4G網(wǎng)絡(luò)主要為智能手機而生。進入5G時代，我們將面臨“下一件大事（the next big thing）” — 物聯(lián)網(wǎng)。無物不聯(lián)的時代，將有大量的設(shè)備接入網(wǎng)絡(luò)，這些設(shè)備分屬不同的工業(yè)領(lǐng)域，它們具有不同的特點和需求。換句話說，它們對于網(wǎng)絡(luò)的移動性、安全性、時延、可靠性，甚至是計費方式有了更高的要求。

為滿足這些需求，5G 網(wǎng)絡(luò)通過對實際網(wǎng)絡(luò)的資源和功能進行劃分，形成了不同的網(wǎng)絡(luò)切片。每個切片可以被看作是一個邏輯網(wǎng)絡(luò)，是實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)靈活性和可擴展性的關(guān)鍵技術(shù)之一，在提高網(wǎng)絡(luò)安全性的同時， 降低了網(wǎng)絡(luò)運營投資成本。

當(dāng)全世界都在談5G的時候，通信業(yè)界里談?wù)摰米疃嗟氖恰?5G網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)（Network Slicing）。網(wǎng)絡(luò)切片，已成為中國移動，韓國KT、SK電信，日本KDDI 和NTT，以及愛立信、諾基亞、華為等設(shè)備商公認的最理想的5G網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架。

網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)的定義

網(wǎng)絡(luò)切片是將一個物理網(wǎng)絡(luò)切割成多個虛擬的端到端網(wǎng)絡(luò)，每個虛擬網(wǎng)絡(luò)之間（包括網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的設(shè)備、接入、傳輸和核心網(wǎng)）是邏輯獨立的，任何一個虛擬網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障都不會影響其他虛擬網(wǎng)絡(luò)。

依據(jù)應(yīng)用場景可將 5G網(wǎng)絡(luò)分為 3 類：移動寬帶、海量物聯(lián)網(wǎng)和任務(wù)關(guān)鍵性物聯(lián)網(wǎng)。由于 5G 網(wǎng)絡(luò)的3 類應(yīng)用場景的服務(wù)需求不同，且不同領(lǐng)域的不同設(shè)備大量接入網(wǎng)絡(luò)，這時網(wǎng)絡(luò)切片就可以將一個物理網(wǎng)絡(luò)分成多個虛擬的邏輯網(wǎng)絡(luò)，每一個虛擬網(wǎng)絡(luò)對應(yīng)不同的應(yīng)用場景，從而滿足不同的需求。

如上表所示，5G網(wǎng)絡(luò)的三類應(yīng)用場景的服務(wù)需求是不一樣的：

1）移動寬帶 5G時代將面向4K/8K超高清視頻、全息技術(shù)、增強現(xiàn)實/虛擬現(xiàn)實等應(yīng)用，移動寬帶的主要需求是更高的數(shù)據(jù)容量。

2）海量物聯(lián)網(wǎng) 海量傳感器部署于測量、建筑、農(nóng)業(yè)、物流、智慧城市、家庭等領(lǐng)域，這些傳感器設(shè)備是非常密集的，大部分是靜止的。

3）任務(wù)關(guān)鍵性物聯(lián)網(wǎng) 任務(wù)關(guān)鍵性物聯(lián)網(wǎng)主要應(yīng)用于無人駕駛、自動工廠、智能電網(wǎng)等領(lǐng)域，主要需求是超低時延和高可靠性。

網(wǎng)絡(luò)切片要做的就是將一個物理網(wǎng)絡(luò)分成多個虛擬的邏輯網(wǎng)絡(luò)，每一個虛擬網(wǎng)絡(luò)對應(yīng)不同的應(yīng)用場景。

網(wǎng)絡(luò)切片是怎么個切法

實際上，從2G到4G網(wǎng)絡(luò)只是實現(xiàn)了單一的電話或上網(wǎng)需求，卻無法滿足隨著海量數(shù)據(jù)而來的新業(yè)務(wù)需求，且傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)改造起來非常麻煩；而5G可以說是為了應(yīng)用而生，需要面向多連接與多樣化業(yè)務(wù)，需要部署更靈活，還要分類管理，而網(wǎng)絡(luò)切片正是這樣一種按需組網(wǎng)的方式。

就像上面這張圖展示的那樣，運營商在同一的基礎(chǔ)設(shè)施上“切”出多個虛擬網(wǎng)絡(luò)，每個網(wǎng)絡(luò)切片從無線接入網(wǎng)到承載網(wǎng)再到核心網(wǎng)，都是邏輯上隔離，且每個網(wǎng)絡(luò)切片至少包括無線子切片、承載子切片和核心網(wǎng)子切片，以適配各類業(yè)務(wù)與應(yīng)用?？梢哉f，網(wǎng)絡(luò)切片做到了端到端的按需定制并保證隔離性。

那么，如何實現(xiàn)端到端的網(wǎng)絡(luò)切片呢？NFV是先決條件。比如核心網(wǎng)，NFV先從傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中分離軟硬件，硬件由通用服務(wù)器統(tǒng)一管理，軟件則由不同的NF承擔(dān)，以實現(xiàn)靈活滿足業(yè)務(wù)需求。這樣看來，“切”這個動作實際上就是在進行資源重組。

重組的依據(jù)是什么呢？其實，是根據(jù)SLA（服務(wù)等級協(xié)議）為指定的通信服務(wù)類型，選擇它需要的虛擬和物理資源。這里，SLA包括了用戶數(shù)，QoS，帶寬等多項參數(shù)，且不同的SLA將定義不同的通信服務(wù)類型。

當(dāng)然，這并不是說我們需要為每一個服務(wù)都建一個專用網(wǎng)絡(luò)，因為網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)在一個獨立的物理網(wǎng)絡(luò)上，可以切分出多個邏輯網(wǎng)絡(luò)，所以說它真的非常節(jié)省成本！因此，我們說在一個網(wǎng)絡(luò)中，切片越多加載的應(yīng)用越多，意味著其網(wǎng)絡(luò)價值越大，性價比也就越高。

目前，5G幾個主流的應(yīng)用場景，包括eMBB、uRLLC、mMTC三個通信服務(wù)類型，當(dāng)然還有公認的5G未來殺手級應(yīng)用之一的VR、AR，自動駕駛，無人機，智能電網(wǎng)，無線醫(yī)療，5G將提供適配不同領(lǐng)域需求的網(wǎng)絡(luò)連接特性，推動各行業(yè)的能力提升與轉(zhuǎn)型。

例如在自動駕駛中，其所依賴的V2X通信，需要的是低延遲卻不一定需要高吞吐量，在汽車行駛時觀看的媒體服務(wù)需要高吞吐量且容易受到延遲影響，兩者都可以通過虛擬網(wǎng)絡(luò)切片上的相同公共物理網(wǎng)絡(luò)傳送，以優(yōu)化物理網(wǎng)絡(luò)的使用。

又或者在智能電網(wǎng)，用5G網(wǎng)絡(luò)切片承載電網(wǎng)業(yè)務(wù)是一種全新的嘗試，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，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負荷控制等關(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。

網(wǎng)絡(luò)切片的分類及應(yīng)用

不同的場景對網(wǎng)絡(luò)有不同的要求，如果使用單個網(wǎng)絡(luò)為不同的應(yīng)用場景提供服務(wù)，可能會導(dǎo)致復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、低效的網(wǎng)絡(luò)管理和低效的資源利用。5G 網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)為不同的應(yīng)用場景提供隔離的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，使不同的應(yīng)用場景可以根據(jù)自身要求定制功能與特性。

5G 網(wǎng)絡(luò)切片的目標是結(jié)合終端設(shè)備、接入網(wǎng)資源、核心網(wǎng)資源、網(wǎng)絡(luò)運營和維護管理系統(tǒng)，為不同的業(yè)務(wù)場景或業(yè)務(wù)類型提供獨立、隔離和集成的網(wǎng)絡(luò)。

1、網(wǎng)絡(luò)切片的 2 種形式 （1）獨立切片 擁有獨立功能的切片，包括控制面、用戶面及各種業(yè)務(wù)功能模塊，為特定用戶群提供獨立的端到端專網(wǎng)服務(wù)或者部分特定功能服務(wù)。 （2）共享切片 共享切片即資源可供各種獨立切片共同使用的切片。共享切片提供的功能可以是端到端的，也可以提供部分共享功能。

2、端到端網(wǎng)絡(luò)切片 （1）空中接口的網(wǎng)絡(luò)切片 空中接口的網(wǎng)絡(luò)切片概念是指對物理無線電資源進行適當(dāng)劃分，將其映射到邏輯資源，并且基于邏輯物理資源創(chuàng)造媒體訪問控制和更高層的操作。 （2）無線接入網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)切片 考慮到切片的特殊性，無線接入網(wǎng)中的網(wǎng)絡(luò)切片描述了控制平面和用戶平面的優(yōu)化配置。此外， 還需要研究兩個方面。 a、無線接入類型。它支持由切片提供的服務(wù)。 b、無線接入網(wǎng)功能的正確配置。它適用于基于需求的每個切片中的合適的單元部署。

基于QoS 需求、通信負載或通信類型等因素，RAN 體系結(jié)構(gòu)對于每個切片應(yīng)做出適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。例如，由于RAN 配置，每個切片使用不同類型的單元：切片 1只使用宏單元；切片 2 只使用小單元；切片 3 使用宏單元和小單元。在其他場景中，切片 1 可以使用宏單元和小單元，而切片 3 只使用小單元。 （3）核心網(wǎng)中的網(wǎng)絡(luò)切片

由于網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化和軟件定義網(wǎng)絡(luò)兩種技術(shù)，核心網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)切片是可能的。軟件定義網(wǎng)絡(luò)的目的是將控制平面和數(shù)據(jù)平面分離。此外，控制平面應(yīng)該通過 API 來編程，以引入管理的靈活性。支持 SDN 類平面分離是 5G 核心網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的主要原則之一，因為它允許：

a、數(shù)據(jù)和控制資源的獨立調(diào)整； b、數(shù)據(jù)平面更接近用戶設(shè)備； c、適當(dāng)選擇不同切片所需的數(shù)據(jù)平面功能。

3、網(wǎng)絡(luò)切片的 3 種部署場景

（1）共享切片與獨立切片縱向分離。端到端的控制面切片作為共享切片，在用戶面形成不同的端到端獨立切片?？刂泼婀蚕砬衅瑸樗杏脩舴?wù)，對不同的個性化獨立切片進行統(tǒng)一管理，包括鑒權(quán)、移動性管理和數(shù)據(jù)存儲等。

（2）獨立部署各種端到端切片，每個獨立切片包含完整的控制面和用戶面功能，形成服務(wù)于不同用戶群的專有網(wǎng)絡(luò)，如 CIoT、eMBB 和企業(yè)網(wǎng)等。

（3）共享切片與獨立切片橫向分離，共享切片實現(xiàn)一部分非端到端功能，后接各種不同的個性化獨立切片。典型應(yīng)用場景包括共享的vEPC+GiLAN 業(yè)務(wù)鏈網(wǎng)絡(luò)。 5G 技術(shù)作為面向未來新需求的新一代通信技術(shù)，已經(jīng)獲得了全球范圍的廣泛關(guān)注，并得到了幾乎所有電信運營商。電信設(shè)備制造商和研究機構(gòu)的支持，其技術(shù)發(fā)展獲得了全產(chǎn)業(yè)鏈的支持，為未來商用做好了充分準備。 在網(wǎng)絡(luò)切片的推動下，未來萬物互聯(lián)的場景將會得到實現(xiàn)。自動工廠、遠程醫(yī)療、無人駕駛、車聯(lián)網(wǎng)等以超高速率、超低時延、高可靠性的通信為基礎(chǔ)的新技術(shù)日益普及，這給人們的生活帶來了更大便利，極大地改變了人們的生活方式

審核編輯：郭婷