署方案 A.2 交通行業的交通行業的 SPN 應用案例應用案例 A.2.1 SPN 在地鐵傳輸網中的應用案例 針對某地鐵線傳輸網絡（見圖 A.7）部署的場景化具體技術要求，采用SPN 提供的端到端承載解決方案具有以下特征：圖 A.7 某地鐵線 SPN 組網示意圖 1)層次化的大小顆粒硬隔離切片技術層次化的大小顆粒硬隔離切片技術 支持 N*10M 的靈活硬切片，將無線通信系統、通信電源監控等 100M左右帶寬的生產業務通過獨立的 FGU通道承載，確保硬管道下的物理隔離，86 并滿足

137、業務的低時延傳輸要求。對于帶寬在 1000M 及以上的業務如視頻監控系統、乘客信息系統、辦公自動化系統、自動售票系統則采用 N*5G 帶寬的 MTN 大顆粒切片承載，高效合理安排帶寬資源。2)基于軟硬隔離切片實現業務靈活承載基于軟硬隔離切片實現業務靈活承載 硬切片業務可以提供 N*5G 的帶寬，最大可以到線路的帶寬；軟切片基于 VPN 技術，可支持的 PW、LSP 數量可以到 k 級別，完全滿足業務類型多、站點和業務數量大的應用場景。3）支持支持 E1 CBR 業務硬隔離承載業務硬隔離承載 SPN 的 CBR 方式承載 E1 業務，解決了原有的 PWE3 方式的軟隔離的問題，能提供類似 SDH

138、 的時延等性能，E1 CBR 通過端到端的 FGU 通道承載，保證了 E1 業務在業務完整路徑上的硬隔離，滿足了地鐵生產業務的安全需要。4）提供超大帶寬提供超大帶寬 網絡線路側采用 100GE 組環，基于大帶寬彈性分組管道，保障地鐵安檢信息實時采集與集中處理；基于 FlexE 的鏈路捆綁功能，可以實現線路側帶寬平滑升級到 200GE，為未來的智慧地鐵新業務預留足夠的可用帶寬。5）完善的網絡保護方式完善的網絡保護方式 具備網絡級的分層保護能力，業務保護倒換時間可降低到數毫秒（ms），小于標準中要求的 50ms 的業務中斷時間，提供了比 SDH、MSTP 技術更強的分組業務保護功能和更快的保護時間

139、性能。6）支持超高精度的支持超高精度的 1588 時間同步時間同步 支持同步以太網功能，實現穩定可靠的頻率同步，為地鐵無線子系統等提供必需的同步信號。還支持超高精度的 1588 時間同步，提供每站點+-5ns的超高時間精度，為未來智慧地鐵的各種新業務提供精準的同步保障。7）智能管控智能管控 87 新的 UME 管控系統融合了網絡管理、業務控制和網絡分析等功能，支持可視化分析、集中算路、一鍵式自動化快速部署、業務端到端質量檢測，為地鐵智慧運營提供強有力支撐?；?SPN 的軌交專用通信傳輸網方案已于 2022 年 6 月開始在某地鐵正式商用。自運營以來，通信系統運轉良好，各項業務性能指標均滿足智

140、能軌道交通系統對傳輸承載網的嚴格要求，為后續大規模商用部署提供了重要參考依據。A.2.1 SPN 在高速公路中的應用案例 某省高速公路公司通過深入分析業務場景，將 SPN 切片解決方案應用于高速公路通信網，建設了業務隔離、簡易運維、靈活連接的高速公路接入網，助力高速網絡邁向智能化。隨著高速公路省界收費站逐步取消，一個個 ETC 門架滿載著高清攝像頭、RSU 等設備在高速公路上豎立起來，信息化設備密度越來越大，數據流量隨之成倍增長。同時，視頻業務要求帶寬資源嚴格保障，不受其它業務影響。而傳統高速公路接入網以SDH設備為主，鏈接帶寬僅有 155M/622M，無法應對如此龐大的業務流量。某省高速通過

141、將收費站-路段分中心、路段分中心-省聯網中心之間的帶寬升級到 10GE，采用網絡切片將收費、監控、語音、視頻會議、辦公自動化等業務隔離承載，靈活分配帶寬資源。一方面，解決了帶寬不足問題；另一方面，保障視頻等業務隔離承載。88 圖 A.8 某省的智能化高速公路的 SPN 應用案例示意圖 SPN 三層到邊緣解決方案，可在任意兩個站點之間靈活地建立連接，這與高速公路的智慧化發展相契合。智慧高速的車路協同/V2X 等業務要求車與 MEC（Mobile Edge Computing，移動邊緣計算）設備、車與車之間相互通信，對網絡的靈活性提出了更高要求。相比 SDH 點到點模型，SPN 三層到邊緣方案具有

142、“有路即可達、走最近的路”優點，可滿足車路協同/V2X等業務開展需要。A.3 煤礦行業的煤礦行業的 SPN 應用案例應用案例 A.3.1 陜西某煤礦的 SPN 骨干環網應用案例 陜西某煤礦采用 SPN 作為骨干環網方案承載井上井下多個類型的業務。整個 SPN 架構扁平化，部署 1 個層次，井上井下各 1 個環網綜合接入各種類型的業務，結構簡單，安全易維護。井下 8 端接入設備（按需增加，SPN支持靈活的擴縮環），井上 5 端接入，2 端匯聚設備。本次井上井下業務環網采用100GE口組環，SPN環網支持10GE、25GE、50GE 和 100GE 帶寬接入，SPN 環網承接可以接入工業以太環網，

143、以及井上 1 張辦公系統環網。1 套 SPN 網管，后續根據業務需要還可以接入 MEC、5G 核心網和各系統服務器，SPN 網管、MEC、各系統服務器為 10GE 接口 89 接入，為 33 個子系統提供 GE 光或電口接入。圖 A.9 陜西某煤礦的 SPN 骨干環網組網方案 本項目采用 ZXCTN 6180/6190H 設備進行組網。設備本身支持主控 1+1和電源 1+1 冗余備份，高度 3U/5U，支持槽位 8/14 個，支持單板類型有 100G MTN 單板、50G MTN 單板、25GE/10GE 自適應單板、10GE 單板和千兆單板等。根據需要按需進行單板的配置。SPN 環網預留 8

144、 路 GE/FE 光接口和8 路 GE/FE 電接口供小環網設備接入，預留 2 路 25GE/10GE 自適應光接口供 5G BBU 設備接入。圖 A.10 SPN 在智能煤礦的典型應用案例 根據對各業務子系統的數據傳輸需求和業務特性要求，將 100G 大帶寬SPN 切片以太環網劃分 5 個切片：切片 1-一網一站、切片 2-工業視頻、切100G主干環網井下礦區100G環網4煤待上電主煤轉載6190H匯聚6180H井上井下覆蓋100G環網井上5煤瓦斯箕斗中央變電主提綜合樓主扇副樓待加電 90 片 3-綜合監測、切片 4-工業控制、切片 5-5G 傳輸切片，切片內子系統內業務可通過不同的 VRF

145、 隔離，達到不同類型業務硬隔離，同一類型業務的子系統軟隔離的目的，既保證了業務的可靠傳輸，又能方便業務的分類管理，及不同業務終端的接入，業務的承載可以采用 L2VPN over MPLS-TP 隧道，或者 L3VPN over SR-TP 隧道，可根據業務需求和特性選擇。兩端 6190H 設備冷備，其中一端 6190H 設備與服務器連接實現冷備節點保護。在 1 個切片內，一端 6180H 去同一端 6190H 的多條 PW 可以選擇共用同一條隧道，配置隧道保護，支持按需配置網絡側的 HQoS 配置。帶寬配置及詳細業務系統數據切片分配詳見下表，工業視頻系統分配30G 帶寬，5G 傳輸切片分配 2

146、0G 帶寬，其他 3 個切片各分配 10G 帶寬，預留 20G 帶寬，網管系統支持根據需要對切片帶寬進行靈活分配和調整。表 A.2 面向智慧煤礦的 SPN 網絡切片配置方案 切片切片 包含系統包含系統 切片參數切片參數 5G（或含細粒度切片）5G 傳輸切片 20%一網一站 4 個子系統：應急廣播系統，人員精確定位系統，信息發布系統、無線通信系統 10%視頻監控（30G切片）1 個子系統：工業視頻系統 30%綜合監測(10G 切片)7 個子系統：信息發布系統、KJ-628 礦井水文監測預警系統、ZWX8 礦用分布式光纖測溫系統、束管監測系統、頂板災害監測系統、沖擊地壓監測系統、粉塵災害監控系統，

147、地質保障系統 10%工業控制（或細粒度切片）18 個子系統：掘進管控系統、智能化采煤工作面系統、主煤流運輸系統、輔助運輸系統、主通風自動化控制系統、局部通風集中控制系統、壓風機監控系統、壓風自救系統、電力監控系統、主排水自動化控制系統、供水監控系統、瓦斯抽放系統、制氮監控系統、黃泥灌漿系統、主井提升系統、副井提升系統、選煤廠集控系統、換熱站 10%預留 待后續根據流量擴容分配 20%91 本次智能礦山項目的成功實施，通過 SPN 承載技術，特別是硬切片隔離技術的應用，大幅降低建網成本，簡化運維，為下一步礦井智能化建設打下了堅實基礎，具有幾個特點：1)大帶寬：供具備 100G 帶寬的光纖骨干環；

148、2)低時延：提供 1ms 光骨干環網；3)高可靠：環網設計，具備高可靠的保護手段，可做到 50ms 內完成節點和鏈路保護。4)切片硬隔離：通過對不同類型的業務系統切片隔離，保證了不同類型業務的高質量傳輸，實現了一個物理環網，多個邏輯環網切片隔離承載，降低了成本，簡化了運維。A.3.2 山東某礦井的一張 SPN 環網應用案例 山東某礦井為了消滅井下多張網絡各自獨立建設和運維所帶來的建設費用高、維護困難和升級困難等現實問題，按照“一張網”要求進行規劃和建設了覆蓋礦井下的 SPN 環網，統一承載不同業務，實現了井下鏟裝、運輸和碎石三大生產場景的自動化作業，為產業鏈的升級奠定了堅實的基礎，為企業實現高

149、質量發展提供了保障。三大生產場景的自動化業務系統通過SPN 不同的網絡切片接入，將各種業務統一匯聚到一個 SPN 環網上，此 SPN環網還承載了 5G 無線專網信號的回傳，總體的網絡拓撲結構如下圖所示：92 圖 A.11 山東某礦井的 SPN“一張網”的網絡結構圖 通過對礦井下的工業環網進行升級改造，利用 SPN 網絡技術，實現遠程控制。在終端側的網絡信號通過 5G 基站 RRU 經過半有源前傳 WDM 到達 BBU，然后接入基于 SPN 的 5G 承載網絡，經過邊緣計算連接內網最終到達礦區調度中心，實現操控人員在控制室對礦山車輛的遠程控制。A.4 智慧港口的智慧港口的 SPN 應用案例應用案

150、例 A.4.1 浙江寧波港的 SPN 應用案例 浙江省寧波港基于 SPN 的 5G 承載網切片，將工業控制和 5G 網絡相結合，利用 5G 低時延、大帶寬的特點，通過視頻回傳、遠程控制等技術實現龍門吊作業管理。寧波港規劃有超過 550 個龍門吊，承載網接入層帶寬需求將超過 16Gbps；遠程控制類業務對時延要求極高，中控臺和龍門吊之間每 6ms 進行一次握手，三個握手周期（18ms）收不到握手信息會認為控制系統故障，吊車會停機，影響生產作業。網絡端到端時延必須低至 18ms 以下，而對承載網的雙向時延更是要求小于 3ms；同時，針對港口遠程控制類生產業務極低時延要求，如何實時監控業務的質量，如

151、何保障業務的超高可靠性，也是對網絡運維能力的極大挑戰。93 圖 A.12 浙江寧波港的 SPN 組網示意圖 面對智能港口業務對網絡帶寬、時延和運維的嚴苛需求和巨大挑戰，浙江移動、浙江省海港集團、上海振華重工與華為成立了聯合創新項目組，四方發揮各自優勢、緊密合作，高品質保障了寧波智能港口龍門吊 5G 遠程操控的商用，其中承載網采用 SPN 智能承載解決方案，具體包括：1）智能超寬智能超寬：首先，接入層采用高性價比的 50GE，匯聚核心層則采用200GE，以此構筑的超寬基礎網絡，滿足視頻監控類業務對網絡大帶寬的需求。其次，引入基于 FlexE 的網絡分片，構筑港口遠程控制類業務專享通道。FlexE

152、 切片技術可以有效地隔離控制類業務與其他業務，避免流量突發導致擁塞影響控港口遠程控制類業務，實現業務帶寬可保障和高可靠，網絡切片帶寬按需靈活可調，提高了網絡利用率，讓網絡帶寬更加“智能”；2）智能聯接智能聯接：為滿足港口控制類業務極低的時延要求，SPN 智能承載解決方案采用下一代路由協議 SR（Segment Routing），結合 iMaster NCE（Network Cloud Engine，網絡云引擎，以下簡稱 NCE）集中控制，可以基于業務的時延需求，在網絡中選取最優的時延路徑，保障關鍵業務的低時延，從而實現了聯接的更加“智能”；3）智能運維智能運維：浙江移動部署了華為“管理-控制-

153、分析”融合的 NCE 和創新的 iFIT(In-situ Flow Information Telemetry)隨流檢測方案，實現質量實時 94 可視、分鐘級故障定位，保障寧波港口業務高可靠。iFIT 秒級采樣能精準采集真實業務流時延和丟包等信息，并提供端到端、逐跳的時延和丟包等檢測，實時感知網絡性能指標并在 NCE 中實時呈現，實現業務質量實時可視和分鐘級故障定界定位，有效提升運維效率，實現了運維的更加“智能”。A.4.1 廈門遠海碼頭的 SPN 應用案例 2020 年 5 月，華為與福建移動、中遠海運、廈門遠海、中移上研院、振華重工、東風商用車、深圳元戎啟行等產業伙伴聯合發布了5G 智慧港

154、口全業務場景落地白皮書。5G 全場景應用智慧港口的建成投入使用，通過 5G 技術結合云平臺、物聯網及人工智能等先進技術，發展“智慧高效、以人為本和環境友好”的新型港口綜合物流體系，為國內外 5G 智慧港口提供示范標桿。中遠海運港口廈門遠海碼頭是中國第一個 5G 全自動化的集裝箱碼頭。福建移動通過提供 5G 端到端切片解決方案（包括 5GC 核心網、SPN 承載網、無線接入網、5G 企業級 CPE、5G 模組等），在遠海碼頭港區 130 萬平方米區域實現 5G 一張網全面覆蓋前端生產點位，以 5G 架起最后一公里的“空中光纖”，提供從港機遠控，無人集卡，智能理貨，智能安防，司機行為，人員通信等全

155、業務場景支持，實現高帶寬、低時延、高安全可靠的 5G 傳輸服務。A.5 智慧醫療救援的智慧醫療救援的 SPN 應用案例應用案例 A.5.1 鄭州 5G 智慧醫療專網的 SPN 應用案例 鄭州的 5G 智慧醫療專網依托 5G 基礎網絡架構，分為 5G 核心網、5G無線接入網和 5G 承載網三部分，通過切片技術對網絡進行端到端切分，保證醫療專網的業務隔離安全和服務質量，涵蓋了無線切片技術、核心網虛擬切片技術以及 SPN 承載網切片技術。5G 醫療專網從業務上主要分為院內場景、院外場景和院間場景三大部 95 分，每部分的接入和組網方式存在部分差異。1）院內組網部分院內組網部分：大部分基于 5G 無線

156、接入設備采用無線室分站進行無線接入，再經由無線集中 BBU 統一接入到傳輸 SPN 接入環，經過 SPN接入環將院內業務發送到 5G 核心網，其中醫療 MEC 可以根據實際業務需求下沉部署在院內或院間的數據中心。院內部分非移動網絡需求仍可以基于當前有線辦公網絡進行接入，這部分業務主要用于桌面辦公診療，大型醫療設備，固定視頻會議等非移動要求網絡。圖 A.13 院內場景示意 院內流量大部分通過 5G 無線切片接入到 5G 醫療專網切片網絡內，再經由 SPN 承載網絡的 G.MTN/FlexE 通道切片傳輸至 5G 核心網醫療專網切片，其中醫療 MEC 如下沉部署在院內或院間的數據中心時，則業務流向

157、就近在下沉的核心網切片內終結，并通過有線專線接入到醫療統一平臺或者院內的數據中心。2）院外組網接入院外組網接入：應急救援通過院外 5G 無線接入設備接入 5G 公眾網絡，通過對應急救援業務的優先級標識區分，經由 SPN 網絡建立的G.MTN/FlexE 通道將應急救援業務發送至 5G 核心網。圖 A.14 院外組網接入場景 96 3）院區之間組網接入院區之間組網接入：主要是通過院外組網，跨區域的下級地市醫院能夠遠程與中心醫院連接，進行遠程會診等業務。下級地市醫院的醫療業務流量通過 5G 無線切片接入到 5G 醫療專網內，再經由 SPN 承載網絡的G.MTN/FlexE 通道切片和 5G 核心網

158、醫療切片進入到中心醫。圖 A.15 院間組網接入場景 針對醫療行業的特殊應用場景和業務隔離保障需求，可以對醫療行業業務提供不同等級的無線網絡、SPN 承載網絡專用通道解決方案。在無線側與無線切片對接，在核心網側與虛擬的獨立醫療 UPF 對接，共同組成 5G醫療專網。為醫療行業應用建立專有切片網絡，對無線網絡內部劃分專有的資源進行業務隔離；對于 SPN 承載網采用專有 G.MTN/FlexE 接口進行承載，通過 G.MTN/FlexE 接口的剛性管道滿足醫療專網的業務流量和業務隔離要求。為臨時突發的醫療應用利用切片嵌套技術按需建立專有切片網絡以適配部分特殊應用場景，比如應急救護等突發性、移動性、

159、安全性要求嚴格，需要保證網絡即使擁塞的情況下優先保證該業務的服務質量。A.5.2 廣州 120 的 5G+SPN 專網醫學救援應用案例 廣州市急救醫療指揮中心2021年建設5G醫療急救指揮專網與2022年建設的 SPN 應急指揮專網實現。5G 專網基于廣州移動在廣州市投資建設的全域 5G 基站實現。其中市區 5G 基站覆蓋率，RSRP-93dBm，高達 99%；市區 5G 基站底層 SPN 傳輸網絡改造率達 100%，可支持從“移動救治終端到后端指揮中心”全流程的網絡彈性分配、物理切片等功能，保障數據傳輸 97 質量與數據安全。圖 A.16 5G+SPN 突發事件緊急醫療救援專網項目業務模型

160、5G+SPN 緊急醫學救援專網分為 3 個網絡層次，分別是接入網、承載網、核心網。（1）接入網：包括 5G 無線網絡接入、SPN 有線網絡接入。圖 A.17 廣州 120 緊急醫學救援案例接入網組網示意圖（2）承載網：包括接入環、匯聚環等多層次網絡，具備環路保護能力，通過 SR 自動尋路技術可實現“永不掉線”的業務承載能力。98 圖 A.18 廣州 120 緊急醫學救援案例承載網組網示意圖 在 SPN 承載網的基礎上，配置 G.MTN/FlexE 專用切片，劃分專用邏輯網絡通道，為醫療應急業務提供專屬的無線網絡傳輸資源和服務能力。SPN承載網端到端支持三層組網，能夠快速部署多點到多點互聯業務；

161、基于隨流IFIT 功能實現用戶業務的 SLA 質量可視，能夠實時掌握丟包率、時延、抖動等信息，實現故障的快速定位定界，有效保障急救中心業務安全。（3）5G 核心網：5G 核心網設置有 MEC/UPF 網元設備，為 5G 醫療應急專網業務配置專用 DNN 并在 MEC/UPF 做邏輯切片,實現專網數據信息在切片通道傳輸，實現業務隔離，并提供高可靠性的業務服務質量保障。A.6 制造行業的制造行業的 SPN 應用案例應用案例 A.6.1 武漢某企業集團的 5G+SPN 專網的智能制造應用案例 武漢某機械制造集團為提升全生命周期管理（從需求、設計、生產、銷售、使用、維護到報廢）的智能化水平，借助 5G

162、 專網的大帶寬、低時延、高可靠、靈活連接、靈活切片等優勢，規劃了覆蓋集團多個子公司、面向下一代智能制造、柔性制造的信息系統。該智能制造系統的需求如下：(1)裝備遠程操控 99 通過在機械裝備、通訊設備、攝像頭、傳感器等數據采集終端上內置 5G模組或部署 5G 網關等設備，實現機械裝備與各類數據采集終端的平臺接入，裝備操控員可以通過 5G 網絡遠程實時獲取機械裝備工作現場全景高清視頻畫面及各類終端數據（工況、報警、位置）?；?5G 技術結合裝備的智能化能力升級，構建信息傳輸網絡及多傳感器融合，實現超遠場景的目標自動識別、復雜作業場景三維重建、作業軌跡自動規劃與自動作業、裝備遠程作業實時遙控、基

163、于混合現實施工現場場景在線沉浸虛擬操控，變革設備的操控與工作方式，既保證控制指令快速、準確、可靠執行，又可保障惡劣環境下作業安全和工作效率。(2)設備協同作業 依靠 5G 網絡+MEC 邊緣計算的低時延高可靠特性，進行高效率低成本的自動化控制，支撐海量設備聯網，解決設備精細控制的時延要求，并綜合運用統計、規劃、模擬仿真等方法，將生產現場的多臺設備按需靈活組成一個協同工作體系，對設備間協同工作方式進行優化。根據優化結果對制造執行系統（MES）、可編程邏輯控制器（PLC）等工業系統和設備下發調度策略等相關指令，實現多個設備的分工合作，減少同時在線生產設備數量，提高設備利用效率，降低生產能耗。(3)

164、機器視覺質檢 在生產現場部署工業相機或激光器掃描儀等質檢終端，通過內嵌 5G 模組或部署 5G 網關等設備，實現工業相機或激光掃描儀的 5G 網絡接入。將5G 和 AI 圖像處理技術融入到機器視覺檢測系統中，通過無線 5G 工業相機和帶 5G 模組的 PLC、服務器等設備實現遠程數據交互和檢測系統組網，不同視覺檢測工位可以通過 5G 網絡將圖片數據傳輸到遠程帶 GPU 集群的服務器中，利用傳統圖像處理算法和深度學習技術對圖像進行處理，保證圖像大數據實時傳輸，實時拍攝產品質量的高清圖像，在大批量工業生產過程中，100 從拾取和放置、對象跟蹤到計量、缺陷檢測等應用，利用機器視覺檢測的數據提供閉環控

165、制，大大提高生產效率和生產的智能化程度。(4)廠區智能物流 綜合利用 5G、自動控制、邊緣計算等技術，建設或升級設備操控系統，通過在工業設備、AGV 上加裝 5G 模塊和傳感器，實現 AGV 小車的信號接收和傳輸。企業智能物流系統中，通過 5G 網絡打印收料計劃，按計劃接收外購物料并拆箱輸送智能立庫進行入庫。廠區 LES 系統根據 MES 系統生產計劃自動生成配送計劃，并發送給智能立庫進行物料揀配。揀配完畢后，系統自動發送信息給 AGV，AGV 接到指令后按規劃的路線將物料運輸到空中輸送線上?？罩休斔拖到y負責將物料運載到生產線邊，與產線 AGV 進行交互，由 AGV 負責將物料配送到組裝工位。

166、全程無縫集成，無需人工干預，全面實現廠區物流的智能化、精準化、數字化，極大提升生產效率、降低人工成本。(5)生產現場監測 綜合利用 5G、物聯網、人工智能等技術實現生產現場人員、設備、物料、環境、工藝實時監測。通過 5G 網絡，連接攝像頭、工業設備、各類傳感器以及數據監測終端設備，采集生產人員行為、設備運行、物料流轉、生產環境、工藝等監測實時數據，對生產活動進行高精度識別、自定義報警和區域監控，實時提醒異常狀態，實現對生產現場的全方位智能化監測和管理，實現對人、機、料、法、環等生產現場全要素的智能分析，為企業的降本增效、安全生產賦能。主要包括員工智能行為分析、危險源識別，生產現場施工電子圍欄，

167、設備產能動態管理，設備預測性維護、工藝操作規范性檢查、工效分析、綠色安全生產等。針對這些需求，采用 5G+SPN 端到端切片方式解決高質、高效、靈活的信息互通。101 在工廠區域，部署 5G 私網，利用 5G 切片技術，保障大帶寬，低時延的工廠應用 1：機器控制；2：機器視覺；3：視頻監控等應用；在廠區 A、B、C 之間實現高效信息共享，助力實現柔性制造和資源共享，有效降低設備閑置和生產調度成本。表 A.3 面向智能制造的 SPN 網絡切片配置方案 切片類型切片類型 適應業務類型適應業務類型 實現機制實現機制 低 時 延 切片 AGV 調度、機械臂、數控機床等實時控制 空口資源預留+SPN T

168、DM 硬切片 高 帶 寬 切片 機器視覺質檢、高清視頻等 空口資源預留+SPN TDM 硬切片 默認切片 管理辦公等一般信息系統 L2/L3 VPN 軟切片 總體構成如下圖所示：SPN-AAGV供應鏈管理機器視覺質檢機械臂智能熱處理SPN-BAGV供應鏈管理機器視覺質檢機械臂智能熱處理SPN-CAGV供應鏈管理機器視覺質檢機械臂智能熱處理SPN-D集團私有云集團控制/運營中心低時延切片大帶寬切片管理信息系統切片廠區A廠區B廠區C 圖 A.19 武漢某企業集團的 5G+SPN 專網應用示意圖 A.6.2 內蒙古某鐵合金企業的 5G+SPN 智慧工廠應用案例 該項目由中國移動內蒙古公司烏蘭察布分公

169、司打造 5G+智慧工廠應用場景建設，選擇內蒙古某鐵合金新材料公司作為試點，結合現有的智慧園區 102 云平臺資源，主要圍繞生產管理、設備管理、公輔管理三個方面打造 12 個具體應用，深入企業從原料管理、生產應用、過程優化、成品收集全過程管理。該 5G 基站全部采用 SA 方式開通。5G 全部采用 2.6GHz 頻段，現階段采用 100MHz 帶寬組網，后續視需求擴展至 160MHz 帶寬。本項目以實現礦區 5G 網絡覆蓋為目標，使用宏基站組網覆蓋，廠區建設 2 個室外宏基站，全部采用單載波配置，后續按需擴容。傳輸采用 D-RAN 方式解決，設備利舊原有豐鎮匯聚 SPN OSN7900，確保 5

170、G 傳輸帶寬充足，線路由豐鎮工業園光交新建光纜至新泰實業集團新建宏站，再由新泰實業集團新建宏站沿廠區內部槽道敷設光纜至新泰實業集團進行開通。在 5G 時代，單一的物理網絡已經無法滿足上述各種垂直行業千差萬別的不同需求，其個性化、差異化的業務需求催生了 5G 網絡切片的產生，通過切片技術，5G網絡可以滿足各行業及應用的定制化個性化網絡連接需求。5G 網絡切片方案是按各類業務需求實現網絡端到端切片功能，滿足智慧工廠專網個性化需求的同時確保網絡質量和安全性。各業務應用場景切片等級見下表：表 A.4 內蒙古某鐵合金企業的 5G+SPN 智能工廠的網絡切片劃分方案 序號序號 場景類型場景類型 場景內容場

171、景內容 涉及設備涉及設備 切片等級切片等級 1 生產管理 天車司機監控以及遠程控制 5G 攝像頭 切片-視頻類 5G 工業網關 切片-控制類 5G 智能音箱 切片-視頻類 PLC 柜 切片-控制類 撈渣機遠程集中控制 5G 攝像頭 切片-視頻類 5G 工業網關 切片-控制類 PLC 柜 切片-控制類 危險源管理 5G 攝像頭 切片-視頻類 5G 工業網關 切片-控制類 103 序號序號 場景類型場景類型 場景內容場景內容 涉及設備涉及設備 切片等級切片等級 5G 智能音箱 切片-視頻類 出爐機器人遠程控制 5G 企業網關 切片-控制類 能源管理平臺 水表 切片-采集類 電表 切片-采集類 模擬

172、量采集模塊 切片-采集類 紅外抄表儀 切片-采集類 5G 工業網關 切片-控制類 2 設備運行 凈化煤氣柜 皮帶，鍋爐 安全帽 切片-視頻類 設備點巡檢 移動終端 切片-視頻類 識別卡 切片-采集類 設備狀態監控 振動傳感器 切片-采集類 溫度傳感器 切片-采集類 電表 切片-采集類 5G 工業網關 切片-控制類 5G 攝像頭 切片-視頻類 重點用能設備 PLC 采集器 切片-采集類 5G 攝像頭 切片-視頻類 5G 工業網關 切片-控制類 無人值守系統 切片-視頻類 化驗系統 切片-視頻類 盤煤系統 切片-采集類 3 公輔管理 裝載機作業監控 5G 智能視頻部標一體機 切片-視頻類 5G 監

173、控攝像頭 切片-視頻類 5G 車載 GPS 定位 切片-采集類 太陽能電池板數據接入 5G 工業網關 切片-控制類 配備有 AI 識別的攝像頭 無線布控球 切片-視頻類 智能音柱 切片-視頻類 人臉識別單屏機 切片-視頻類 火瞳紅外測溫人臉識別一體機 切片-視頻類 各業務應用場景切片配置類型和參數見下表：104 表 A.5 內蒙古某鐵合金企業的 5G+SPN 智能工廠的網絡切片配置方案 切片切片 等級等級 業務可用（單用戶、單業務）安全可信 自主可控 B1 B2 B3 B4 B5 T1 T2 T3 T4 T5 S1 S2 M1 M2 M3 帶寬需求/單用戶（Mbps）業務時延需求（ms）共享

174、獨占 可查看業務狀態，用戶信息 可修改業務，生命周期管理 通過API，實現業務自運營能力 基于優先級隔離 基于物理（通道/時隙）隔離 1-10 10-20 20-50 50-100 100 50-100 20-50 10-20 5-10 5 邏輯隔離 物理隔離 可視 可管 可運營 視頻視頻類切類切片片 Y Y Y Y 控制控制類切類切片片 Y Y Y Y 采集采集類切類切片片 Y Y Y Y 該 5G+SPN 智能工廠改造升級項目具有以下五個方面特色：（1）采用 5G 專享模式，既通過 5G 公網為廠區客戶提供服務。同時通過切片網絡為廠區提供無線專網，保證廠區應用的安全性和可靠性。（2）深入到

175、工業控制中，通過 5G 網絡的低時延，對工業控制中的天車、出爐機器人、撈渣機進行管理，逐步實現生產車間無人化。（3）在園區利用 SPN 網絡和 5G 網絡千兆大帶寬優勢，對攝像頭進行統一管理，采用邊緣計算方式對安全生產進行管理，通過人工智能主動發現園區存在安全隱患的問題，及時上報告警，提升廠區安全性。同時對生產過程的能耗、材料進行量化監控，形成生產數據，通過數據模型管理生產配料，提升產品品質。（4）通過 5G 網絡的大規模物聯網場景，對工業 PLC 數據、生產數據、105 用電、用水、用料的數據進行采集和收集，實現自動精準采集工業數據。（5）對原有的普通攝像頭加裝邊緣計算模塊，迅速實現了原有普

176、通攝像頭具備邊緣計算和 AI 算法的能力，避免原有攝像投的重復投資浪費。參考文獻【1】5G 與工業互聯網融合應用發展白皮書（2019.10）工業互聯網產業聯盟（AII），5G 應用產業方陣（5G AIA）【2】5G 智慧醫療專網 SA 彈性切片技術白皮書（2019.12）【3】5G+垂直行業承載技術及典型應用方案研究白皮書（2020.10），IMT-2020/5G 推進組【4】5G 確定性承載網絡 SLA 指標體系白皮書（2021.11），IMT-2020/5G推進組【5】5G 應用“揚帆”行動計劃（2021-2023 年）（2021.7），工信和信息化部聯合九部委發布【6】SPN 小顆粒技術白皮書，2021 年 6 月，中國移動通信研究院聯合中國信息通信研究院、中國電力科學研究院、華為、中興、烽火等多家單位發布【7】國能安全2015 36 號文，國家能源局關于印發電力監控系統安全防護總體方案等安全防護方案的評估規范的通知；【8】5G 確定性網絡+工業互聯網融合白皮書,2020 年 11 月,5G 確定性網絡產業聯盟（5GDNA）【9】SPN2.0 技術白皮書，2022 年 6 月 30 日，中國移動通信研究院聯合中國信息通信研究院、中國電力科學研究院、華為、中興、烽火等多家單位發布