本文主要是介绍SPN小颗粒技术（FGU，Fine Granularity Unit），希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！
为什么需要SPN小颗粒技术
当前，5G建设正在如火如荼地进行，垂直行业应用成为5G产业链关注的焦点，例如电力、交通、政府、银行等。运营商面向垂直行业在作为基础设施的公共物理网络之上创建的多个相互隔离的虚拟网络，提供不同程度的隔离能力，相互独立运行，可独立生命周期管理。SPN硬隔离切片技术较好的实现了不同行业不同业务的安全承载。（FGU意在构建端到端高效、无损、柔性带宽、灵活可靠的通道和承载方式，将硬切片的颗粒度从5Gbps降低到10Mbps，以满足5G+垂直行业应用和专线业务场景小颗粒业务需求。）
随着5G+ 垂直行业应用逐步从单一场景向系统化复杂场景发展以及算力网络的兴起，行业用户需求的差异性和应用场景的复杂性，”海量数据“和”高效算力“带来了大量确定性时延、高安全性的1Gbps 及以下带宽业务的承载需求。此外，大量的政务专线、金融专线、大企业专线业务承载也对SPN的切片隔离度和颗粒度提出了不同要求。
2021中国光网络研讨会发布的《SPN小颗粒技术白皮书》中调研结果显示，5G+垂直行业（含算力业务）及政企专线最小带宽需求可达2Mbps；10Mbps以内带宽的业务占比较大。当前切片技术粒度均为Gbit/s级别，在千行百业中小带宽需求，一方面网络承载效率低，另一方面对整体网络带宽要求更高。因此，与业务带宽匹配的小颗粒切片成为SPN技术发展的方向。
SPN小颗粒技术是一种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通道的技术。
SPN小颗粒技术有哪些优势
SPN小颗粒技术保持SPN技术架构不变，只在切片分组层（SPL）、切片通道层（SCL）、切片传送层（STL）进行了部分增强，如下图所示。
支持小颗粒技术的SPN架构
- 切片分组层（SPL）：新增CBR (constant bit rate, 固定比特率)业务类型。SPL层提供基于E1、STM-1等细粒度CBR业务映射，实现业务从设备入口到出口的全流程时隙交换，确保业务硬隔离效果。
- 切片通道层（SCL）：新增FGU(Fine Granularity Unit，小颗粒单元)层，为业务提供10Mbps粒度硬切片。FGU层是独立子层，与服务层解耦，可按需灵活选择承载于MTN通道层、MTN段层和以太网物理层。
- 切片传送层（STL）：除支持SPN已经定义的50GE、100GE、200GE、400GE等高速以太网物理层接口外，针对行业应用场景新增10GE端口。物理层中的以太网物理编码子层（Physical Coding Sublayer，PCS）采用符合以太网底层协议栈要求的64/66B 编码块，保障FGU 与以太网物理层底层协议栈无缝兼容。
FGU继承 SPN 硬切片不感知、不识别业务报文数据的特点，不对用户报文数据做任何改动，支持分组报文在小颗粒硬切片透传，从而实现对分组技术的兼容。
SPN小颗粒技术尽可能重用现有技术，简化处理机制，且覆盖CPE、HUB、接入、汇聚、核心等多种设备类型，满足现网端到端FGU部署。
华为SPN设备，通过软件升级和新插入小颗粒处理板的方式，使得现网设备平滑支持小颗粒功能。华为新开发的小型化SPN设备型态直接支持小颗粒切片、SDN管控和标准化南向接口，无缝对接SPN承载网全系列设备。
同时SPN兆级小颗粒切片技术完善了FGU OAM功能和切片时隙、带宽调整机制，形成了以下几大技术优势：
- 高安全：小颗粒通道通过独享确定的时隙保证严格TDM 特性，通道任一节点的出端口和入端口时隙通过管控层提前分配并固定。实现硬隔离，确保业务和算力数据安全。
- 高可靠性：FGU OAM与原SPN/MTN通道OAM兼容共存，为每条小颗粒通道提供端到端OAM监测能力，插入/提取OAM客户无感知。小颗粒通道1+1保护功能，在整机掉电、链路故障等场景下倒换性能均达到电信级要求。
- 确定性时延：端到端无阻塞时隙交换，实现纳秒级业务抖动，确保稳定的业务传输时延。
- 切片带宽调整无损：完善的时隙和带宽调整机制，确保小颗粒切片的时隙和带宽在减小或增大的情况下原有业务“零丢包”。
SPN小颗粒技术应用场景
5G+ 垂直行业场景
网络切片技术作为5G垂直行业基础使能技术，可满足不同行业、不同业务SLA 承载需求以及业务安全性、可靠性、软硬隔离的需求。5G垂直行业控制类业务呈现出小颗粒硬管道隔离的高安全承载需求特点，要求网络保障低时延与高可靠，SPN 承载网络的小颗粒切片能力将成为助力5G+ 垂直行业应用部署的关键力量。
以电力行业为例，遵循电力安全“业务分区、网络专用、横向隔离、纵向认证”要求，电网切片以安全分区为颗粒度，可分为 4 个区 ：生产控制区（又称安全区 I）、生产非控制区（又称安全区 II）、生产管理区（又称安全区 III）、管理信息区（又称安全区 IV）。各分区典型业务示例如下表所示。
表1-1 电力业务分区及典型业务举例
| 电力业务分区 | 典型业务举例 |
|---|---|
| 生产控制区（又称安全区 I） | 能量管理、广域相量测量、配电自动化、变电站自动化等 |
| 生产非控制区（又称安全区 II） | 故障录波信息管理、电能量计量等 |
| 生产管理区 - 安全区 III | 调度生产管理、工地监控、机器人巡检、无人机巡检、智能配电房、智慧品控等 |
| 管理信息区 - 安全区 IV |
5G+智能电网生产控制类业务的关键通信指标如下表所示。
表1-2 智能电网生产类业务关键指标
| 应用场景 | 端到端单向时延 | 带宽 | 可靠性 |
|---|---|---|---|
| 分布式配电自动化 | ≤15ms | 2Mbps~10Mbps | 99.999% |
| 集中式配电自动化（终端到主站） | ≤50ms | ＜2Mbps | 99.999% |
| 配电PMU（Power Monitoring Unit，电源监控模块） | ≤50ms | <10Mbps | 99.999% |
| 精准负荷控制 | ≤50ms | 10kbps~2Mbps | 99.999% |
为满足电力行业网络安全要求， 5G 承载网需要按照接入、汇聚和核心三级的网络架构进行建设，并部署端到端的 MTN 切片，实现业务硬隔离。承载网基于MTN 硬隔离技术创建独立网络切片，确保电网业务安全可靠 ；超低时延类业务采用独立切片承载，确保业务低时延承载 ；小带宽切片需求，可以采用10Mbps 级小颗粒技术满足。
FGU 应用于5G+ 智能电网场景场景
政企专线场景
政企专线主要包括政府部门、金融机构客户、大企业等重要客户的专线业务，业务诉求差异大。
政企专线场景网络要求如下表所示。
表1-3 政企专线场景网络要求
| 场景 | 专线业务 | 典型应用 | 网络要求 |
|---|---|---|---|
| 政企专线 | 政府专线业务 | 传送各项政务信息、视频会议系统、视频监控信号等业务 | 安全性、高可靠性，严格隔离 |
| 金融高品质专线业务 | 金融生产交易类业务 | 安全性、可靠性、超低时延、灵活联接 | |
| 大企业高品质专线业务 | 云业务、语音/ 视频、办公、生产等 | 安全性、灵活联接、接入方便 |
5G回传网作为综合承载网，可通过具有TDM硬隔离特性的小颗粒通道承载党政军、金融客户和部分大企业专线，通过MTN接口分组切片承载无硬隔离需求的企业专线，并利用软硬切片技术提供差异化专线服务。
FGU 应用于政企专线场景
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