5G網(wǎng)絡(luò )，切片才好用！

為滿(mǎn)足這些需求，5G 網(wǎng)絡(luò )通過(guò)對實(shí)際網(wǎng)絡(luò )的資源和功能進(jìn)行劃分，形成了不同的網(wǎng)絡(luò )切片。每個(gè)切片可以被看作是一個(gè)邏輯網(wǎng)絡(luò )，是實(shí)現網(wǎng)絡(luò )靈活性和可擴展性的關(guān)鍵技術(shù)之一，在提高網(wǎng)絡(luò )安全性的同時(shí)， 降低了網(wǎng)絡(luò )運營(yíng)投資成本。當全世界都在談5G的時(shí)候，通信業(yè)界里談?wù)摰米疃嗟氖恰?5G網(wǎng)絡(luò )切片技術(shù)（Network Slicing）。網(wǎng)絡(luò )切片，已成為中國移動(dòng)，韓國KT、SK電信，日本KDDI 和NTT，以及愛(ài)立信、諾基亞、華為等設備商公認的最理想的5G網(wǎng)絡(luò )構架。

網(wǎng)絡(luò )切片技術(shù)的定義
網(wǎng)絡(luò )切片是將一個(gè)物理網(wǎng)絡(luò )切割成多個(gè)虛擬的端到端網(wǎng)絡(luò )，每個(gè)虛擬網(wǎng)絡(luò )之間（包括網(wǎng)絡(luò )內的設備、接入、傳輸和核心網(wǎng)）是邏輯獨立的，任何一個(gè)虛擬網(wǎng)絡(luò )發(fā)生故障都不會(huì )影響其他虛擬網(wǎng)絡(luò )。依據應用場(chǎng)景可將 5G網(wǎng)絡(luò )分為 3 類(lèi)：移動(dòng)寬帶、海量物聯(lián)網(wǎng)和任務(wù)關(guān)鍵性物聯(lián)網(wǎng)。由于 5G 網(wǎng)絡(luò )的3 類(lèi)應用場(chǎng)景的服務(wù)需求不同，且不同領(lǐng)域的不同設備大量接入網(wǎng)絡(luò )，這時(shí)網(wǎng)絡(luò )切片就可以將一個(gè)物理網(wǎng)絡(luò )分成多個(gè)虛擬的邏輯網(wǎng)絡(luò )，每一個(gè)虛擬網(wǎng)絡(luò )對應不同的應用場(chǎng)景，從而滿(mǎn)足不同的需求。如上表所示，5G網(wǎng)絡(luò )的三類(lèi)應用場(chǎng)景的服務(wù)需求是不一樣的：1）移動(dòng)寬帶5G時(shí)代將面向4K/8K超高清視頻、全息技術(shù)、增強現實(shí)/虛擬現實(shí)等應用，移動(dòng)寬帶的主要需求是更高的數據容量。2）海量物聯(lián)網(wǎng)海量傳感器部署于測量、建筑、農業(yè)、物流、智慧城市、家庭等領(lǐng)域，這些傳感器設備是非常密集的，大部分是靜止的。3）任務(wù)關(guān)鍵性物聯(lián)網(wǎng)任務(wù)關(guān)鍵性物聯(lián)網(wǎng)主要應用于無(wú)人駕駛、自動(dòng)工廠(chǎng)、智能電網(wǎng)等領(lǐng)域，主要需求是超低時(shí)延和高可靠性。網(wǎng)絡(luò )切片要做的就是將一個(gè)物理網(wǎng)絡(luò )分成多個(gè)虛擬的邏輯網(wǎng)絡(luò )，每一個(gè)虛擬網(wǎng)絡(luò )對應不同的應用場(chǎng)景。網(wǎng)絡(luò )切片是怎么個(gè)切法  
實(shí)際上，從2G到4G網(wǎng)絡(luò )只是實(shí)現了單一的電話(huà)或上網(wǎng)需求，卻無(wú)法滿(mǎn)足隨著(zhù)海量數據而來(lái)的新業(yè)務(wù)需求，且傳統網(wǎng)絡(luò )改造起來(lái)非常麻煩；而5G可以說(shuō)是為了應用而生，需要面向多連接與多樣化業(yè)務(wù)，需要部署更靈活，還要分類(lèi)管理，而網(wǎng)絡(luò )切片正是這樣一種按需組網(wǎng)的方式。就像上面這張圖展示的那樣，運營(yíng)商在同一的基礎設施上“切”出多個(gè)虛擬網(wǎng)絡(luò )，每個(gè)網(wǎng)絡(luò )切片從無(wú)線(xiàn)接入網(wǎng)到承載網(wǎng)再到核心網(wǎng)，都是邏輯上隔離，且每個(gè)網(wǎng)絡(luò )切片至少包括無(wú)線(xiàn)子切片、承載子切片和核心網(wǎng)子切片，以適配各類(lèi)業(yè)務(wù)與應用。可以說(shuō)，網(wǎng)絡(luò )切片做到了端到端的按需定制并保證隔離性。那么，如何實(shí)現端到端的網(wǎng)絡(luò )切片呢？NFV是先決條件。比如核心網(wǎng)，NFV先從傳統網(wǎng)絡(luò )設備中分離軟硬件，硬件由通用服務(wù)器統一管理，軟件則由不同的NF承擔，以實(shí)現靈活滿(mǎn)足業(yè)務(wù)需求。這樣看來(lái)，“切”這個(gè)動(dòng)作實(shí)際上就是在進(jìn)行資源重組。重組的依據是什么呢？其實(shí)，是根據SLA（服務(wù)等級協(xié)議）為指定的通信服務(wù)類(lèi)型，選擇它需要的虛擬和物理資源。這里，SLA包括了用戶(hù)數，QoS，帶寬等多項參數，且不同的SLA將定義不同的通信服務(wù)類(lèi)型。當然，這并不是說(shuō)我們需要為每一個(gè)服務(wù)都建一個(gè)專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò )，因為網(wǎng)絡(luò )切片技術(shù)在一個(gè)獨立的物理網(wǎng)絡(luò )上，可以切分出多個(gè)邏輯網(wǎng)絡(luò )，所以說(shuō)它真的非常節省成本！因此，我們說(shuō)在一個(gè)網(wǎng)絡(luò )中，切片越多加載的應用越多，意味著(zhù)其網(wǎng)絡(luò )價(jià)值越大，性?xún)r(jià)比也就越高。目前，5G幾個(gè)主流的應用場(chǎng)景，包括eMBB、uRLLC、mMTC三個(gè)通信服務(wù)類(lèi)型，當然還有公認的5G未來(lái)殺手級應用之一的VR、AR，自動(dòng)駕駛，無(wú)人機，智能電網(wǎng)，無(wú)線(xiàn)醫療，5G將提供適配不同領(lǐng)域需求的網(wǎng)絡(luò )連接特性，推動(dòng)各行業(yè)的能力提升與轉型。例如在自動(dòng)駕駛中，其所依賴(lài)的V2X通信，需要的是低延遲卻不一定需要高吞吐量，在汽車(chē)行駛時(shí)觀(guān)看的媒體服務(wù)需要高吞吐量且容易受到延遲影響，兩者都可以通過(guò)虛擬網(wǎng)絡(luò )切片上的相同公共物理網(wǎng)絡(luò )傳送，以?xún)?yōu)化物理網(wǎng)絡(luò )的使用。又或者在智能電網(wǎng)，用5G網(wǎng)絡(luò )切片承載電網(wǎng)業(yè)務(wù)是一種全新的嘗試，將運營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò )資源以相互隔離的邏輯網(wǎng)絡(luò )切片，按需提供給電網(wǎng)公司，可以應用在智能電網(wǎng)用電信息采集、分布式電源、電動(dòng)汽車(chē)充電樁控制精準負荷控制等關(guān)鍵業(yè)務(wù)中，滿(mǎn)足電網(wǎng)不同業(yè)務(wù)對通信網(wǎng)絡(luò )能力的差異化需求。網(wǎng)絡(luò )切片的分類(lèi)及應用

5G 網(wǎng)絡(luò )切片的目標是結合終端設備、接入網(wǎng)資源、核心網(wǎng)資源、網(wǎng)絡(luò )運營(yíng)和維護管理系統，為不同的業(yè)務(wù)場(chǎng)景或業(yè)務(wù)類(lèi)型提供獨立、隔離和集成的網(wǎng)絡(luò )。1、網(wǎng)絡(luò )切片的 2 種形式（1）獨立切片擁有獨立功能的切片，包括控制面、用戶(hù)面及各種業(yè)務(wù)功能模塊，為特定用戶(hù)群提供獨立的端到端專(zhuān)網(wǎng)服務(wù)或者部分特定功能服務(wù)。（2）共享切片共享切片即資源可供各種獨立切片共同使用的切片。共享切片提供的功能可以是端到端的，也可以提供部分共享功能。2、端到端網(wǎng)絡(luò )切片（1）空中接口的網(wǎng)絡(luò )切片空中接口的網(wǎng)絡(luò )切片概念是指對物理無(wú)線(xiàn)電資源進(jìn)行適當劃分，將其映射到邏輯資源，并且基于邏輯物理資源創(chuàng )造媒體訪(fǎng)問(wèn)控制和更高層的操作。（2）無(wú)線(xiàn)接入網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò )切片考慮到切片的特殊性，無(wú)線(xiàn)接入網(wǎng)中的網(wǎng)絡(luò )切片描述了控制平面和用戶(hù)平面的優(yōu)化配置。此外， 還需要研究?jì)蓚€(gè)方面。a、無(wú)線(xiàn)接入類(lèi)型。它支持由切片提供的服務(wù)。b、無(wú)線(xiàn)接入網(wǎng)功能的正確配置。它適用于基于需求的每個(gè)切片中的合適的單元部署。基于QoS 需求、通信負載或通信類(lèi)型等因素，RAN 體系結構對于每個(gè)切片應做出適當的調整。例如，由于RAN 配置，每個(gè)切片使用不同類(lèi)型的單元：切片 1只使用宏單元；切片 2 只使用小單元；切片 3 使用宏單元和小單元。在其他場(chǎng)景中，切片 1 可以使用宏單元和小單元，而切片 3 只使用小單元。（3）核心網(wǎng)中的網(wǎng)絡(luò )切片由于網(wǎng)絡(luò )功能虛擬化和軟件定義網(wǎng)絡(luò )兩種技術(shù)，核心網(wǎng)絡(luò )中的網(wǎng)絡(luò )切片是可能的。軟件定義網(wǎng)絡(luò )的目的是將控制平面和數據平面分離。此外，控制平面應該通過(guò) API 來(lái)編程，以引入管理的靈活性。支持 SDN 類(lèi)平面分離是 5G 核心網(wǎng)絡(luò )體系結構的主要原則之一，因為它允許：a、數據和控制資源的獨立調整；b、數據平面更接近用戶(hù)設備；c、適當選擇不同切片所需的數據平面功能。3、網(wǎng)絡(luò )切片的 3 種部署場(chǎng)景（1）共享切片與獨立切片縱向分離。端到端的控制面切片作為共享切片，在用戶(hù)面形成不同的端到端獨立切片?？刂泼婀蚕砬衅瑸樗杏脩?hù)服務(wù)，對不同的個(gè)性化獨立切片進(jìn)行統一管理，包括鑒權、移動(dòng)性管理和數據存儲等。（2）獨立部署各種端到端切片，每個(gè)獨立切片包含完整的控制面和用戶(hù)面功能，形成服務(wù)于不同用戶(hù)群的專(zhuān)有網(wǎng)絡(luò )，如 CIoT、eMBB 和企業(yè)網(wǎng)等。（3）共享切片與獨立切片橫向分離，共享切片實(shí)現一部分非端到端功能，后接各種不同的個(gè)性化獨立切片。典型應用場(chǎng)景包括共享的vEPC+GiLAN 業(yè)務(wù)鏈網(wǎng)絡(luò )。
5G 技術(shù)作為面向未來(lái)新需求的新一代通信技術(shù)，已經(jīng)獲得了全球范圍的廣泛關(guān)注，并得到了幾乎所有電信運營(yíng)商。電信設備制造商和研究機構的支持，其技術(shù)發(fā)展獲得了全產(chǎn)業(yè)鏈的支持，為未來(lái)商用做好了充分準備。在網(wǎng)絡(luò )切片的推動(dòng)下，未來(lái)萬(wàn)物互聯(lián)的場(chǎng)景將會(huì )得到實(shí)現。自動(dòng)工廠(chǎng)、遠程醫療、無(wú)人駕駛、車(chē)聯(lián)網(wǎng)等以超高速率、超低時(shí)延、高可靠性的通信為基礎的新技術(shù)日益普及，這給人們的生活帶來(lái)了更大便利，極大地改變了人們的生活方式。