如果說4G網(wǎng)絡是一把刀，足可削鐵如泥、吹毛斷發(fā)。那么，5G網(wǎng)絡就是一把瑞士軍刀，靈活方便、多功能用途。

4G網(wǎng)絡主要為智能手機而生。進入5G時代，我們將面臨“下一件大事（thenextbigthing）”—物聯(lián)網(wǎng)。無物不聯(lián)的時代，將有大量的設備接入網(wǎng)絡，這些設備分屬不同的工業(yè)領域，它們具有不同的特點和需求。換句話說，它們對于網(wǎng)絡的移動性、安全性、時延、可靠性，甚至是計費方式的需求是不同的。所以，5G網(wǎng)絡必須得像瑞士軍刀一樣靈活方便且具有多功能性。

舉兩個例子。

用于森林防火的物聯(lián)網(wǎng)應用中，分布于森林的大量傳感器檢測溫度、濕度和降水，它們是靜止不動的，它們并不需要像智能手機一樣需要切換、位置更新等移動性管理。一份NOKIA的報告顯示，預計5G網(wǎng)絡中有70%的設備是靜止不動的，而移動用戶僅占30%。

當5G應用于無人駕駛、遠程機器人控制等領域中，則要求超低的端到端時延，這個時延比智能手機無線上網(wǎng)的時延要低得多，通常不能超過幾毫秒。

所以，面向不同的應用領域，5G網(wǎng)絡得像瑞士軍刀一樣。怎么辦？當全世界都在談5G的時候，通信業(yè)界里談論得最多的是——5G網(wǎng)絡切片技術（NetworkSlicing）。網(wǎng)絡切片，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、華為等設備商公認的最理想的5G網(wǎng)絡構架。

什么是網(wǎng)絡切片？最簡單的理解，就是將一個物理網(wǎng)絡切割成多個虛擬的端到端的網(wǎng)絡，每個虛擬網(wǎng)絡之間，包括網(wǎng)絡內(nèi)的設備、接入、傳輸和核心網(wǎng)，是邏輯獨立的，任何一個虛擬網(wǎng)絡發(fā)生故障都不會影響到其它虛擬網(wǎng)絡。每個虛擬網(wǎng)絡就像是瑞士軍刀上的鉗子、鋸子一樣，具備不同的功能特點，面向不同的需求和服務。

或者可以這么說，就像你安裝電腦的時候，將你的物理硬盤分區(qū)，劃分成C盤、D盤、E盤…

為了進一步了解5G網(wǎng)絡切片，我們先將5G網(wǎng)絡的應用場景劃分為三類：移動寬帶、海量物聯(lián)網(wǎng)（MassiveIoT）和任務關鍵性物聯(lián)網(wǎng)（Mission-criticalIoT）。

如上表所示，5G網(wǎng)絡的三類應用場景的服務需求是不一樣的：

1）移動寬帶

5G時代將面向4K/8K超高清視頻、全息技術、增強現(xiàn)實/虛擬現(xiàn)實等應用，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、家庭等領域，這些傳感器設備是非常密集的，大部分是靜止的。

3）任務關鍵性物聯(lián)網(wǎng)

任務關鍵性物聯(lián)網(wǎng)主要應用于無人駕駛、自動工廠、智能電網(wǎng)等領域，主要需求是超低時延和高可靠性。

4G網(wǎng)絡主要服務于人，連接網(wǎng)絡的主要設備是智能手機，不需要網(wǎng)絡切片以面向不同的應用場景。

5G時代，不同領域的不同設備大量接入網(wǎng)絡，網(wǎng)絡將面向三類應用場景：移動寬帶、海量物聯(lián)網(wǎng)和任務關鍵性物聯(lián)網(wǎng)。

如何網(wǎng)絡切片呢？我們并不需要為每一類應用場景構建一個網(wǎng)絡，所以，它不是這樣的...

我們要做的是，將一個物理網(wǎng)絡分成多個虛擬的邏輯網(wǎng)絡，每一個虛擬網(wǎng)絡對應不同的應用場景，這就叫網(wǎng)絡切片。

5G白皮書里關于網(wǎng)絡切片的架構是這樣的：

我們將如何完成端到端的網(wǎng)絡切片呢？上面的內(nèi)容太抽象，在實際的網(wǎng)絡部署中我們是怎么做的呢？

1）5G無線接入網(wǎng)和核心網(wǎng)：NFV

目前4G網(wǎng)絡中主要終端設備是手機，網(wǎng)絡中的無線接入網(wǎng)部分（包括數(shù)字單元（DU）和射頻單元（RU））和核心網(wǎng)部分都采用設備商提供的專用設備。

如下圖：

為了實現(xiàn)網(wǎng)絡切片，網(wǎng)絡功能虛擬化（NFV，NetworkFunctionVirtualization）是先決條件。本質(zhì)上講，所謂NFV，就是將網(wǎng)絡中的專用設備的軟硬件功能（比如核心網(wǎng)中的MME,S/P-GW和PCRF，無線接入網(wǎng)中的數(shù)字單元DU等）轉(zhuǎn)移到虛擬主機（VMs，VirtualMachines）上。這些虛擬主機是基于行業(yè)標準的商用服務器，它們是COTS商用現(xiàn)成產(chǎn)品，低成本且安裝簡便。簡單的說，就是用基于行業(yè)標準的服務器、存儲和網(wǎng)絡設備，來取代網(wǎng)絡中的專用的網(wǎng)元設備。

網(wǎng)絡經(jīng)過功能虛擬化后，無線接入網(wǎng)部分叫邊緣云（EdgeCloud），而核心網(wǎng)部分叫核心云（CoreCloud）。邊緣云中的VMs和核心云中的VMs，通過SDN（軟件定義網(wǎng)絡）互聯(lián)互通。

這樣，網(wǎng)絡采用NFV和SDN后，執(zhí)行切片就非常容易了，像切面包一樣水平將網(wǎng)絡“切”成多個虛擬子網(wǎng)絡（片）就可以了。

如上圖所示，針對不同的應用場景，網(wǎng)絡被“切”成4“片”：

高清視頻切片：原來網(wǎng)絡中數(shù)字單元（DU）和部分核心網(wǎng)功能被虛擬化后，加上存儲服務器，統(tǒng)一放入邊緣云。而部分被虛擬化的核心網(wǎng)功能放入核心云。

手機切片：原網(wǎng)絡無線接入部分的數(shù)字單元（DU）被虛擬化后，放入邊緣云。而原網(wǎng)絡的核心網(wǎng)功能，包括IMS，被虛擬化后放入核心云。

海量物聯(lián)網(wǎng)切片：由于大部分傳感器都是靜止不動的，并不需要移動性管理，在這一切片里，核心云的任務相對輕松簡單。

任務關鍵性物聯(lián)網(wǎng)切片：由于對時延要求很高，為了最小化端到端時延，原網(wǎng)絡的核心網(wǎng)功能和相關服務器均下沉到邊緣云。

網(wǎng)絡結(jié)構是這樣的：

當然，網(wǎng)絡切片技術并不僅限于這幾類切片，它是靈活的，運營商可以隨心所欲的根據(jù)應用場景定制自己的虛擬網(wǎng)絡。

2）邊緣云與核心云的連接：IP/MPLS-SDN

5G切片網(wǎng)絡通過SDN連接邊緣云和核心云里的VMs。核心云里有虛擬化的服務器，服務器的Hypervisor里運行著內(nèi)置的vRouter/vSwitch，SDN控制器負責在虛擬服務器與DCG/W路由器之間創(chuàng)建SDNtunnels，隨后，SDN控制器執(zhí)行SDNtunnels和MPLSL3VPN之間的映射，從而建立核心云與邊緣云之間的連接。

3）邊緣云與基站射頻單元的網(wǎng)絡切片

現(xiàn)在，我們來到前傳部分。如何完成5G射頻單元（RU）與邊緣云之間（前傳）部分的切片？首先需要定義5G前傳的標準，目前并沒有統(tǒng)一的標準。下圖是國際電信聯(lián)盟（ITU）5G移動通信標準研究小組（FocusGrouponIMT-2020）曾提出的一個虛擬化前傳的結(jié)構圖，有興趣可以看看：

這就是5G網(wǎng)絡切片技術，有了它，5G才會成為無線網(wǎng)絡領域鋒利的瑞士軍刀。

本文來源：網(wǎng)優(yōu)雇傭軍