浅谈SPN（切片分组网）

地方的方法

本文讨论SPN速率计算的理论值和实际值。1. 物理层速率（理论最大值）

[size=16.002px]SPN的物理层速率由接口硬件决定，例如：

• FlexE接口：支撑100Gbps、200Gbps、400Gbps等标准速率。
• 光传输（OTN/DWDM）：单波长可达100Gbps/400Gbps，多波长复用后可达Tbps级。
  
  

[size=16.002px]计算公式：

[size=16.002px]\text{物理层速率} = \text{单端口速率} \times \text{端口数量} \times \text{复用倍数（如DWDM）}物理层速率=单端口速率×端口数量×复用倍数（如DWDM）

[size=16.002px]示例：
一个400Gbps FlexE接口，通过DWDM复用80个波长，总速率为：

[size=16.002px]400\, \text{Gbps} \times 80 = 32\, \text{Tbps}400Gbps×80=32Tbps

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2. 有效数据速率（扣除协议开销）

[size=16.002px]物理层速率需扣除协议封装开销（如FlexE帧头、SR-TP标签等），才是实际传输有效数据的速率。

[size=16.002px]计算公式：

[size=16.002px]\text{有效数据速率} = \text{物理层速率} \times (1 - \text{协议开销比例})有效数据速率=物理层速率×(1−协议开销比例)

[size=16.002px]典型协议开销：

• FlexE：约4.5%的开销（用于帧同步和管理通道）。
• SR-TP/SRv6：标签封装增加约3%-5%开销。
• OTN：光层开销约7%（如FEC、OTN帧头）。
  
  

[size=16.002px]示例：
400Gbps FlexE接口的有效数据速率为：

[size=16.002px]400\, \text{Gbps} \times (1 - 4.5\%) \approx 382\, \text{Gbps}400Gbps×(1−4.5%)≈382Gbps

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3. 切片速率分配

[size=16.002px]SPN通过硬切片（FlexE）或软切片（SR-TP）为每个业务分配速率，需根据业务需求和资源策略计算。

(1) 硬切片速率（FlexE）

[size=16.002px]FlexE将物理接口划分为多个时隙（Slot），每个时隙对应固定带宽。

• FlexE时隙粒度：5Gbps/时隙（基于100Gbps接口划分20个时隙）。
• 切片速率：占用的时隙数 × 时隙带宽。
  
  

[size=16.002px]计算公式：

[size=16.002px]\text{切片速率} = \text{时隙数量} \times \text{单时隙速率}切片速率=时隙数量×单时隙速率

[size=16.002px]示例：
在400Gbps FlexE接口中，为视频切片分配8个时隙，每个时隙20Gbps：

[size=16.002px]8 \times 20\, \text{Gbps} = 160\, \text{Gbps}8×20Gbps=160Gbps

(2) 软切片速率（逻辑隔离）

[size=16.002px]通过SDN动态分配共享带宽，速率受策略控制（如最小保障带宽 + 突发带宽）。

[size=16.002px]计算公式：

[size=16.002px]\text{切片速率} = \text{保障带宽} + \alpha \times \text{剩余可用带宽}切片速率=保障带宽+α×剩余可用带宽

[size=16.002px]（\alphaα为优先级权重，例如高优先级切片可抢占更多剩余带宽）

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4. 端到端业务速率

[size=16.002px]业务实际速率受整条路径瓶颈限制，需考虑多跳设备、链路负载等因素。

[size=16.002px]计算公式：

[size=16.002px]\text{端到端速率} = \min\left( \text{切片分配速率},\, \text{路径最小链路速率},\, \text{设备转发能力} \right)端到端速率=min(切片分配速率,路径最小链路速率,设备转发能力)

[size=16.002px]关键因素：

• 路径中最慢链路的速率（如某个节点仅支撑100Gbps）。
• 设备转发性能（如芯片线速转发能力）。
• 动态负载均衡效果（避免拥塞）。
  
  

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5. 动态调整后的实际速率

[size=16.002px]SPN支撑实时资源调度，实际速率可能随时间变化：

• 突发场景：临时借用其他切片闲置带宽。
• 故障场景：链路中断后剩余路径的容量限制。
  
  

[size=16.002px]示例：
某切片保障带宽为50Gbps，若网络空闲时可动态扩容至80Gbps。

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6. 典型场景计算示例场景：5G前传网络

• 需求：
  
  
  • 10个5G基站，每个基站需10Gbps带宽（eMBB切片）。
  • uRLLC切片需保障20Gbps + 低时延。
    
    
• SPN配置：
  • 物理接口：200Gbps FlexE接口（划分为20个10Gbps时隙）。
  • 切片分配：
    • eMBB切片：10基站 × 10Gbps = 100Gbps → 占用10个时隙。
    • uRLLC切片：20Gbps → 占用2个时隙，剩余8时隙用于其他业务。
      
      
    
    
• 有效速率：
  • eMBB实际速率：10 \times 10\, \text{Gbps} \times (1 - 4.5\%) \approx 95.5\, \text{Gbps}10×10Gbps×(1−4.5%)≈95.5Gbps
  • uRLLC实际速率：20\, \text{Gbps} \times (1 - 4.5\%) \approx 19.1\, \text{Gbps}20Gbps×(1−4.5%)≈19.1Gbps
    
    
  
  

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总结：SPN速率计算要点

• 物理层上限：由接口类型（如400G FlexE）和光传输技术决定。
• 协议开销：FlexE、SR-TP等协议会占用约5%-10%带宽。
• 切片分配：硬切片（时隙）或软切片（动态策略）决定业务速率。
• 端到端瓶颈：路径中最慢链路或设备限制实际速率。
• 动态性：资源调度可能导致速率波动，需结合保障带宽和突发容量。