5G系列文章(五): 5G网络切片


从QoS到SLA,网络切片可满足用户对网络的定制需求

5G系列文章(五): 5G网络切片

从QoS到SLA,网络切片可满足用户对网络的定制需求

Sat Mar 2, 2019

2300 Words|Read in about 5 Min
Tags: 5G   Network Slicing   网络切片   切片  

  网络切片(Network Slicing),一个随着5G开始,非常火的一个概念,大家应该是已经耳熟能详,上到运营商、下到设备商都认为网络切片是5G网络的一个完美、理想的网络架构。
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  2018年年初,各种白皮书铺面而来,有人说是它是张小泉,有人说它是双立人,还有人说网络切片是把瑞士军刀。刀怎么样暂且不说,但是网络不是面包,也不是三明治,你想怎么切就能怎么切。

一、什么是网络切片呢?

  其实网络切片是将一个硬件基础设施切割成多个虚拟的端到端网络,每个切片都可以拥有独立的网络资源,并且各个切片之间是相互绝缘,完全隔离的。其中一个切片出现故障,是不会影响其他切片的。结合5G的应用场景,运营商可以根据不同业务类型定义不同的切片,满足不同用户对延迟、吞吐量、容量、效率不同的需求,能给用户更好的体验。   5G网络的技术路线是全面云化、虚拟化,网络从大的方面来讲包括无线、承载、核心网,运营商想要实现端到端网络切片,每个网络切片至少包括无线子切片、承载子切片和核心网子切片,NFV和SDN技术为切片提供了重要的技术基础。运营商根据SLA(服务等级协议)为指定的通信服务类型,选择它需要的虚拟和物理资源。SLA包括了用户数,QoS,带宽等多项参数,且不同的SLA将定义不同的通信服务类型。

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二、网络切片在5G中的应用

5G支持多种用例和新业务,这些都对5G的网络需求提出了特殊的要求,不同的场景对网络条件要求是不同的,为此我们下面介绍一些5G中的典型应用:

  • 虚拟现实VR:作为公认的5G未来杀手级应用之一,VR在近几年一直是业界的热点话题。VR的异地交互需要数据连接具备低延时、高吞吐量两大特性。通过5G网络切片,可以实现超低时延的VR 4K直播,还可以实现VR直播互动的在线购买等功能。

  • 增强现实AR:当前主流的AR游戏包括基于实时地图定位以及AR的多样化场景,融合现实与游戏场景,为人们带来极致的沉浸式业务体验。网络时延以及带宽成为流畅游戏的决定性因素,需要端到端的服务质量保障。网络切片是5G业务的关键使能技术,并带来切片即服务的创新理念,通过网络切片和手机终端切片资源,可以保障AR游戏流畅所需的低时延、高带宽。

  • 自动驾驶汽车:依赖于V2X通信,这需要低延迟但不一定需要高吞吐量。在汽车行驶时观看的媒体服务需要高吞吐量并且容易受到延迟的影响。两者都可以通过虚拟网络切片上的相同公共物理网络传送,以优化物理网络的使用。

  • 无人机:5G无人机控制网络切片,在网络边缘采取了AI技术,使得位于切片中的所有无人机都相互独立、安全,具备及时响应不断变化的环境的能力。无人机所需的连接密度很低,但要求网络具备广域覆盖和低时延。

  • 智能电网:用5G网络切片来承载电网业务是一种新的尝试,将运营商的网络资源以相互隔离的逻辑网络切片,按需提供给电网公司使用,可以应用在智能电网用电信息采集、分布式电源、电动汽车充电桩控制、精准负荷控制等关键业务中,满足电网不同业务对通信网络能力的差异化需求。同时兼顾高性能、高可靠、隔离和低成本,成为智能配电网的有效解决方案。

从虚拟现实、增强现实、4K/8K超高清视频,到自动驾驶、车联网、远程医疗、智能交通及无人机,再到物流仓储,工业自动化,作为信息化的基础设置,5G将提供适配不同领域需求的网络连接特性,推动各行业的能力提升及转型。对于运营商来讲,网络切片更多是从业务定义、业务部署、业务运营等管理需求,技术的诞生更多是为了商业需求,为此网络切片如何售卖也是运营商研究的课题之一,接下来我们介绍下网络切片商城。

三、5G网络切片商城

  网络切片商城,顾名思义类似淘宝、天猫、京东商城,运营商面向企业、个人,售卖不同的网络切片,以满足用户对网络的不同需求。为此我们提出一个了网络切片商城解决方案,此方案主要提供了面向 5G 网络切片的智能网络资源提供方法,主要包括网络切片运营管理所需的各功能模块及与运营商MANO系统协同管理切片生命周期的方案。
- NS Store(Network Slice Store)网络切片销售平台是连接用户与运营商的运营管理平台,其提供产品上线、切片分类、产品展示等功能。为运营商提供切片产品的增删改查接口,并为用户及运营商提供切片产品的购买流程。 - NSMS(Network Slice Managerment System)为运营商内部的网络切片管理系统,负责网络切片的设计、上线、实例化、修改、终止等功能,并与运营商的 NFV MANO 系统对接,实现对网络切片的管理。

具体的网络架构如下: image

根据目标用户特征,5G网络切片商城面向运营商及个人用户提供个性化的“商家版”和“用户版”切片服务。 - 商家版:网络切片商城为运营商提供切片设计模板,可配置基础参数及价格,负责上下线等流程。 image - 用户版: 为用户提供切片种类选择,可自定义该类型切片的参数值(如eMBB切片的速率),提供购买及退订流程,满足用户按需定制化的需求。 image

  本文介绍了网络切片的基本功能,也对网络切片商城进行了初步的研究,但未涵盖网络切片的生命周期管理、资源隔离等技术细节,后续会有专题文章进行剖析。网络切片不是孤立的技术存在。综合考虑网络切片如何定义,切片如何管理、售卖,售卖的是切片本身的能力,还是带有业务能力的切片,未来要结合5G能力开放、5G边缘计算等技术体系和应用场景进行结合考虑,也是我们后续研究的重要方向之一。


四、参考:

网络切片,如何切开5G万亿级市场“大面包”

Sat Mar 2, 2019

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