網(wǎng)絡(luò)切片：首版標(biāo)準(zhǔn)年中完成 三大挑戰(zhàn)待解

王欣

如果將5G產(chǎn)業(yè)比喻成大面包，那網(wǎng)絡(luò)切片就是將5G面包發(fā)揮最大價值的“利器”。

實際上，從5G發(fā)令槍打響時，3GPP、BBF、GSMA、中國移動、KT、SK Telecom、華為、中興、愛立信、諾基亞等標(biāo)準(zhǔn)組織、運營商和設(shè)備商就將網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)作為5G網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)。

近幾年來在業(yè)界戮力研發(fā)下，網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)歷經(jīng)兩次“錘煉”，漸入佳境。基于網(wǎng)絡(luò)切片的原型驗證和應(yīng)用試驗逐步落地，而首版網(wǎng)絡(luò)切片標(biāo)準(zhǔn)將在今年年中完成。

那么，距離網(wǎng)絡(luò)切片切開5G大面包還有多遠(yuǎn)？

對此，《通信產(chǎn)業(yè)報》（網(wǎng)）記者采訪了多年深耕無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的專家——中國移動研究院副院長楊志強和中興通訊5G綜合方案總監(jiān)郝男男，他們認(rèn)為，5G網(wǎng)絡(luò)切片標(biāo)準(zhǔn)正在加緊制定中，網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)要想走向現(xiàn)網(wǎng)，助力5G網(wǎng)絡(luò)升級，面臨異廠家網(wǎng)絡(luò)切片互操作困難、5G網(wǎng)絡(luò)切片端到端原型驗證和應(yīng)用示范缺乏、網(wǎng)絡(luò)切片商業(yè)模式待定三大挑戰(zhàn)，需要產(chǎn)業(yè)鏈各方緊密合作。

業(yè)界“團寵”

實際上，網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)在5G發(fā)跡之時就擔(dān)當(dāng)業(yè)界“團寵”。

“4G改變生活，5G改變社會”早已深入人心，相比于4G等傳統(tǒng)移動通信技術(shù)，5G具有更高的帶寬、更低的時延、更廣的連接和更可靠的性能，能夠?qū)崿F(xiàn)萬物互聯(lián)。

ITU為5G定義了eMBB（移動帶寬增強）、eMTC（海量物聯(lián)網(wǎng)）、ULRRC（低時延高可靠通信）三大場景。eMBB場景主要是傳統(tǒng)業(yè)務(wù)的增強，主要聚焦語音、上網(wǎng)等傳統(tǒng)業(yè)務(wù)，而eMTC和ULRRC兩個場景則是利用5G海量連接、高可靠和低時延的特性，與醫(yī)療、交通、農(nóng)業(yè)等諸多行業(yè)合作，催生出多種多樣改變社會的應(yīng)用。

顯然，眾多應(yīng)用場景“齊頭并進”必將給4G傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)帶來“困擾”。

因為傳統(tǒng)的4G核心網(wǎng)（EPC）是集中式網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，只能服務(wù)于單一的移動終端，無法適用于多樣化的物與物之間的連接。

這時候，網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)“應(yīng)運而生”，它能夠讓運營商在一個硬件基礎(chǔ)設(shè)施切分出多個虛擬的端到端網(wǎng)絡(luò)，每個網(wǎng)絡(luò)切片從設(shè)備到接入網(wǎng)到傳輸網(wǎng)再到核心網(wǎng)在邏輯上隔離，適配各種類型服務(wù)的不同特征需求。“網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)通過在同一張5G物理網(wǎng)絡(luò)中，虛擬出多個不同特性的邏輯子網(wǎng)絡(luò)，以滿足5G不同場景諸如工業(yè)控制、自動駕駛、遠(yuǎn)程醫(yī)療等各類行業(yè)業(yè)務(wù)的差異化需求。”郝男男表示。

因此，3GPP在2015年開始制定5G標(biāo)準(zhǔn)時，就設(shè)立專題研究組，對網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)進行研究；愛立信在2013年就推出網(wǎng)絡(luò)切片新模式將網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)作為構(gòu)建5G理想架構(gòu)；華為也從2014年起開始進行5G核心網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)切片的研究，并與多個全球領(lǐng)先的運營商開展5G網(wǎng)絡(luò)切片的聯(lián)合創(chuàng)新。

憑什么？

那么，如此備受期待的網(wǎng)絡(luò)切片究竟是什么？

“網(wǎng)絡(luò)切片是5G網(wǎng)絡(luò)的重要關(guān)鍵技術(shù)之一，旨在一張網(wǎng)絡(luò)上提供定制化、相互隔離、質(zhì)量可保證的端到端‘專用網(wǎng)絡(luò)。在5G萬物互聯(lián)、場景多樣的大連接時代，網(wǎng)絡(luò)切片將以服務(wù)的形式滿足垂直行業(yè)的定制化需求。”楊志強表示。

同時，楊志強認(rèn)為網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)有三大優(yōu)勢，就是定制性、端到端可保證和統(tǒng)一平臺。具體來說，定制性是面向垂直行業(yè)的業(yè)務(wù)場景和需求，可定制提供相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)功能、組網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)性能指標(biāo)等；端到端質(zhì)量可保證是通過5G端到端網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量保證技術(shù)，滿足垂直行業(yè)的SLA質(zhì)量要求；統(tǒng)一平臺是基于NFV/SDN的通用基礎(chǔ)設(shè)施，快捷、靈活、低成本地構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)切片。

就目前來看，業(yè)界形成一個共識，就是網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)必須具備四個重要特征，就是虛擬化、按需定制、端到端、隔離性。

具體來說，虛擬化是要基于NFV/SDN的通用基礎(chǔ)設(shè)施構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)切片；按需定制是每個網(wǎng)絡(luò)切片要適配各種類型服務(wù)的不同特征需求；端到端是要從設(shè)備到接入網(wǎng)到傳輸網(wǎng)再到核心網(wǎng)實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)切片；隔離性就是，每一個網(wǎng)絡(luò)切片，像虛擬服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)帶寬、服務(wù)質(zhì)量等專屬資源都得到充分保證。切片之間做到相互隔離，一個切片的錯誤或故障不會影響到其他切片的通信。

兩次“錘煉” 漸入佳境

正是由于行業(yè)的重點投入，網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)經(jīng)歷了兩次“錘煉”，正漸入佳境。

目前，國際主流設(shè)備商已經(jīng)順利完成IMT-2020（5G）推進組組織的5G技術(shù)研發(fā)試驗第一階段和5G技術(shù)研發(fā)第二階段測試（以下簡稱第一階段測試和第二階段測試），并正式步入第三階段測試。而網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)也完成了能力測試，并將開始端到端技術(shù)驗證。

“我國5G技術(shù)研發(fā)的前兩個階段，網(wǎng)絡(luò)切片測試的重點在核心網(wǎng)切片能力的測試。在第三階段將主要開展端到端網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)的驗證測試。”楊志強表示。

中國電信專家在撰文中表示，第一階段各廠商設(shè)備基本還處于原型機階段，網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)主要側(cè)重功能性測試，主要圍繞切片模板、切片的生命周期管理、切片選擇、切片共享、切片的多接入、切片的維護、切片的業(yè)務(wù)指標(biāo)等特性共20多個用例展開測試。

第二階段測試，主要聚焦場景測試，在網(wǎng)絡(luò)測試中，主要包含服務(wù)化架構(gòu)、主要業(yè)務(wù)流程、網(wǎng)絡(luò)切片和邊緣計算等5G關(guān)鍵技術(shù)。

與此同時，華為、愛立信、中興、諾基亞等主流設(shè)備商均聯(lián)合國內(nèi)外運營商成功孵化了網(wǎng)絡(luò)切片原型和試點應(yīng)用。

華為就成功對5G網(wǎng)絡(luò)切片在智能配電網(wǎng)中的應(yīng)用進行驗證，利用5G網(wǎng)絡(luò)切片來承載電網(wǎng)業(yè)務(wù)，將運營商的網(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)公司使用，可以應(yīng)用在智能電網(wǎng)用電信息采集、分布式電源、電動汽車充電樁控制、精準(zhǔn)負(fù)荷控制等關(guān)鍵業(yè)務(wù)中，滿足電網(wǎng)不同業(yè)務(wù)對通信網(wǎng)絡(luò)能力的差異化需求，保障電網(wǎng)安全、可靠、穩(wěn)定運行。

同時， 在剛剛落幕的巴展上，愛立信展示了其與swisscom、SBB CFF FFS合作的關(guān)于5G網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)的最新成果。該應(yīng)用是將swisscom電信網(wǎng)絡(luò)分為四個切片，分別支撐在線視頻、實時監(jiān)控等四個不同業(yè)務(wù)，實現(xiàn)四個業(yè)務(wù)順利進行，同時通過平臺實時監(jiān)控每個業(yè)務(wù)的速率和時延，便于實時優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)；中國移動與諾基亞共同展示了5G網(wǎng)絡(luò)切片在工業(yè)自動化領(lǐng)域的應(yīng)用場景；中興通訊也發(fā)布面向5G業(yè)務(wù)創(chuàng)新、貫通接入網(wǎng)、傳輸網(wǎng)、核心網(wǎng)全領(lǐng)域的端到端5G網(wǎng)絡(luò)切片方案——5G E2E網(wǎng)絡(luò)切片方案。

除此之外，在近期召開的MWC2018上，德國電信、中國移動、意大利電信、華為、國家電網(wǎng)、騰訊、大眾汽車等公司聯(lián)合成立5G網(wǎng)絡(luò)切片聯(lián)盟（5G Slicing Association），并發(fā)布《5G網(wǎng)絡(luò)切片跨行業(yè)發(fā)展白皮書》，為網(wǎng)絡(luò)切片定義了VR/AR、汽車、航空、醫(yī)療、電網(wǎng)、物流、無人機七大應(yīng)用場景。

三大挑戰(zhàn)待解

那么，網(wǎng)絡(luò)切片距離切開5G大面包還有多遠(yuǎn)？

事實上，雖然網(wǎng)絡(luò)切片經(jīng)歷了“兩次錘煉”，已漸入佳境，但目前網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)仍存在三方面挑戰(zhàn)。

首先，目前5G網(wǎng)絡(luò)切片沒有國際統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和定義，而國際不同運營商對5G網(wǎng)絡(luò)切片對切片定義、部署、運維、運營等方面仍存在不同觀點。對此，郝男男表示，5G網(wǎng)絡(luò)切片在實際部署中可能會面臨異廠家切片互操作的一些問題。例如在切片定義、部署、運維、運營等方面，如何能夠在同一運營商網(wǎng)絡(luò)的不同廠商的設(shè)備之間，甚至是不同運營商的網(wǎng)絡(luò)之間，共享切片資源，統(tǒng)一編排管理，開放運營，做到智能、敏捷地為客戶提供服務(wù)并保障用戶體驗的一致性，還需要產(chǎn)業(yè)鏈各方的通力協(xié)作。

同時，對于網(wǎng)絡(luò)切片標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展情況，楊志強也指出，目前，能源、工業(yè)、汽車、媒體娛樂等多個垂直行業(yè)也逐漸提出對5G網(wǎng)絡(luò)切片的性能、隔離性等需求，積極參加到3GPP、IMT-2020（5G）推進組等通信行業(yè)組織中，參與網(wǎng)絡(luò)切片的標(biāo)準(zhǔn)制定和產(chǎn)業(yè)推進。但從標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展來看，5G網(wǎng)絡(luò)切片的一階段標(biāo)準(zhǔn)將于2018年7月完成，傳輸網(wǎng)支持網(wǎng)絡(luò)切片的標(biāo)準(zhǔn)預(yù)計在2018年年底完成。

其次，5G端到端網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)的原型驗證和應(yīng)用示范缺乏。“5G網(wǎng)絡(luò)切片是一項5G端到端網(wǎng)絡(luò)的創(chuàng)新技術(shù)，但目前，相比于接入網(wǎng)和傳輸網(wǎng)切片，核心網(wǎng)切片技術(shù)較成熟，但缺乏5G端到端網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)的原型驗證和應(yīng)用示范。”楊志強表示。

最后，網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)如何開展切片經(jīng)營是業(yè)界正在探索的問題。對此，楊志強表示，網(wǎng)絡(luò)切片作為服務(wù)垂直行業(yè)的新型業(yè)務(wù)形式，如何將5G的創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)技術(shù)轉(zhuǎn)換為運營商新的服務(wù)落腳點有待于進一步驗證。

基于上述挑戰(zhàn)，楊志強提出三點建議。首先，加強5G端到端網(wǎng)絡(luò)切片的技術(shù)研發(fā)、設(shè)備研制與技術(shù)驗證，推動接入網(wǎng)、傳輸網(wǎng)及切片管理的技術(shù)成熟。

其次，加強電信業(yè)與垂直行業(yè)的深度合作，明確垂直行業(yè)的切實需求，建設(shè)基于5G網(wǎng)絡(luò)切片的應(yīng)用示范。

最后，探索以網(wǎng)絡(luò)切片的形式提供5G服務(wù)的商業(yè)模式，實現(xiàn)電信業(yè)和垂直行業(yè)的共贏發(fā)展。