文/于仰源

5G 網(wǎng)絡(luò)使傳統(tǒng)人與人通信擴(kuò)展到萬(wàn)物互聯(lián)通信，其將面臨連接數(shù)爆炸性增長(zhǎng)、業(yè)務(wù)需求多樣化、差異化等諸多挑戰(zhàn)，依靠傳統(tǒng)的服務(wù)質(zhì)量技術(shù)無(wú)法高效、可靠的保證成千上百的差異化業(yè)務(wù)，網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)面向業(yè)務(wù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行靈活切分，將硬件網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)處理、運(yùn)營(yíng)管理等變?yōu)檐浖?，是網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的大勢(shì)所需。

1 網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)概述

網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化技術(shù)（Network Function Virtualization,NFV）、軟件定義網(wǎng)絡(luò)技術(shù)（Software Defined Network,SDN）等虛擬化技術(shù)將一個(gè)實(shí)體物理網(wǎng)絡(luò)切分成多個(gè)虛擬的端到端邏輯子網(wǎng)絡(luò)，每一個(gè)網(wǎng)絡(luò)切片都可獲得邏輯獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)資源，包括核心網(wǎng)、承載網(wǎng)、無(wú)線(xiàn)網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)子切片，各切片之間可相互絕緣，任何一張?zhí)摂M網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障時(shí)都不會(huì)影響到其它虛擬網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)是SDN/NFV、MEC（邊緣計(jì)算）等多種技術(shù)深度融合和應(yīng)用的體現(xiàn)。如圖1所示。

1.1 核心網(wǎng)子切片

核心網(wǎng)子切片主要基于NFV/SDN 技術(shù)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)功能均與實(shí)體網(wǎng)元解綁，以虛擬化方式部署在虛擬機(jī)環(huán)境中。具體來(lái)講，根據(jù)業(yè)務(wù)不同，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、網(wǎng)元部署等可以發(fā)生改變，傳統(tǒng)集中式部署的核心網(wǎng)格局轉(zhuǎn)變?yōu)榭煞植际讲渴鸬奶摂M化架構(gòu)：例如，直接面向終端側(cè)提供業(yè)務(wù)服務(wù)的核心網(wǎng)功能（UPF），會(huì)根據(jù)不同業(yè)務(wù)場(chǎng)景相應(yīng)的時(shí)延要求，結(jié)合邊緣計(jì)算技術(shù)（MEC）下沉至更靠近用戶(hù)的無(wú)線(xiàn)接入網(wǎng)絡(luò)層級(jí)進(jìn)行分布式部署，而數(shù)據(jù)存儲(chǔ)管理（UDM）、業(yè)務(wù)鑒權(quán)（AUSF）、終端接入控制（AMF）、等用戶(hù)統(tǒng)一管理的服務(wù)可繼續(xù)采用集中方式部署。

1.2 承載網(wǎng)子切片

傳輸承載網(wǎng)子切片是通過(guò)軟/硬件切分方式實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)切片的，硬件切片主要是指對(duì)物理底層（光層）管道資源（ODUk、FlexETH、OTN）的物理劃分時(shí)隙、端口等，切分為多個(gè)物理隔離的獨(dú)立子信道；軟件切片是指管道資源的調(diào)度復(fù)用技術(shù)和QoS 控制保證技術(shù)等，滿(mǎn)足不同業(yè)務(wù)的傳輸指標(biāo)需求，針對(duì)二層以上傳輸端口帶寬資源進(jìn)行邏輯隔離。它采用不同的邏輯通道承載不同的網(wǎng)絡(luò)切片，同時(shí)通過(guò)QoS 控制策略滿(mǎn)足不同網(wǎng)絡(luò)切片的時(shí)延、帶寬、丟包率等性能需求，如基于IP/MPLS偽線(xiàn)技術(shù)、VPN 及VLAN 技術(shù)等。

1.3 無(wú)線(xiàn)網(wǎng)子切片

無(wú)線(xiàn)網(wǎng)子切片通過(guò)CU(集中單元)/DU（分布單元）分離、NFV/SDN 等技術(shù)實(shí)現(xiàn)：CU/DU 可以根據(jù)業(yè)務(wù)場(chǎng)景靈活部署，CU 用于集中承載非實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)，負(fù)責(zé)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)一管理和資源調(diào)度；DU 則主要負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)的處理；NFV/SDN 基于切片的特點(diǎn)類(lèi)型可對(duì)接入網(wǎng)側(cè)協(xié)議棧做靈活的定制切分，結(jié)合邊緣計(jì)算技術(shù)下沉，將部分核心網(wǎng)網(wǎng)元下沉到無(wú)線(xiàn)網(wǎng)側(cè)，實(shí)現(xiàn)低時(shí)延等創(chuàng)新業(yè)務(wù)承載。

無(wú)線(xiàn)網(wǎng)子切片通過(guò)靜態(tài)分配/動(dòng)態(tài)分配等方式對(duì)空口資源進(jìn)行切分。靜態(tài)分配即把頻域、時(shí)域等空口資源以固定方式分配給每個(gè)特定的網(wǎng)絡(luò)切片，用戶(hù)終端通過(guò)這些靜態(tài)的無(wú)線(xiàn)資源接入切片網(wǎng)絡(luò)；動(dòng)態(tài)分配是頻域、時(shí)域等空口資源根據(jù)業(yè)務(wù)的需求動(dòng)態(tài)分配，并確保各切片間的資源平衡分配。

1.4 終端

一個(gè)終端可能需要同時(shí)接入多個(gè)不同切片中。終端側(cè)網(wǎng)絡(luò)切片主要基于NSSAI（Ne tworkSliceSelectionAssistanceInformation） 標(biāo)識(shí)實(shí)現(xiàn)，NSSAI 信息由切片類(lèi)型標(biāo)識(shí)SST 和切片用戶(hù)組標(biāo)識(shí)SD 構(gòu)成，終端通過(guò)不同的NSSAI 信息和切片實(shí)例標(biāo)識(shí)不同網(wǎng)絡(luò)切片的NSI-ID。如圖2所示。

2 服務(wù)質(zhì)量（QoS）技術(shù)介紹

服務(wù)質(zhì)量（Quality of Service，QoS）指一個(gè)網(wǎng)絡(luò)能夠利用各種基礎(chǔ)技術(shù)，為指定的網(wǎng)絡(luò)通信提供更好的服務(wù)能力，保證在網(wǎng)絡(luò)通信中，對(duì)業(yè)務(wù)指標(biāo)如時(shí)延、帶寬、速率、丟包率、抖動(dòng)等方面保證預(yù)期的服務(wù)水平。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是針對(duì)各種不同需求，提供不同服務(wù)質(zhì)量的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。

3 網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)與服務(wù)質(zhì)量的區(qū)別

通過(guò)上述對(duì)比，服務(wù)質(zhì)量保證體系本質(zhì)上基于業(yè)務(wù)承載，采取不同優(yōu)先級(jí)配置，例如VoLTE，采用數(shù)據(jù)包QCI 處理機(jī)制、調(diào)度策略，其網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)不變，類(lèi)似城市交通網(wǎng)絡(luò)中，增加了專(zhuān)用車(chē)道，重要業(yè)務(wù)優(yōu)先保障。

而網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)提供了一整套的軟硬件技術(shù)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)功能與實(shí)體網(wǎng)元的解綁、網(wǎng)絡(luò)資源的靈活管理調(diào)度，使網(wǎng)絡(luò)資源利用更加高效，滿(mǎn)足碎片化、多樣化的業(yè)務(wù)需求。切片網(wǎng)絡(luò)本質(zhì)上為一個(gè)邏輯獨(dú)立網(wǎng)絡(luò)，每一個(gè)網(wǎng)絡(luò)切片都由一個(gè)唯一的S-NSSAIID 所標(biāo)識(shí)，給用戶(hù)業(yè)務(wù)專(zhuān)網(wǎng)的使用體驗(yàn)：根據(jù)應(yīng)用、場(chǎng)景、需求進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)資源的管理編排，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)功能的裁剪定制，為客戶(hù)自動(dòng)化提供“量身定制”的“專(zhuān)屬”虛擬網(wǎng)絡(luò)，可以滿(mǎn)足差異化SLA（ServiceLevelAgreement，服務(wù)等級(jí)協(xié)議）服務(wù)的QoS 需求，可以保證不同垂直行業(yè)、不同客戶(hù)、不同場(chǎng)景、不同業(yè)務(wù)之間的安全隔離，實(shí)現(xiàn)NaaS（NetworkasaService，網(wǎng)絡(luò)即服務(wù)）。切片網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)資源是面向業(yè)務(wù)本身定制的，對(duì)滿(mǎn)足業(yè)務(wù)指標(biāo)的可靠性、高效性等都優(yōu)于服務(wù)質(zhì)量體系。

圖1：網(wǎng)絡(luò)切片

圖2：NSSAI 字段

4 結(jié)語(yǔ)

在同一物理網(wǎng)絡(luò)資源上，實(shí)現(xiàn)不同動(dòng)態(tài)的網(wǎng)絡(luò)資源管理、調(diào)度功能，將硬件網(wǎng)絡(luò)資源運(yùn)營(yíng)管理、數(shù)據(jù)處理、信息傳遞等更加軟件化、靈活化、動(dòng)態(tài)化、定制化，是是移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的趨勢(shì)，網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)是5G 網(wǎng)絡(luò)及后續(xù)網(wǎng)絡(luò)中不可或缺的技術(shù)之一。