SPN网络在工业场景的需求及应用研究报告

SPN 网络在工业场景 的需求及应用研究报告 工业互联网产业联盟（AII）2023 年 6 月 声 明 本报告所载的材料和信息，包括但不限于文本、图片、数据、观点、建议，不构成法律建议，也不应替代律师意见。本报告所有材料或内容的知识产权归工业互联网产业联盟所有（注明是引自其他方的内容除外），并受法律保护。如需转载，需联系本联盟并获得授权许可。未经授权许可，任何人不得将报告的全部或部分内容以发布、转载、汇编、转让、出售等方式使用，不得将报告的全部或部分内容通过网络方式传播，不得在任何公开场合使用报告内相关描述及相关数据图表。违反上述声明者，本联盟将追究其相关法律责任。 工业互联网产业联盟 联系电话：010-62305887 邮箱：aii@caict.ac.cn 前 言 面向工业场景的八大典型应用场景，工业内网和工业外网的高质量承载和异构网络互连互通发展需求，如何提供一个安全、可靠、高效、灵活、智能和可演进的行业专用承载网络，已成为业界新技术创新、标准研发和现网应用探索的重点领域。 SPN（Slicing Packet Network，切片分组网）是中国移动、中国信通院、华为、中兴和烽火等联合创新开发的 5G承载网络技术，已成为我国主导承载网络技术创新并推动产业化的典范，在 5G 传送网技术标准上处于国际领先地位，不仅在中国移动 5G 承载网络上实现超 30 万端的规模部署应用，并已成为国际电信联盟 ITU-T 认可的新一代传送网国际标准技术体系。SPN 凭借其特有的 TDM 时隙复用与分组统计复用深度融合的技术架构，具备低时延、大带宽、超高精度同步、灵活管控等技术优势，同时兼容以太网生态链，具有低成本和易部署等特点。面向工业互联网应用场景，SPN 不断增强了 N5Gbps 和 M10Mbps 两级硬隔离切片承载、分组层灵活接入调度、确定性低时延和抖动、高精准差异化 SLA 保障、基于 SRv6 的算网融合感知和多域融合组网能力等技术创新和产业化能力。 本研究报告分析了工业互联网典型场景的承载需求、SPN 网络能力特性、技术标准和产业化进展，并结合 SPN在 5G+智能电网、智慧交通和智能矿山等典型的工业场景的应用案例，总结提出 SPN 在工业互联网的应用定位是以工业外网的 5G+行业虚拟专网和重点行业自建专网为主，并兼具解决智能电力、智慧交通、智能矿井、智慧港口、智慧医疗和智慧救援、智能工业制造和智慧工厂等需要多业务高安全隔离和高可靠承载的部分工业内网场景。SPN承载网络支持网络切片定制化、电信级高可靠性、确定性承载、灵活接入调度、多维业务感知和智能管控运维等特性，将成为工业场景下新一代综合业务承载网络的标杆。 牵头编写单位： 中国信息通信研究院 参与编写单位：中兴通讯华为技术中国移动研究院中国信息通信科技集团公司中国移动通信集团江苏有限公司国网江苏省电力有限公司中国南方电网公司国家电网山东省电力公司广州市急救医疗指挥中心中煤科工集团常州研究院有限公司陕西陕煤澄合矿业有限公司西卓煤矿 工业互联网产业联盟公众号 编写组成员（排名不分先后）： 李芳、赵俊峰、陈捷、刘爱华、周文端、廖国庆、李日欣、韩柳燕、叶雯、柳光全、韩震、胡飞飞、张浩、林建权、刘晓明 王文帝、孟玮，李海川 目 录 一、5G+工业互联网对网络的需求和挑战 ................................................... 5 1.1 5G+工业互联网的数智化发展趋势 ................................................ 5 1.2 5G+工业互联网典型场景的业务需求分析 .................................... 7 1.3 5G+工业互联网对承载网络能力的挑战 ...................................... 13 二、SPN 技术体系架构和网络能力特性 ................................................... 15 2.1 我国自主创新的 SPN 技术体系架构 ............................................ 15 2.2 切片通道层的硬隔离切片转发能力 ............................................. 18 2.3 切片分组层的软切片分组转发能力 ............................................. 21 2.4 切片传输层的高速大容量传输能力 ............................................. 23 2.5 基于 SDN 架构的智能管控运维能力 ........................................... 25 2.6 SPN2.0 新增功能和性能特性总结............................................... 28 2.7 SPN 网络能力满足 5G+工业互联网的需求总结 ......................... 31 三、SPN 国际国内标准和产业化应用进展 ................................................ 35 3.1 FlexE：兼容以太网的灵活以太网接口标准 ................................ 35 3.2 SPN：我国自主创新的 5G 传送网技术标准 ............................... 37 3.3 MTN：ITU-T 的新一代 5G 传送网标准体系 .............................. 39 3.4 SR-TP：IETF 的分段路由转发技术标准创新 ............................. 42 3.5 SPN 全产业链的规模化商用和健壮性发展分析 ......................... 44 3.6 支撑工业场景应用需求的 SPN 产业化进展 ................................ 47 四、SPN 在工业场景的定位和案例分析 ................................................... 49 4.1 SPN 在工业场景的应用定位分析................................................. 49 4.1.1 工业互联网对网络的需求场景分析 .................................... 49 4.1.2 SPN 在工业互联网的应用定位分析 .............................