5G应用前景及网络切片技术研究

韩志军 魏斌

摘要：5G的应用以及网络切片技术的产生对人类的生产生活有重要影响。文章以5G为研究对象，对5G的应用前景及网络切片技术进行分析。网络切片技术是5G网络演变进程中的一项关键技术，该技术可将5G网络虚拟切割为分别具有增强移动带宽、海量物联和超可靠低时延通信等特性的若干网络片层，通过不同的切片可以使网络部署具有灵活性和扩展性，映射满足不同场景的差异化需求。相关研究人员需要不断对5G进行深入研究，以5G为依托，研发新的技术，从而不断推动社会的发展。

关键词：5G;应用前景;网络切片技术

中图分类号：TP393        文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2021）14-0020-02

Abstract： The application of 5G and the generation of network slicing technology have an important impact on human production and life. This paper takes 5G as the research object and analyzes its application prospect and network slicing technology. Network chip technology is a key in the process of the evolution of 5G network technology， the technology can be 5G network virtual cutting is respectively increased mobile bandwidth reliable mass content and ultra low latency communications features such as a number of network layer， through the different section can make the network deployment flexibility and extensibility， mapping meet the demand of the difference of the different scenarios. Relevant researchers need to conduct in-depth research on 5G and develop new technologies based on 5G， so as to continuously promote the development of society.

Key words： 5G; application prospects; network slicing technology

5G技術主要指的是第五代移动通讯技术，该技术主要融合了云计算技术、远程应用、物联网等一系列技术，并且拥有其他网络单位无法比拟的优势。现阶段移动网络通信部门和单位正在密切地关注5G技术的发展，并且投入了大量的人力和物力对其进行研究，想要使5G技术达到最佳使用效果，以此满足人们日常生活中的各种需求。

1 5G应用前景

1.1 云计算技术

随着5G技术标准的出台，5G技术商用时代距离人们的日常生活越来越近，人们能够通过5G技术获取到更多的讯息，并且利用5G技术提高自己的生活质量，5G技术的应用前景以及应用特性也因此受到了更多人的关注。目前在分析5G无线技术应用前景时，主要包括两个不同的应用前景，云计算技术就是其中之一。从全球范围内的使用情况进行分析，5G无线通信技术已经拥有超过500亿个网络连接点，而云计算技术能够对所有数据进行及时存储和分析，并且将该数据进一步应用，增强了计算机在分析数据时的效果，促使数据能够被更多人应用，数据中含有的信息也能在短时间内被人们所捕捉。作为5G技术中的典型技术之一，云计算技术的应用速度不断加快，在加速优化信息系统的同时提高了使用质量，可以说云计算技术是当前5G技术背景中最具有发展潜力并且最有利可图的技术手段，将云计算技术应用在各行各业中，能够推动行业向前发展。5G通信技术的出现将云计算技术进行了整合，使得离线阶段的算法使用质量不断提高，有效地避免和克服了传统计算技术中存在的缺陷[1]。

1.2 物联网技术

5G通信技术的另外一个应用前景就是物联网技术。物联网技术是通过移动技术进行连接，并且利用移动技术连接不同的移动终端。5G时代的出现，推动了物联网技术向前发展，其不仅可以用来连接不同的终端，还可以进行智能家居的设计，通过移动技术、5G技术实现人机的交互功能。物联网技术在当前阶段逐步走向成熟，在5G移动通信中也得到了大量的使用，比如说常见的光纤作为网络的传输介质，通过增加网络带宽，能够有效地提高通信网络本身的性能，通信技术的发展以及进步也逐步打开了网络通道[2]。

除了以上两点之外，5G技术还可以应用在智慧城市、智慧农田、自动驾驶、远程手术、机器人远程作业等各行各业之中。

2 5G网络切片技术

2.1 内涵

网络切片技术主要是指对网络实行分流管理。网络切片是将一个独立的物联网切割成多个不同的、虚拟的、端到端的网络，每一个网络切片都可以获得一个独立的网络资源，并且切片之间相互绝缘，一旦某一个切片发生错误或者发生故障时，该切片并不会影响到其他的切片。但是网络切片本身是一个非常虚拟化的概念，每一个网络切片都有自己独特的生命周期，而切片也可以根据实际状况得到不同的应用和灵活的部署。修改、终止网络切片就是根据其安全性和可靠性等不同的要求，将5G网络切出多个端到端的虚拟网络，从而帮助人们在日常生活中灵活有效地应对各种不同的网络应用场景，进而提高应用的整体质量。当前，想要实现网络切片，首先要考虑到网络功能的虚拟化，这是网络切片技术的先决条件。以核心网为例，网络功能虚拟化就是从传统的网络设备中逐步分离出软硬件，硬件是由通用服务器统一管理，而软件则是由NF即网络功能来承担，其能直接满足现阶段5G网络切片技术在使用时的需求。

2.2 功能

5G网络切片技术从实际角度分析就是将所有的资源进行重组然后使用，从而达到最佳的使用效果。当前对5G网络切片技术的使用功能进行分析时，可以从以下两个方面进行了解。

2.2.1 通信服务管理功能

通信服务管理功能英文全称为Communication Service Management Function，下文简称CSMF功能。5G网络切片技术首先含有CSMF功能，这是根据3GPP标准定义得出的结论。CSMF功能可以将其简要为两个不同部分的功能，分别是面向网络资源的功能，以及面向客户的功能。分析面向客户的功能时，其中主要的内容包括了SLA即服务等级协议（Service Level Agreement），其中涉及CSMF功能中的参数输入和业务分类、翻译、计费以及能力开放等不同的功能。在选择SLA后，利用其中涉及的输入和翻译功能可以实现对客户功能进行实时地定制，以提高翻译的质量。在使用SLA后，也可以将SLA含有的翻译功能作为网络设计以及网络配置相关的参数，以便CSMF发挥执行功能。考虑到SLA中所含有的业务分类功能时，其主要是根据客户的不同需求提供不同的功能，其中最重要的就是网络切片模板，这些切片模板主要是依据3GPP的定义，利用serviceProfile即服务配置文件进行主要描述。在SLA中还含有计费功能，计费功能同样是面对客户需求的一种功能，根据用户所选择的不同业务模式、业务流程选择多种不同的计费方式。比如说在进行计费时，可以根据用户所占据的资源选择收费情况，或者是根据流量进行收费，从而提高其在计费时的整体效果[3]。5G网络切片的监控功能可以让客户了解不同切片资源在使用时的效果，并且监控SLA动态的统计效果，以及实现在线用户数量的实时统计等一系列的功能，方便客户使用并再次选择SLA后直观地了解到当前网络切片在运行时的整体状态和效果。面向资源管理这一功能则包括了CSI即通信服务实例（Communication Service Instance），在使用CSI时要考虑到CSI和NSI即网络切片实例（Network Slice Instance）的对应关系，对CSI进行实时管理，以提高5G网络切片运营管理的效果。

2.2.2 切片管理功能

切片管理功能英文全称为Network Slice Management Function，下文简称NSMF功能。5G网络切片技术中还含有一个非常重要的功能就是NSMF功能，该功能在使用的过程中，其主要的数据基础以及依据就是CSMF，根据其内容对5G网络切片进行设计、对SLA进行按域分解、实现网络切片模板管理等。在网络切片的设计过程中，核心功能之一就是NSMF功能，NSMF功能可以根据网络切片中CSMF所提供的用户，结合SLA的反馈以及NSSMF即子切片管理功能（Network Slice Subnet Management Function）提供的模板进行网络切片的实例设计，确保设计的效果能完全满足实际使用中的要求，其中设计的流程和内涵包括了网络拓扑设计、网络路由设计以及网络容量的设计等，这些都是实际使用中的重点内容。在网络切片的设计过程中，其具体的使用效果和网络设备密切相关，不同的厂商在开展工作的过程中，由于自身的能力不同其使用的效果也不同，有的甚至无法实现完全的自动化分解，因此还需要设计一系列的自动化功能，辅助工作人员进一步操作[4]。特别是SLA按域分解，在使用中要求按照用戶的需求实现端对端的分解，并且将其直接发送到无线NSSMF、核心网NSSMF，进而按照指标进行工作，完成NSMF功能。

3 结语

综上所述，5G技术的出现使得越来越多的人感受到科技给社会带来的有利影响。随着通信技术的飞速发展，5G技术所展现出的独特优势也成为现阶段人们高度关注的话题，5G技术的应用前景以及5G网络切片技术备受瞩目。当前端到端的网络切片已经初步具备商用条件，并且随着科技向前发展，网络切片在无线网络中的安全性逐渐得到保障，各终端所支持的多切片功能及服务也向着标准化不断完善，其具备基本的网络切片手段，能够实现自动化管理，无论是5G技术应用还是网络切片技术都在不断进步，对我国社会发展和人民日常生活产生了积极的影响。

参考文献：

[1] 李金华.5G无线通信技术的应用前景及趋势分析[J].数字通信世界，2020（10）：52，55.

[2] 崔俊彬，张磊.5G无线通信技术的主要技术应用分析[J].科技风，2020（33）：86-87.

[3] 蒋志良.物联网形式下的5G技术研究与应用[J].通讯世界，2018（4）：36-37.

[4] 吴志昊，李俊峰.网络切片在5G中的应用与分析[J].通讯世界，2019，26（7）：121-122.

【通联编辑：代影】