切片技术在5G移动网络中的运用

文/胡崇崇

1 切片技术及其特点分析

1.1 网络切片

5G是第五代移动通信网络的简称，在该网络中峰值理论传输速度能够达到10Gb/s，网络切片则是5G中得到最多研究和关注的一项技术，其对于5G网络的实现具有重要意义。所谓的网络切片具体是指将物理网络切割成若干个虚拟网络，其中每个虚拟网络在逻辑上均为独立，并且相互之间是隔离开的，即使某个虚拟网络出现故障问题，也不会对其它的虚拟网络运行造成影响，更不会影响到整个物理网络。

1.2 切片技术的特点

与当前广泛应用的4G网络不同，5G网络所需应对的业务场景呈现出多元化的态势，除了基本的移动宽带之外，还有大规模的物联网。切片技术能够为不同的业务场景提供网络性能方面的保障，为按需组网目标的实现提供了强有力的技术支撑。大体上可将切片技术的特点归纳为以下几个方面：

1.2.1 安全性

在5G网络中，借助切片技术，能够对网络资源进行有效地隔离，经过隔离之后的网络切片之间不会相互影响，由此使得整个网络的运行安全性获得大幅度提升，保证了5G网络的可靠运行。

1.2.2 灵活性

由于5G网络应对的业务场景更多，这些业务中的用户数量存在动态变化的特征，切片技术具备更加灵活的扩展能力，完全能够满足5G网络的需要。可对若干个网络切片进行融合，在此基础上可实现网络重构，能满足用户的业务需求。

1.2.3 优化性

切片技术能够以业务场景为依托，结合用户对网络功能的实际需要，完成组网，保证了业务流程的最优化，这是切片技术优化性的具体体现。最优的业务流程可为用户提供更好的网络体验。

2 切片技术在5G移动网络中的运用

2.1 切片技术的主要形式

在5G网络中，切片技术比较常见的形式有以下两种，一种是独立式，另一种是共享式。

2.1.1 独立式切片

这种形式的网络切片具有相对独立的功能，可为特定的用户群体提供完全独立的专网服务。独立式切片由三个部分组成，分别为控制层、功能模块以及用户层。

然而，一味倒向形式，却忽略了作为基础的意义，不再考虑影响意义理解的各种因素，也是顾此失彼了。以释意理论为开端的各种口译理论将语言形式和意义截然分开，使两者完全对立，实则源于西方二元对立的思想传统。这似乎已经成为一种定式。尝试跳出这种二元对立的僵化模式，形式与意义并重，一方面从认知科学、心理学、文化研究等方面考察影响意义理解的因素，另一方面从语言学角度研究不同语言的规律，寻找形式转换的捷径，或能推动口译实践的进一步发展。

2.1.2 共享式切片

这种形式的网络切片中的资源能够供其它切片共同使用，共享式切片除了能够为用户提供端到端的网络功能之外，还能为用户提供共享功能，满足了不同用户群体对网络功能的需要。

2.2 部署场景

在5G移动网络中，切片技术有以下几种部署场景，即纵向分离、横向分离和独立部署。

2.2.1 横向分离

这种部署场景是通过切片技术中的共享式切片来实现非端到端的网络功能，然后与个性化的独立式切片进行连接，从而形成横向上的网络分离。较具代表性和典型性的应用场景有共享的vEPC+GiLAN业务链网络。

2.2.2 纵向分离

2.2.3 独立部署

在该部署场景中，端到端切片全部采用独立部署的方式，每个独立式切片内除了包含一个较为完整的控制层之外，还包括用户层的功能，由此可以形成专用网络，为不同的用户群体提供相应的网络服务。较为典型的有企业网、eMBB等等。

2.3 切片技术的实现途径

2.3.1 切片技术在核心网中的应用

切片技术的研发主要是为了实现基于业务需求的网络资源定制化配置，并为业务服务等级协议提供保障。在5G移动网络中，核心网负责承接各种业务，为使核心网具备能够按业务场景配置网络及相关服务机制的功能，可对切片技术进行运用。

（1）定义SBA。在5G移动网络中，核心网可通过相应的功能模块，对网络功能进行解耦及整合，经过解耦之后，可借助统一的模板对网络功能进行定义，并以抽象化的方法，使其形成SBA，即服务化架构。在该架构中，所有的服务均可独立扩展，并按照实际需要进行部署，确保了切片网络功能按需定制目标的实现。在对核心网中的切片资源进行隔离时，可采用虚拟化服务的方式，对虚拟机进行分配，每个虚拟机都拥有专属的网络资源，同时依托独立的管理模式，能够使切片资源之间实现更小粒度的隔离。

（2）层级分离。5G移动网络的核心网中，包含控制层和用户层，由于核心网采用的是虚拟化的方式对网络进行部署，所以通过功能抽象的方法，可使控制层与用户层在平面上实现分离。通过层级分离，使核心网具备了灵活部署的特性，进一步降低了数据的传输损耗，显著缩短业务在切片网络中的端到端时延，网络效率随之大幅度提升。

（3）按切片需求实现功能定制。对于5G移动网络而言，其核心网能够以定义标准服务接口的方式，承接相关的网络服务，由此使得核心网在原本的基础上变得更加开放，从而使其可以对第三方的应用服务进行承接。不仅如此，借助服务总线可对网络服务进行叠加组合，策略的下发与执行可由网络控制器来实现，这样可以使核心网按切片需求配置服务。对5G移动网络的核心网进行切分时，应用的切片技术如下：按照需求创建资源、对资源进行隔离、自动化配置网络资源、业务低时延保障。

2.3.2 切片技术在传输网中的运用

在5G移动网络中，传输承载网是构成业务与网络资源端到端切片的重要组成部分之一，借助虚拟化架构，并对传输切片控制器进行定义，能够实现底层信息资源的统一采集。同时，可将逻辑切片映射到物理资源当中。在切片子网内，切片控制器负责网络资源的分配与管理，所有的逻辑业务均不需要对物理网络进行感知，由此为网络侧解耦的实现提供了可能。传输网转发面的切片方式有以下两种：

（1）硬切片。这是一种刚性的切片技术，针对的主要对象为物理底层资源，其中较具代表性的技术有ΟTN、ΟDUk等。

（2）软切片。这是一种基于统计复用的切片技术，针对的主要对象为二层以上传输端口的带宽资源，通过软切片，可以对这部分资源进行逻辑隔离。借助QoS策略能够满足不同网络切片的相关性能需求，如带宽、时延、丢包率等等。软切片中较具代表性的技术有VLAN、VPN等等。

2.3.3 切片技术在无线网中的运用

5G移动网络可以满足接入场景多样化的需求，因此，无线网必须具有较强的灵活性和开放性，能按需对无线网络资源进行分配，从而支持基于业务的网络切片间的资源隔离。可将5G移动网络的无线网按照架构分为两个级别，一个是CU级，另一个是DU级。通过解耦之后，CU级可对非实时性业务进行集中承载，并且还可对无线网进行管理；DU级可对实时业务进行处理，按切片的类型，可对无线网侧协议栈进行定制切分。对于5G移动网络而言，无线网是切片业务面向用户的承载介质，其能够利用网络切片对辅助信息进行选择，从而为不同的终端匹配核心网业务切片，保证了各个切片之间资源分配的平衡性。

2.4 切片粒度的选择方法

在5G移动网络中，对切片技术的合理运用，可为相关业务场景的实现提供便利条件。切片技术本身所具备的灵活性特点，使切片方案的制定更加多样化，无论采用何种切片方式，都必须按照业务诉求对切片粒度进行选择，这是确保切片技术在5G移动网络中作用发挥的关键。如果所选的切片颗粒过粗，会造成切片网络的灵活性降低，可能会对差异化服务带来影响。切片颗粒过细，会导致切割的隔离度增高，虽然能够满足差异化的需求，但却会使网络部署的复杂程度进一步增大。鉴于此，对切片粒度进行合理选择显得尤为重要。由于5G移动网络在初始阶段对QoS的要求较低，选取L5粒度，能够为运营商带来更高的效益。当5G移动网络逐步进入成熟阶段后，高QoS业务需求会随之增多，此时可向L0粒度的切片进行演进。

3 结论

总而言之，随着5G时代的到来，业务呈现出多样化的态势，由此对承载网提出更高的要求。作为网络运营商，为给不同的用户群体提供差异化的网络服务，可对切片技术进行合理运用，通过切片提升核心网、传输网和无线网的整体性能，满足用户的使用需要。在未来一段时期，应当加大对切片技术的研究力度，通过改进和完善，使切片技术能够更好地5G移动网络服务，这对于促进网络发展具有重要的现实意义。