5G 核心网切片运维管理关键技术研究

关伟杰

（中国移动通信集团广东有限公司，广东 广州 510000）

5G 核心网已经成为新信息时代通信技术转型升级的核心点，而5G 网络切片的出现，是建立在信息通信业务需求不断变化的基础上形成的新型通信技术，当前国内外已经结合5G 核心网切片技术展开了诸多的研究，我国从2015 年启动5G 切片技术项目，并在2017 年综合车辆网络切片技术进行研究，最终将网络切片技术定义为能够为网络提供特定能力和性能的逻辑网络处理技术，因此全面分析在5G 核心网切片技术运维工作中应该注意的问题，并提出相关的运维措施，能够为网络通信技术的升级创新提供基础的保障。

1 核心网切片管理要求概述

1.1 子网切片生命周期管理

在当前的发展阶段中，从技术层面来看，围绕3GPP标准，其中关于子网切片的整体生命周期目前主要体现在四个不同的阶段当中，内容包括：准备阶段、实例化阶段、运行阶段、终结阶段等。其中准备阶段主要涵盖了设计、部署等关键环节中。而实例化阶段主要涵盖了配置、激活等不同了去激活以及终结等部分。从技术标准的视角上来看，不难看出子网切片的整体生命周期所涉及的所有不同功能都是作为5G 核心网切片整体运维管理功能需求的基础。

1.2 子网切片运维管理

按照当前技术发展阶段中3GPP 标准来看，无论是子网切片的故障管理功能或者是性能管理功能、网络优化等不同类型的技术功能均需要依赖核心网子网切片管理功能的全面帮助。从另外一个角度上来看，其中的核心网子网切片管理功能也必须要具备多样化能力。第一项能力是需要具备在VNF 全面收集到网元告警、配置、性能等不同领域信息的基础能力；第二项能力必须具备能够有效支持故障自愈闭环保障的关键能力；第三项能力是必须具备在NFVO 全面获取到切片资源信息的基础能力，这些基础能力在一定程度上对保障子网切片整体的运维管理质量起到重要的现实意义。

2 5G 核心网运维需求分析

在新时期发展背景下，目前我国5G 核心网切片技术主要是建立在3GPP 切片的基础上进行的升级化研究，根据目前5G 核心网切片的整体运行需求，本文主要从以下几个方面来探究其运维管理过程中应该具备的集中功能。

首先从设计角度来看，运维管理体系需要支撑通信业务的阶段性创新，在设计结束之后，要及时的针对NF 进行实例化研究，统筹激活配置、激活保障系统环节，从而能够实现资源库的及时动态化更新。

其次从部署角度来看，要经过NFVO 进行网络部署，针对虚拟机以及容器资源进行统一的编排，并根据网络运行以及SLA 的需求进行资源调度。

再次便是保障功能，运维管理系统需要为整体的网络运行提供灵活的自愈保障服务，建立在SLA 的基础上进行全面监控、故障处理、自我修复。

3 5G 核心网切片的运维管理技术分析

3.1 切片设计管理分析

切片设计的运维管理是建立在上文论述的基本三要素前提下，构建基础模板，并利用测试的方式实现管理模块的功能检测，并统筹接下来的发布环节。详细的5G核心网切片设计环节的管理细节如图1所示。

图1 切片设计功能分析

3.1.1 设计功能技术分析

针对模板设计环节，具体细节目前可通过针对以下几个方面进行一系列分析与研究：

根据目前的技术发展阶段，笔者认为应当针对核心网切片服务等级协议（SLA）需求进行深入研究：主要涵盖了针对在线的用户总数、使用峰值的网络速率以及平均速率、常见的业务类型、数据共享的需求、广告推送服务、会员用户的动态调整等不同方面中。

而针对切片模板设计需求：主要体现在根据切片的不同类型以及不同容量进行后续的分析工作，按照实际的话务模型以及SLA 模型进行初步设计。

切片配置设计需求：结合5G 核心网建立切片配置模型，综合子切片网络服务描述、模型的配置、NFV 参数配置等。

生命周期设计需求：针对流程定义进行初步部署分析，能够配置、激活流程定义，完善切片的弹缩和变更，结束流程定义。

资源预留着重针对NFVI 资源以及网络服务进行规划。

保障设计需求构建业务KPI 模型，需要制定设计服务，设计并规划告警统计、监控等。监控指标分为业务层、应用层以及资源层。

3.1.2 切片部署环节技术分析

进行切片部署主要是形成自动化的5G 核心网切片部署服务，构建南北向的激活接口，详细部署功能如图2所示。

图2 切片部署功能分析

这其中切片配置主要针对切片业务、运维参数、保障参数、用户签约等进行配置。

切片创建是将子切片的相关需求向服务需求方向转化，并将服务需求再次分解成切片网元，结合最终的数据结果生成NSD（网元服务实例）以及网元配置数据，并将其向NFVO 以及网元进行传输下发；保障激活技术主要是根据切片所需的SLA 要求进行转化，使其成为服务保障监控任务，并激活。

3.1.3 切片保障技术分析

运维过程中的保障技术主要是结合5G 核心网切片闭环系统构建全寿命周期服务能力，详细功能如图3所示。

建立在闭环保障的基础上形成的全寿命周期服务主要是针对切片设计环节制定的，针对设计者的保障需求，构建KPI 模型，分析告警统计的规则并进行设计，针对监控的规则进行分析，并构建业务诊断测试等关键服务功能。

根据目前的技术标准，保障技术体系主要涵盖了策略中心、资源管理、优化升级以及综合保障等不同类型的基础性功能。而其中的策略中心则是作为整个保障体系的核心部分，策略中心能够在一定程度上提供优化技术的基础性条件；另一方面，资源管理能够有效地针对跨层数据来完成视图的绘制工作；综合保障功能能够有效地采集到整个系统的所有性能指标，进行告警，采集日志等工作；笔者认为，通过进一步优化升级能够综合资源管理以及综合保障的最终结果，建立在历史数据考证的基础上分析数据，结合策略中心制定升级方案和策略；策略中心将制定好的策略下发到网络进行执行，这些策略涵盖了切片扩容、缩容、新型部署等，同时将保障措施下发策略至综合保障系统，能够实时的进行监控，针对升级过后的切片能否符合SLA 的需求进行检测，并进入可持续的保障监控。

图3 闭环保障功能分析

4 结束语

综上所述，当前通信信息网络升级力度逐渐加大，5G 核心网切片技术备受关注，针对该技术的运维管理工作也需要加强创新和升级的力度，本文主要利用理论分析和技术分析的方式进行阐述，分析了5G 切片技术运维的相关功能和技术，并突出运维流程，这能够为当前网络升级处理提供相关的技术支撑，也能够更好的构建5G 信息时代。