序一

光传送网络是数字基础设施的底座，承载固定网络和移动网络的各种业务。早期传送网主要面向固话语音业务进行设计，ITU-T制定了PDH和SDH国际标准，其核心理念是基于TDM电路交换提供面向连接的电信级可靠服务、丰富的运行管理维护和50 ms内的保护倒换能力。随着互联网业务的兴起，基于分组交换的分组传送网逐渐成为主流，其典型代表技术标准是IEEE制定的以太网技术标准和IETF制定的IP/MPLS技术标准，其核心理念是基于分组交换提供面向非连接的尽力而为服务、高效的统计复用和灵活的选路能力。

随着业务的高速发展和光通信波分复用技术的成熟，ITU-T制定了OTN标准体系，其核心理念是为SDH、以太网和IP/MPLS等业务提供高速长距离大容量承载、子波长速率交叉连接及复用、丰富的光层电层运行管理维护和保护恢复能力。

随着移动通信的蓬勃发展，传输技术演进的一个重要方向是面向移动回传网络。长期以来，移动回传网络基本上都是重用或借鉴已有的固定网络承载技术。1G/2G语音时代，移动回传主要重用PSTN承载的SDH技术。3G/4G时代，面向移动互联网和视频等数据业务，移动回传主要采用基于IP/MPLS的IP RAN技术，或基于MPLS-TP的、具有电信级增强和面向连接特性的PTN技术。5G时代的eMBB、URLLC和mMTC三大应用场景，对回传网络提出了基于灵活切片的大带宽、低时延、高精度时间同步和高可靠等需求，基于TDM的刚性传输技术或基于分组交换的柔性传输技术都难以单独支撑5G承载需求，因此迫切需要一种新的传输技术体系。

在此背景下，中国移动面向5G提出了“无损+高效灵活”的承载理念，构建了融合TDM和分组技术的新一代传送网技术体系——切片分组网络（SPN）。SPN采用以太网作为基础底层，充分利用以太网芯片和光模块等产业链生态，同时考虑引入TDM机制以保证电信级的服务，而且上层还要保持对灵活的分组服务的支持。SPN首次提出在以太网协议栈中嵌入TDM子层，实现了一种全新的MTN传输接口。SPN提出了以64B/66B码块为原子单元的时隙交换机制，并替换以太网空闲码块实现OAM开销插入的机制，构建了MTN新型帧结构。SPN提出了MTN段层和通道层的映射结构和单级复用体系，实现了基于N×5 Gbit/s灵活粒度的切片调度和适配。SPN基于MTN实现了以太网MAC与PHY解耦，并通过引入错误标识机制和新型编码机制，避免了误码污染扩散，提升了系统可靠性。综上，SPN首次在传输领域实现了软硬切片的灵活提供和基于切片的差异化业务统一承载。这些创新构成了ITU-T MTN标准的基石，具有系统性和原创性的特点。

SPN作为由中国提出的原创性技术体系，成功在ITU-T完成MTN接口、架构、管理、设备、保护、演进、同步等7项完整的国际标准系列立项，现主要标准已制定完成并获得通过。SPN/MTN成为ITU-T继SDH、OTN之后发布的新一代传送网技术体系。这也是中国在光通信领域首次以成体系的技术主导国际标准，标志着中国在5G传输技术领域处于国际领先水平。

SPN/MTN已经形成产业，并在网络上广泛部署，走出了一条“面向国家重大需求、依托国家重大专项、深度实施技术创新、带动引领产业发展、主导成为国际标准”的科技创新路线。本书的作者是SPN/MTN核心理念和关键技术的提出者，也是SPN/MTN国际标准和行业标准的主要编辑人。本书系统地介绍了SPN/MTN的诞生和发展历程、设计理念、技术架构、关键机制、标准体系、组网应用等内容。本书体系性强、结构完整、概念清晰，讲解深入浅出，实用性强、可读性好。

SPN/MTN作为5G与光传送网络的桥梁，实现了时分复用与统计复用技术的无缝融合，作为光传送网络的新体系，打开了广阔的创新空间。相信随着SPN/MTN研究与应用的深入，相关的技术还会继续发展。

中国工程院院士