切片技術在5G移動網絡中的運用

文/胡崇崇

1 切片技術及其特點分析

1.1 網絡切片

5G是第五代移動通信網絡的簡稱，在該網絡中峰值理論傳輸速度能夠達到10Gb/s，網絡切片則是5G中得到最多研究和關注的一項技術，其對于5G網絡的實現具有重要意義。所謂的網絡切片具體是指將物理網絡切割成若干個虛擬網絡，其中每個虛擬網絡在邏輯上均為獨立，并且相互之間是隔離開的，即使某個虛擬網絡出現故障問題，也不會對其它的虛擬網絡運行造成影響，更不會影響到整個物理網絡。

1.2 切片技術的特點

與當前廣泛應用的4G網絡不同，5G網絡所需應對的業務場景呈現出多元化的態勢，除了基本的移動寬帶之外，還有大規模的物聯網。切片技術能夠為不同的業務場景提供網絡性能方面的保障，為按需組網目標的實現提供了強有力的技術支撐。大體上可將切片技術的特點歸納為以下幾個方面：

1.2.1 安全性

在5G網絡中，借助切片技術，能夠對網絡資源進行有效地隔離，經過隔離之后的網絡切片之間不會相互影響，由此使得整個網絡的運行安全性獲得大幅度提升，保證了5G網絡的可靠運行。

1.2.2 靈活性

由于5G網絡應對的業務場景更多，這些業務中的用戶數量存在動態變化的特征，切片技術具備更加靈活的擴展能力，完全能夠滿足5G網絡的需要。可對若干個網絡切片進行融合，在此基礎上可實現網絡重構，能滿足用戶的業務需求。

1.2.3 優化性

切片技術能夠以業務場景為依托，結合用戶對網絡功能的實際需要，完成組網，保證了業務流程的最優化，這是切片技術優化性的具體體現。最優的業務流程可為用戶提供更好的網絡體驗。

2 切片技術在5G移動網絡中的運用

2.1 切片技術的主要形式

在5G網絡中，切片技術比較常見的形式有以下兩種，一種是獨立式，另一種是共享式。

2.1.1 獨立式切片

這種形式的網絡切片具有相對獨立的功能，可為特定的用戶群體提供完全獨立的專網服務。獨立式切片由三個部分組成，分別為控制層、功能模塊以及用戶層。

然而，一味倒向形式，卻忽略了作為基礎的意義，不再考慮影響意義理解的各種因素，也是顧此失彼了。以釋意理論為開端的各種口譯理論將語言形式和意義截然分開，使兩者完全對立，實則源于西方二元對立的思想傳統。這似乎已經成為一種定式。嘗試跳出這種二元對立的僵化模式，形式與意義并重，一方面從認知科學、心理學、文化研究等方面考察影響意義理解的因素，另一方面從語言學角度研究不同語言的規律，尋找形式轉換的捷徑，或能推動口譯實踐的進一步發展。

2.1.2 共享式切片

這種形式的網絡切片中的資源能夠供其它切片共同使用，共享式切片除了能夠為用戶提供端到端的網絡功能之外，還能為用戶提供共享功能，滿足了不同用戶群體對網絡功能的需要。

2.2 部署場景

在5G移動網絡中，切片技術有以下幾種部署場景，即縱向分離、橫向分離和獨立部署。

2.2.1 橫向分離

這種部署場景是通過切片技術中的共享式切片來實現非端到端的網絡功能，然后與個性化的獨立式切片進行連接，從而形成橫向上的網絡分離。較具代表性和典型性的應用場景有共享的vEPC+GiLAN業務鏈網絡。

2.2.2 縱向分離

2.2.3 獨立部署

在該部署場景中，端到端切片全部采用獨立部署的方式，每個獨立式切片內除了包含一個較為完整的控制層之外，還包括用戶層的功能，由此可以形成專用網絡，為不同的用戶群體提供相應的網絡服務。較為典型的有企業網、eMBB等等。

2.3 切片技術的實現途徑

2.3.1 切片技術在核心網中的應用

切片技術的研發主要是為了實現基于業務需求的網絡資源定制化配置，并為業務服務等級協議提供保障。在5G移動網絡中，核心網負責承接各種業務，為使核心網具備能夠按業務場景配置網絡及相關服務機制的功能，可對切片技術進行運用。

（1）定義SBA。在5G移動網絡中，核心網可通過相應的功能模塊，對網絡功能進行解耦及整合，經過解耦之后，可借助統一的模板對網絡功能進行定義，并以抽象化的方法，使其形成SBA，即服務化架構。在該架構中，所有的服務均可獨立擴展，并按照實際需要進行部署，確保了切片網絡功能按需定制目標的實現。在對核心網中的切片資源進行隔離時，可采用虛擬化服務的方式，對虛擬機進行分配，每個虛擬機都擁有專屬的網絡資源，同時依托獨立的管理模式，能夠使切片資源之間實現更小粒度的隔離。

（2）層級分離。5G移動網絡的核心網中，包含控制層和用戶層，由于核心網采用的是虛擬化的方式對網絡進行部署，所以通過功能抽象的方法，可使控制層與用戶層在平面上實現分離。通過層級分離，使核心網具備了靈活部署的特性，進一步降低了數據的傳輸損耗，顯著縮短業務在切片網絡中的端到端時延，網絡效率隨之大幅度提升。

（3）按切片需求實現功能定制。對于5G移動網絡而言，其核心網能夠以定義標準服務接口的方式，承接相關的網絡服務，由此使得核心網在原本的基礎上變得更加開放，從而使其可以對第三方的應用服務進行承接。不僅如此，借助服務總線可對網絡服務進行疊加組合，策略的下發與執行可由網絡控制器來實現，這樣可以使核心網按切片需求配置服務。對5G移動網絡的核心網進行切分時，應用的切片技術如下：按照需求創建資源、對資源進行隔離、自動化配置網絡資源、業務低時延保障。

2.3.2 切片技術在傳輸網中的運用

在5G移動網絡中，傳輸承載網是構成業務與網絡資源端到端切片的重要組成部分之一，借助虛擬化架構，并對傳輸切片控制器進行定義，能夠實現底層信息資源的統一采集。同時，可將邏輯切片映射到物理資源當中。在切片子網內，切片控制器負責網絡資源的分配與管理，所有的邏輯業務均不需要對物理網絡進行感知，由此為網絡側解耦的實現提供了可能。傳輸網轉發面的切片方式有以下兩種：

（1）硬切片。這是一種剛性的切片技術，針對的主要對象為物理底層資源，其中較具代表性的技術有ΟTN、ΟDUk等。

（2）軟切片。這是一種基于統計復用的切片技術，針對的主要對象為二層以上傳輸端口的帶寬資源，通過軟切片，可以對這部分資源進行邏輯隔離。借助QoS策略能夠滿足不同網絡切片的相關性能需求，如帶寬、時延、丟包率等等。軟切片中較具代表性的技術有VLAN、VPN等等。

2.3.3 切片技術在無線網中的運用

5G移動網絡可以滿足接入場景多樣化的需求，因此，無線網必須具有較強的靈活性和開放性，能按需對無線網絡資源進行分配，從而支持基于業務的網絡切片間的資源隔離。可將5G移動網絡的無線網按照架構分為兩個級別，一個是CU級，另一個是DU級。通過解耦之后，CU級可對非實時性業務進行集中承載，并且還可對無線網進行管理；DU級可對實時業務進行處理，按切片的類型，可對無線網側協議棧進行定制切分。對于5G移動網絡而言，無線網是切片業務面向用戶的承載介質，其能夠利用網絡切片對輔助信息進行選擇，從而為不同的終端匹配核心網業務切片，保證了各個切片之間資源分配的平衡性。

2.4 切片粒度的選擇方法

在5G移動網絡中，對切片技術的合理運用，可為相關業務場景的實現提供便利條件。切片技術本身所具備的靈活性特點，使切片方案的制定更加多樣化，無論采用何種切片方式，都必須按照業務訴求對切片粒度進行選擇，這是確保切片技術在5G移動網絡中作用發揮的關鍵。如果所選的切片顆粒過粗，會造成切片網絡的靈活性降低，可能會對差異化服務帶來影響。切片顆粒過細，會導致切割的隔離度增高，雖然能夠滿足差異化的需求，但卻會使網絡部署的復雜程度進一步增大。鑒于此，對切片粒度進行合理選擇顯得尤為重要。由于5G移動網絡在初始階段對QoS的要求較低，選取L5粒度，能夠為運營商帶來更高的效益。當5G移動網絡逐步進入成熟階段后，高QoS業務需求會隨之增多，此時可向L0粒度的切片進行演進。

3 結論

總而言之，隨著5G時代的到來，業務呈現出多樣化的態勢，由此對承載網提出更高的要求。作為網絡運營商，為給不同的用戶群體提供差異化的網絡服務，可對切片技術進行合理運用，通過切片提升核心網、傳輸網和無線網的整體性能，滿足用戶的使用需要。在未來一段時期，應當加大對切片技術的研究力度，通過改進和完善，使切片技術能夠更好地5G移動網絡服務，這對于促進網絡發展具有重要的現實意義。