政企专线需求
专线业务是运营商重要的收入来源之一。随着政府、金融、企业等行业数字化转型升级，更大带宽、更低时延、更高可靠、更快服务、云网一体等成为用户需求的典型特征，用户需求的升级呼唤运营商新一代政企产品与之匹配。运营商专线产品需要围绕带宽、可靠性、安全性、时延等打造核心竞争力，更加灵活地满足不同客户、不同维度的业务需求。
专线业务的带宽需求以小颗粒为主，例如，根据某运营商省公司的专线业务统计，20Mbps以下带宽专线数量最大，占专线总条数一半以上，最多时超过80%；而100Mbps~500Mbps带宽专线增长最快。可以预见，500Mbps及以下小颗粒带宽是现在及未来专线业务的长期主流带宽需求。在专线业务中，政务网业务、金融业务、企业核心业务这三类业务对隔离性、安全性和可靠性都有很高的要求，其中金融业务对时延的要求更为严格。
SPN小颗粒技术
SPN 2.0扩展了SPN层次架构，在继承SPN高效以太网内核的基础上支持SPN小颗粒技术（Fine Granularity Unit，FGU）。SPN 2.0通过层次化设计，将细粒度切片技术融入SPN整体架构，提供低成本、精细化、硬隔离的小颗粒承载管道，契合了专线业务等场景下小带宽、高隔离性、高安全性等差异化业务承载需求，结合SDN集中管控，实现开放、敏捷、精细化的网络运营。
FGU对SPN通道层的5Gbps颗粒做进一步时隙划分及复用，形成带宽粒度为10Mbps的小颗粒通道。FGU采用IEEE 802.3的PCS 64/66B编码格式，将开销和包含多个时隙的净荷编码后封装到固定长度的S块+D块+T块序列，构成FGU帧结构，如图1所示。
图1 FGU帧结构与时隙划分
FGU基本单元帧（单帧）具有固定长度，包含1个开始码块（S0）、195个数据码块（D）和1个结束码块（T7），共197个66B码块。数据区包含7byte的开销和1560byte的净荷。其中净荷划分为相同大小的24个子时隙（Sub-Slot）。来自业务的66B码块，经过66B到65B压缩后，填充到 Sub-Slot净荷中。
在SPN的5Gbps通道，采用复帧机制扩展时隙。一个复帧包含20个FGU基本帧，每个FGU基本帧支持24个10Mbps时隙，因此一个SPN的5Gbps通道可支持480个10Mbps小颗粒时隙。
FGU关键技术包括基于TDM的转发机制、OAM机制、业务映射机制等。
- 基于TDM的转发机制
FGU采用TDM机制，以固定周期循环发送FGU帧，而每帧包含的时隙数量和位置严格固定，因此每时隙的发送周期也是确定性的。这种机制实现了对SPN通道层5Gbps颗粒的时隙划分与复用，小颗粒业务所占用的时隙位置严格固定，独享时隙资源，不同小颗粒业务之间互不干扰，严格隔离。而每时隙具有确定性发送周期，保障了确定性低时延、低抖动性能。
- OAM机制
FGU复用SPN通道层OAM机制和内容，保持了一致性。FGU的OAM为每条小颗粒通道提供端到端连通性检测、误码检测、时延测量、保护倒换、客户信号指示等监测能力。FGU OAM继承了SPN通道层OAM技术优势，FGU OAM利用帧间隙的空闲资源随业务码块发送，不占用额外带宽；相比传统TDM技术，开销OAM和分组技术OAM具有更高的带宽利用率。
- 业务映射机制
对于以太网业务，可直接将业务经过PCS层转码后的66B码块，压缩为65B码块，再映射到相应的Sub-Slot时隙中。
对于CBR（Constant Bit Rate）业务（如E1业务）到FGU的映射封装方式可以基于66B块的SDT封装格式进行封装（具体格式尚待标准化），再映射到FGU帧。
传统的PWE3方式承载CBR业务因其伪线仿真非刚性隔离、相互容易干扰，且封装开销大，因此存在时延大、抖动大等问题，难以获得政企客户的认可。而FGU承载CBR业务是基于TDM机制，将业务直接封装映射到小颗粒FGU帧中，跳过了MAC层的处理，通过FGU小颗粒刚性硬管道提供端到端业务一跳直达，有效降低了时延抖动，且业务间严格硬隔离、零干扰，能满足CBR业务的承载需求。
SPN小颗粒部署方案
从组网应用方式的角度看，SPN小颗粒技术一方面提供了基于FGU的硬隔离机制，可以将接口的物理带宽划分为N×10Mbps的硬隔离带宽，另一方面提供了基于FGU的小颗粒时隙交叉能力，以形成N×10Mbps的硬隔离管道。因而，在实际组网中，SPN小颗粒主要有两种部署模型，如图2所示。
图2 SPN小颗粒网络部署模型
- 端到端连接模型
端到端连接模型主要用于为政企专线客户提供点到点连接，如分支机构到总部机构的连接。若客户存在多个分支机构，但其业务关系均为“分支—总部”，此时可看作多条独立的端到端连接模型的业务。
- 在端到端连接模型中，小颗粒管道在所有P节点均采用小颗粒时隙交叉形式，可以更有效地保障业务的时延、抖动等特性。在这类小颗粒管道部署L2VPN/L3VPN业务时，通常仍然采用分组隧道（MPLS-TP/SR-TP等）承载业务，但此时的分组隧道与小颗粒管道是同路径部署的。
- 切片网络模型
切片网络模型主要用于为政企专线客户提供虚拟的专用切片网络，以满足其灵活的多点连接业务需求。此时切片网络中的节点通常包括客户业务接入点，以及网络中关键的业务分流/汇聚节点。若某政企客户在A/B/C节点有分支机构，在Y/Z节点有总部机构，而D/E为业务汇聚节点，则可以通过小颗粒管道将物理网络拓扑重构为如图2右所示的虚拟切片网络。
在切片网络模型中，小颗粒管道用于构建切片网络中的虚拟链路，而在该切片网络中配置L2VPN/L3VPN等业务时，其分组隧道（MPLS-TP/SR-TP等）需要在切片网络拓扑中算路，需要构建算路拓扑（比如部署IGP形成路由拓扑），基于该算路拓扑计算分组隧道路径，甚至是工作/保护分离路径、重路由等，因此其业务部署方式更为复杂。
实际应用中，可以针对某个客户构建一个切片网络，若该客户的业务需要细分为多种类型，也可以按业务类型分别构建多个切片网络。比如对于电网客户，可以构建调度数据网切片、综合信息网切片、互联网切片3个切片网络。
基于SPN 2.0层次化架构，小颗粒业务主要有以下业务模型：
- 分组业务映射到FGU
FGU小颗粒通道提供一个虚拟的以太网端口（VEI），该VEI部署业务的方式与普通以太网端口相同。在SPN中通常采用MPLS-TP/SR-TP方式承载L2/L3VPN业务，再映射到FGU的VEI端口。通过FGU小颗粒通道为业务提供零丢包、物理隔离和确定性时延等高价值服务。
- CBR业务映射到FGU
CBR业务（E1等）直接封装映射到小颗粒FGU帧中，精简了MAC层的处理，从而达到降低时延抖动，提升封装效率等效果，契合CBR业务的承载需求。
SPN小颗粒切片技术具备灵活带宽、多样隔离、低时延、高安全、高可靠等技术特点，结合SDN集中管控和切片编排，可为政企客户提供个性化专线服务，满足不同客户的需求，从而实现开放、敏捷、差异化、精细化的专线运营。
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