网络切片技术为5G业务创新添动力

2018-07-10  来源：  人民邮电报

　　不同于4G时代以人为中心的“移动互联”，即将到来的5G时代将实现真正的“万物互联”：从低速但海量的物联网连接场景到高带宽的高清视频业务场景，再到要求高可靠性和超低时延的工业控制与车联网场景，5G网络的终端与业务类型都将极大丰富，从而为移动通信产业带来无限生机。

　　5G时代形态各异的新业务对于网络的需求也大不相同，为了更高效地承载更多类型的5G新业务，作为5G关键创新的网络切片技术应运而生。借助于5G切片技术，运营商可构建逻辑隔离、网络功能按需组合、紧贴业务特性的虚拟网络，从而能够根据第三方需求和网络状况以更低成本为其灵活提供个性化的网络服务，有效满足5G业务和场景多元化的需要。

　　独具魅力的创新技术

　　网络切片是基于统一平台提供的定制、隔离、质量可保证的端到端逻辑专用网络。一个网络切片实例包括接入、核心、传输、承载等完整的网络功能及资源。网络切片的目标是将接入网资源、传输承载资源、核心网资源、业务平台资源、终端设备以及网管系统进行有机组合，为不同应用场景或者业务类型提供逻辑上相互隔离且独立的虚拟网络。

　　网络切片不是一项单独的技术，SDN/NFV是该技术实现的基石。网络切片利用NFV/SDN技术，将5G网络的物理资源抽象为虚拟资源，以实现软硬件的解耦以及与网络功能的匹配和映射，进而将不同的业务场景需求虚拟化为多个平行的相互隔离的逻辑网络。

　　5G通过S-NSSAI（网络切片选择协助信息）对特定网络切片给出唯一的标识。该信息存储在UE的签约数据库中。为了实现网络切片的灵活选择，5G核心网还引入了独立网元NSSF（网络切片选择功能）。UE在会话建立过程中携带S-NSSAI信息，RAN/AMF在NSSF的协同下，根据UE携带的S-NSSAI将信令传送至相应的网络切片。

　　网络切片的编排与管理，是5G网管系统最重要的新功能之一。5G通过网络切片编排与管理功能将垂直行业用户的具体业务需求映射为对接入网、核心网、传输网中各相关网元的功能、性能、服务范围等具体指标的SLA要求，并生成相应的端到端切片模板，垂直行业用户再根据切片模板进行实例化并上线运行。在切片实例的运行过程中，行业用户可对切片进行监控、运维以及动态调整。在业务的生命周期结束后，行业用户还可以对切片进行下线以释放网络资源。5G通过上述网络切片管理机制以确保用户的业务需求得到敏捷、灵活、有保障的满足。

　　实际部署挑战颇多

　　按照工信部制定的与3GPP国际标准保持紧密同步的5G整体技术规划，国际主流设备商已经顺利完成我国IMT-2020（5G）推进组组织的5G技术研发试验第一阶段和第二阶段测试，并已启动第三阶段测试。在前两个阶段，网络切片技术测试的重点在核心网切片的功能性测试，包括切片的生命周期管理、切片选择、切片共享、切片的多接入、切片的维护、切片的业务指标等，在第三阶段则会开展网络切片技术的端到端验证测试。

　　在标准层面，网络切片的技术方案正在日趋完善。而作为移动运营商，除了关心技术研究领域的进展，还关心切片在部署、管理和应用等层面的问题。

　　第一，切片技术在给网络带来极大灵活性的同时，也带来了管理和运维方面的复杂性。例如，如何确定切片粒度就是运营商在部署和运营中无法回避的问题。粒度过大将降低灵活性，难以满足差异化的要求；粒度过小又会极大提升管理复杂性。因此，运营商在商用部署时，还需要审慎考虑、合理规划切片发布与部署方案。

　　第二，在实际部署过程中，运营商在共享切片资源、统一编排、开放运营、为客户提供一致化的服务体验等方面，可能还会面临异厂家切片技术互操作的挑战。尤其是在面向复杂的垂直行业应用场景时，甚至可能出现不同子域的网络设备归属于不同的运营商的问题。随着技术的不断成熟，在产业链各方的通力协作下，相关问题将逐步得到解决。

　　中国移动力推产业成熟

　　为满足5G网络的需求，中国移动作为国内领先的运营商一直致力于推动切片技术的研究与商用。

　　在2017MWC上，中国移动联合华为、德国电信、大众集团发布了《服务可保证的5G网络切片白皮书》。在2018MWC上，中国移动又联合德国电信、意大利电信、华为、国家电网、腾讯、大众汽车等公司成立了5G网络切片联盟（5G Slicing Association），并发布了《5G网络切片跨行业发展白皮书》。

　　此外，中国移动还通过工信部国家重大专项、国家发改委5G应用示范项目，与产业链各方合作设立5G联合创新中心、5G多媒体创新联盟（5MII）等，积极开展服务于交通、媒体、娱乐、电力等多行业场景的网络切片应用试验。

　　根据中国移动的5G整体规划，到2020年5G规模商用时网络将具备端到端的切片能力。中国移动将与产业链各环节伙伴一起探讨垂直行业的场景应用、开放和集成等合作，共同推动网络切片技术早日成熟和商用。（贺赢 郑建平）