為什么5G需要網(wǎng)絡(luò)切片

從以往到目前4G網(wǎng)絡(luò)，移動網(wǎng)絡(luò)主要服務(wù)移動手機(jī)，一般來說只為手機(jī)做一些優(yōu)化。然而在5G時(shí)代，移動網(wǎng)絡(luò)需要服務(wù)各種類型和需求的設(shè)備。大家提的比較多的應(yīng)用場景包括移動寬帶、大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)、任務(wù)關(guān)鍵的物聯(lián)網(wǎng)。他們都需要不同類型的網(wǎng)絡(luò)，在移動性、計(jì)費(fèi)、安全、策略控制、延時(shí)、可靠性等方面有各不相同的要求。

例如一個(gè)大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)連接固定傳感器測量溫度、濕度、降雨量等。不需要移動網(wǎng)絡(luò)中那些主要服務(wù)手機(jī)的切換、位置更新等特性。另外像自動駕駛以及遠(yuǎn)程控制機(jī)器人等任務(wù)關(guān)鍵的物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)需要幾毫秒的端到端延時(shí)，這就和移動寬帶業(yè)務(wù)大不相同。

如何實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)切片

如何實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)切片之一:

下圖顯示了每個(gè)服務(wù)專用的應(yīng)用程序如何可以虛擬化并安裝在每個(gè)切片中。 例如，切片可以配置如下：

（1）UHD切片：在邊緣云中虛擬化DU，5G核心（UP）和緩存服務(wù)器，以及在核心云中虛擬化5G核心（CP）和MVO服務(wù)器

（2）電話切片：在核心云中虛擬化具有全移動功能的5G核心（UP和CP）和IMS服務(wù)器

（3）大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)切片（例如傳感器網(wǎng)絡(luò)）：在核心云中虛擬化一個(gè)簡單輕便的5G內(nèi)核沒有移動性管理功能

（4）任務(wù)關(guān)鍵的物聯(lián)網(wǎng)切片：在邊緣云中虛擬化5G核心（UP）和相關(guān)服務(wù)器（例如V2X服務(wù)器），用于最小化傳輸延遲

到目前為止，我們需要為具有不同要求的服務(wù)創(chuàng)建專用切片。并且根據(jù)不同服務(wù)特性將虛擬網(wǎng)絡(luò)功能放置在每個(gè)切片中的不同位置（即邊緣云或核心云）。此外，一些網(wǎng)絡(luò)功能例如如計(jì)費(fèi)，策略控制等，在某些切片中可能是必要的，但在其他網(wǎng)絡(luò)切片中不是必需的。運(yùn)營商可以按照他們想要的方式定制網(wǎng)絡(luò)切片，而且可能是最具成本效益的方式。

如何實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)切片之二:

（2）邊緣與核心云間的網(wǎng)絡(luò)切片：IP/MPLS-SDN

軟件定義網(wǎng)絡(luò)，盡管在首先介紹的時(shí)候是一個(gè)很簡單的概念，但現(xiàn)在變得越來越復(fù)雜。就以O(shè)verlay形式為例，SDN技術(shù)能夠在現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施上提供虛擬機(jī)間的網(wǎng)絡(luò)連接。

端到端網(wǎng)絡(luò)切片

首先我們看如何保證邊緣云與核心云的虛擬機(jī)間的網(wǎng)絡(luò)連接是安全的，虛擬機(jī)間的網(wǎng)絡(luò)需要基于IP/MPLS-SDN和Transport SDN來實(shí)現(xiàn)。本文我們主要討論路由器廠商提供的IP/MPLS-SDN。Ericsson和Juniper都提供IP/MPLS SDN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)產(chǎn)品。操作有些許不同，但基于SDN的虛擬機(jī)間的連接是極其相似的。

在核心云中是虛擬化服務(wù)器。 在服務(wù)器的管理程序中，運(yùn)行內(nèi)置的vRouter / vSwitch。 SDN控制器提供虛擬化服務(wù)器和DC G / W路由器（云數(shù)據(jù)中心中創(chuàng)建MPLS L3 VPN的PE路由器）間的隧道配置，在核心云中的每個(gè)虛擬機(jī)（例如5G IoT核心）和DC G / W路由器間創(chuàng)建SDN隧道（即MPLS GRE或VXLAN）。

然后，由SDN控制器管理這些隧道和MPLS L3 VPN（例如IoT VPN）之間的映射。該過程在邊緣云中也是一樣，創(chuàng)建一個(gè)物聯(lián)網(wǎng)切片從邊緣云連接到IP / MPLS骨干，并一直到核心云。 這個(gè)過程可以基于目前為止成熟可用的技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)來實(shí)現(xiàn)。

（3）邊緣與核心云間的網(wǎng)絡(luò)切片：IP/MPLS-SDN

現(xiàn)在剩下的是移動前傳網(wǎng)絡(luò)。 我們?nèi)绾卧谶吘壴坪?G RU之間切割這個(gè)移動前傳網(wǎng)絡(luò)？ 首先，必須首先定義5G前傳網(wǎng)絡(luò)。大家在討論中存在一些選擇（例如通過重新定義DU和RU的功能來引入新的基于分組的前傳網(wǎng)絡(luò)），但是還沒有做出標(biāo)準(zhǔn)定義。下圖是在ITU IMT 2020工作組中給出的圖示，并給出了虛擬化前傳網(wǎng)絡(luò)的示例。

ITU組織5G C-RAN網(wǎng)絡(luò)切片的示例

5G時(shí)代的網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)依然發(fā)展變化，一些關(guān)注和問題仍未解決。 大家敬請期待。