《装备维修技术》2021年第6期
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郑 然 艾新荇 彭 雁 彭期文
（广西钢铁集团有限公司，广西 防城港 538000）
1.网络切片的需求和定义
不同的应用场景在网络功能、系统性能、安全、用户体验等方方面面都有着非常不同的需求，如果使用同一个网络提供服务，势必导致这个网络十分复杂、笨重，并且无法达到应用所需要的极限性能要求，同时也导致 网络运维变得相当的复杂，提升网络运营的成本。相反地，如果按照不同业务场景的不同需求，为其部署专有的网络来提供服务，这个网络只包含这个类型的应用场景所需要的功能，那么服务的效率将大大提高，应用场景所需要的网络性能也能够得到保障，网络的运维变得简单，投资及运维成本 均可降低。这个专有的网络即一个5G 切片实例。一个5G 网络切片是一组网络功能、运行这些网络功能的资源以及这些网络功能特定的配置所组成的集合，这些网络功能及其相应的配置形成一个完整的逻辑网络，这个逻辑网络包含满足特定业务所需要的网络特征，为此特定的业务场景提供相应的网络服务。 2.虚拟化技术下的网络切片的资源管理
网络切片是逻辑上完全隔离的不同专有网络，通过虚拟化技术可以实现不同网络切片之间资源的生命周期管理。网络切片的生命周期包含设计、购买、上线、运营、下线等5 个阶段。其中设计阶段又分为切片设计以及切片的商业设计。切片设计过程生成切片模板，设计过程中设计人员根据切片上预期运行的特定业务的特点选择相应的特性，包括所需要的功能、性能、安全、可靠性、业务体验、运维特征等，切片设计完成后生成切片模板，切片设计的过程即完成。 商业设计人员可以根据市场策略为这个切片进行商业设计，商业设计可根据切片运行的不同特点完成差异化的商业设计，如根据切片运行的区域，切片的能力规格（如支持多少规模用户），是否具备可拓展能力等完成差异化的定价。切片设计阶段的工作完成后，切片就可以购买了，购买方根据自己的业务特征、地域特征、能力特征等选择适合的切片完成购买。切片购买完成后即可上线了，切片上线的过程是完全自动化，无需人工干预的，切片上线的过程完成切片的部署，过程中系统为切片选择最适合的物理资源/虚拟资源完成指定功能的部署及配置以及切片的连通性测试。 这里需要说明的是切片上线的过程是设计的切片模板的一个实例化过程，也即是说切片模板是可以生成多个切片实例的。切片完成上线后，进入切片运营阶段， 这个阶段切片运营方可在切片上完成自己制定的切片运营策略、切片用户发放、切片的维护、切片的监控等工作，在切片运行的过程中，切片运营方对切片进行实时监控，包括资源监控以及业务监控，监控的粒度可以是系统级、子切片级性能以及切片级，通过切片的监控结果切片运营方案可及时做出相应策略调整。这些策略包括对切片的动态修改，切片的动态修改包括切片的动态伸缩以及切片功能的增加和减少。此外，网络侧也可提供开放的运维接口给运营方，以便切片运营方进行二次开发，按照自己的特殊要求开发自己特定的运维功能。最终切片运营方将因为某些原因不再运营切片，则可进行切片的下线。 3.网络切片的分类及应用
簧网网络切片是一个完整的逻辑网络，可以独立承担部分或者全部的网络功能。不同类型应用场景对网络的需求是差异化的，有的甚至是相互冲突的。通过单一网络同时为不同类型应用场景提供服务，会导致网络架构异常复杂、网络管理效率和资源利用效率低下。5G 网络切片技术通过在同一网络基础设施上虚拟独立逻辑网络的方式为不同的应用场景提供相互隔离的网络环境，使得
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不同应用场景可以按照各自的需求定制网络功能和特性。5G 网络切片要实现的目标是将终端设备、接入网资源、核心网资源以及网络运维和管理系统等进行有机组合，为不同商业场景或者业务类型提供能够独立运维的、相互隔离的完整网络。 网络切片可以分为2 种切片。 a）独立切片。拥有独立功能的切片，包括控制面、用户面及各种业务功能模块，为特定用户提供独立的端到端专网服务或者部分特定功能服务。 b）共享切片。其资源可供各种独立切片共同使用的切片，共享切片提供的功能
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可以是端到端的，也可以是提供部分共享功能。 下面列举3 种网络切片的部署场景。 a）共享切片与独立切片纵向分离。端到端的控制面切片作为共享切片，在用户面形成不同的端到端独立切片。控制面共享切片为所有用户服务，对不同的个性化独立切片进行统一的管理，
cd12包括鉴权、移动性管理、数据存储等。 b）独立部署各种的端到端切片，每个独立切片包含完整的控制面和用户面功能，形成服务于不同用户的专有网络，如CIoT、eMBB、企业网等。 c）共享切片与独立切片横向分离，共享切片实现一部分非端到端功能，后接各种不同的个性化的独立切片。典型应用场景包括共享的vEPC+GiLAN 业务链网络。 4.网络切片的总体架构 移动网络可以根据不同业务的需求，提供通用或专有网络服
务，形成不同的网络切片。在5G 网络中，网元概念将被弱化，取而代之的是虚拟机中运行的各种功能模块，这些功能模块是从原有网元功能中剥离出来的，并进行优化、增强后，通过NFV 技术实现。功能模块可以是自有能力或第三方APP，模块划分粒度根据业务的需要自由定义（如以移动管理、会话管理、存储、鉴权等作为不同功能模块），不同用户可根据特定的需要调用不同的功能模块，形成不同的网络切片，实现个性化服务，典型的网络切片种类包括但不限于eMBB、物联网、企业网、关键通信网络等。网络能力开放平台对外提供网络的抽象能力和网络数据，利用大数据技术挖掘网络价值，提供特有的差异化业务，为用户带来更
高频磁芯好的用户体验，推动CT 与IT 业务的协同发展。网络能力开放平台面向应用需求，提供开放的网络能力调用接口。面向上层应用（如自营业务、第三方业务提供商、租户、内容服务商） 开放底层的网络能力，通过开放API 接口提供开放网络能力和数据，通过面向应用需求的端到端网络能力交付形式实现业务与网络、网络与资源的高效协同，充分发挥网络虚拟化灵活调度、能力开放的固有优势。 5.结束语 网络架构的多元化是 5G 网络的重要组成部分，5G 网络切片技术是实现这一多元化架构的不可或缺的方法。随着虚拟化和网络能力开放等技术的不断发展，网络切片的价值和意义正在逐渐显现。网络切片技术将是未来运营商与OTT 公司后向合作的重要手段，是运营商为了实现新的盈利模式不可或缺的关键技术。
参考文献：
[1]Architecture Enhancements for Service Capability Exposure：3GPP TS 23.708[S/OL].[2016-03-20].ftp：///Specs/ [2]Technical Specification Group Services and System Aspects；Study on Architecture for Next Generation System ：3GPP TS 23.799[S/ OL].[2016-03-20].ftp：///Specs/
