SPN开启行业应用新篇章

        在我国进入高质量发展、全面建设社会主义现代化国家的全新阶段，发展新质生产力是推动高质量发展的内在要求和重要着力点。新质生产力的发展，将会加快行业数字化转型，推动行业自动化、智能化水平的提升。这一进程对传输网络提出了宽带化、IP化、确定性、安全可靠的核心需求，而当前的行业传输专网技术难以支撑这些新需求，普遍面临选择并引入新技术的难题。

        当前行业应用通常按照应用类型分别建设不同的网络，选择不同的传输技术。比如生产控制类应用通过SDH传输网络的E1/以太网CBR（constant bit rate）业务来承载，综合信息类应用通过MSTP/PTN/OTN传输网络的分组业务来承载，终端类应用则有光纤专线、xPON、Wi-Fi和4G/5G等多种承载方式。针对行业发展新阶段中传输网络演进的关键需求，现有传输技术均存在不足，是否存在一种同时满足这些新需求的传输新技术，成为业界关注的焦点。

        切片分组网（Slicing Packet Network，SPN）技术基于TDM和分组融合的新架构，同时支持L1层TDM、L2层以太网和L3层IP/MPLS/SR的传输能力，既有SDH的TDM机制，又共享以太网/IP技术及其生态，还支持SDH/PTN传输技术宽带化演进，并具备IP化新业务承载能力，且具有规模商用经验，成为众多行业客户引入新技术的首选。

行业应用新阶段传输技术的选择

        在行业应用新阶段，可以从下面几个维度考虑传输技术的选择：

        - 传输能力匹配度

        行业应用数字化、云化、智能化等新业务是传输新技术引入的主要驱动力。与运营商的业务发展类似，以太网接口和分组化业务将成为行业应用的主流，要求传输技术具备分组流量为主的L2 VPN和L3 VPN的承载能力，满足IP化业务灵活连接的需求；同时支持传统行业应用的TDM时隙通道的CBR业务承载能力。因此，新的传输技术要求同时具备L1 TDM传输通道、分组L2、L3 VPN传输隧道的承载能力。

        - 传输安全满足度

        行业专网需要承载行业生产类业务，对传输网络的安全性要求非常高，比如电力、铁路专网对生产业务承载均要求支持物理隔离以提供安全性保障，要求传输技术具备端到端TDM时隙通道的能力。此外，传输技术需要满足不同类型业务的可靠性要求。

        - 建设维护经济性

        越来越丰富的行业应用需要传输网络具备综合承载能力，一张物理网络能满足多种类型业务的综合承载，并通过软硬隔离的切片功能来满足多样化业务的承载需求，保持传统传输的网管能力，支持集中化管理控制的能力，降低传输网络建设和运维的成本。

        - 传输技术成熟度

        行业应用要求传输技术和标准成熟稳定，产业链完整健康，在业界经过充分验证并规模商用。

        基于行业应用对传输技术的关键需求分析，在行业应用新阶段，需要融合传统的SDH、PTN传输技术并增强分组化的承载能力。SPN基于自身TDM和分组深度融合的架构，同时具备L1层TDM和L2/L3层分组传输能力，既支持TDM的物理隔离安全性，又支持10G~400G的宽带组网，还支持传输管控一体的可管可控能力，且标准成熟，共享以太网产业链，并已完成规模商用，是目前唯一同时满足行业应用新阶段所有关键需求的传输技术。当前传输技术针对行业应用需求满足度的对比如表1所示。

SPN行业应用解决方案

        SPN从1.0演进到2.0主要增加了TDM小颗粒通道CBR承载能力，满足行业应用对于小颗粒物理隔离、E1/STM-1 CBR业务的承载需求。SPN承载行业应用的主要方案包括：

        - 点到点生产控制类业务：SPN提供了FGU（fine granularity unit）细粒度通道，实现N×10Mbps端到端TDM物理隔离专线连接；

        - 点到多点生产控制类业务：SPN提供基于FGU切片的L2 VPN/L3 VPN承载；

        - 综合信息类业务：SPN提供基于MTN切片的L2 VPN/L3 VPN承载，实现大类业务物理隔离切片，并在切片内支持灵活连接和分组统计复用。

        以SPN在电力专网的解决方案为例，SPN的TDM传送能力可满足电力专网生产控制I/II区通信需求，SPN的分组传送能力可满足电力管理信息III/IV区的通信需求，其具备的TDM/分组融合架构、硬切片网络隔离、超大带宽、多业务承载、高精度同步和智能运维能力可满足新型电力系统主网和配网的长期演进需求。

SPN产业链及持续演进能力

        SPN的TDM技术是ITU-T继SDH、OTN之后新一代传送网国际标准体系，它的SR-TP的核心机制也已经在IETF发布了RFC，是我国传输技术首次在国际标准中实现了关键技术主导以及体系化标准突破。随着SPN技术的规模商用，其国内国际标准仍然在持续增强和完善，在2024年7月的ITU-T全会上，SPN小颗粒技术的国际标准fgMTN又有新的CBR业务传送标准完成了制定。

        在芯片关键技术方面，SPN核心芯片采用以太网协议栈内生TDM层网络的架构，实现了分组芯片约90%的设计重用，完全集成L2/L3分组功能集，充分复用以太网成熟的产业链。SPN标准由中国厂商主导和引领，形成了自主可控的技术、人才和组织，已经具备了完整的产业链。

        在工程成熟商用方面，截至目前中国移动已经随着5G网络建设部署超过40万端SPN设备，稳定运行5年。同时，SPN在电力行业的国网、南网，在超过30条轨交线路以及近百个矿山等行业网络规模部署，已经体现出了融合承载的强大技术优势。

        在未来演进方面，SPN面向5G-A、6G及行业应用将持续平滑演进。针对2024年启动的5G-A试点，SPN具备的大带宽、硬隔离、低延时的综合特性完全可以满足5G-A业务的承载需求。而且，面向铁路5G-R、工业园区等更多行业的承载方案也在逐步试点推广过程中。由此可见，SPN技术和产业链具备长期持续演进的能力。

        综上所述，SPN技术是当前唯一满足行业应用所有关键需求的传输新技术，已经有越来越多的行业专网开始选择SPN技术作为新一代的承载方案，并逐步制定SPN面向行业应用的技术规范。2022年，中国电机工程学会完成了SPN技术规范的制定和发布；同年，IMT-2020 5G承载推进组完成了5G-R组网技术和管控方案研究报告，根据该研究报告，SPN是最优承载方案；2023年，中国南方电网完成SPN企业标准的制定；2024年，全国电力系统管理及其信息交换标准化技术委员会SAC/TC 82启动SPN技术规范的编制工并同步启动国家电网SPN企标的制定；同年，国铁集团选用SPN技术开展铁路5G-R高速试验线的验证工作。

        可以预见，SPN技术凭借其强大的承载能力和健康的产业链，必将有力支撑行业应用转型发展，开启行业应用新篇章。