什么是網(wǎng)絡(luò)切片 網(wǎng)絡(luò)切片對(duì)5G的影響分析

隨著 5G 的來(lái)臨，萬(wàn)物互聯(lián)的時(shí)代將開(kāi)啟。5G 支持增強(qiáng)型移動(dòng)寬帶（eMBB）、海量物聯(lián)網(wǎng)連接（mMTC）和低時(shí)延高可靠連接（uRLLC）三大場(chǎng)景，而在三大場(chǎng)景中包含了多樣化差異化的各種應(yīng)用。

上圖中的 eMBB 業(yè)務(wù)通過(guò)無(wú)線側(cè)頻譜利用率和頻譜帶寬技術(shù)的突破，5G 可以提供比 4G 快 10 倍以上的傳輸速率，最高可以達(dá)到 20Gb/s 的速率。

從 2019 年已經(jīng)商用 5G 的國(guó)家和地區(qū)來(lái)看，現(xiàn)今流行的 AR/VR、高清視頻直播業(yè)務(wù)，只有 5G 的超高速率才能夠滿足要求，4G 網(wǎng)絡(luò)的傳輸速率是無(wú)法支持的?，F(xiàn)在使用 VR 業(yè)務(wù)或者大型交互類游戲時(shí)，必須要拖著網(wǎng)線來(lái)完成業(yè)務(wù)，體驗(yàn)非常不好，而在未來(lái)通過(guò) 5G 網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行無(wú)線連接，VR/AR 可以獲得快捷的體驗(yàn)。

mMTC 是通過(guò)多用戶共享接入，超密集異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)，使 5G 網(wǎng)絡(luò)可以支持每平方公里 100 萬(wàn)以上的連接。近年來(lái)智慧城市的快速發(fā)展，包括路燈、井蓋、水表等公共設(shè)施都已經(jīng)擁有了網(wǎng)絡(luò)連接能力，可以進(jìn)行遠(yuǎn)程管理，但是 5G 會(huì)有更大的革新。基于 5G 網(wǎng)絡(luò)的強(qiáng)大連接能力，才可以把城市各個(gè)行業(yè)的公共設(shè)備都接入智能管理平臺(tái)。這些公共設(shè)施通過(guò) 5G 網(wǎng)絡(luò)協(xié)同工作，只需要少量的維護(hù)人員就可以統(tǒng)一管理，大大提升城市的運(yùn)營(yíng)效率。

uRLLC 業(yè)務(wù)在 5G 場(chǎng)景下最典型的應(yīng)用就是自動(dòng)駕駛，自動(dòng)駕駛最常用的場(chǎng)景下如 V2V、V2P、V2I 等多路通信同時(shí)進(jìn)行，需要在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行大量的數(shù)據(jù)處理并決策。因此需要網(wǎng)絡(luò)同時(shí)具有大帶寬、低時(shí)延、和高可靠性，5G 網(wǎng)絡(luò)具備應(yīng)對(duì)這種場(chǎng)景的能力。

4G 時(shí)代是通過(guò)一張網(wǎng)絡(luò)滿足所有的應(yīng)用場(chǎng)景和客戶群體，不管用戶是要玩游戲、網(wǎng)上辦公、高清視頻還是下載業(yè)務(wù)，這些業(yè)務(wù)之間沒(méi)有區(qū)分優(yōu)先級(jí)，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)資源比較緊張的時(shí)候，這些業(yè)務(wù)就會(huì)出現(xiàn)「搶資源」的情況。這種情況的出現(xiàn)就是因?yàn)?4G 網(wǎng)絡(luò)沒(méi)辦法為這么多業(yè)務(wù)提供不同的專用通道，都是為所有的業(yè)務(wù)提供「盡力而為」的服務(wù)。

但是今后在垂直行業(yè)中，各種業(yè)務(wù)在時(shí)延、連接數(shù)、可靠性、安全性等方面的要求相去甚遠(yuǎn)而且具有不可預(yù)知性，比如 AR 業(yè)務(wù)需要使用>1600Mbps 的網(wǎng)絡(luò)超高帶寬、能源抄表業(yè)務(wù)需要網(wǎng)絡(luò)提供海量連接，自動(dòng)駕駛需要網(wǎng)絡(luò)保證幾毫秒的端到端低時(shí)延以及 99.999%以上的高可靠性，如果還想通過(guò)一張網(wǎng)絡(luò)滿足目前所有需求以及未來(lái)可能提出的需求，根本不可能實(shí)現(xiàn)。而運(yùn)營(yíng)商也不可能為了適配不同業(yè)務(wù)不同的需求而去建設(shè)多張網(wǎng)絡(luò)，只有盡可能讓 5G 網(wǎng)絡(luò)滿足不同用戶、不同行業(yè)定制化的需求。

而網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)可以讓運(yùn)營(yíng)商在一個(gè)硬件基礎(chǔ)設(shè)施切分出多個(gè)虛擬的網(wǎng)絡(luò)，按需分配資源、靈活組合能力，滿足各種業(yè)務(wù)的不同需求。當(dāng)新需求提出而目前網(wǎng)絡(luò)無(wú)法滿足要求時(shí)，運(yùn)營(yíng)商只需要為此需求虛擬出一張新的切片網(wǎng)絡(luò)，而不需要影響已有的切片網(wǎng)絡(luò)，以最快速度上線業(yè)務(wù)。

那什么是網(wǎng)絡(luò)切片呢？

“網(wǎng)絡(luò)切片（Networkslicing）是通過(guò)切片技術(shù)在一個(gè)通用硬件基礎(chǔ)上虛擬出的端到端的網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)虛擬網(wǎng)絡(luò)具有不同網(wǎng)絡(luò)功能，可以適配不同類型業(yè)務(wù)的需求，而不同的切片之間不會(huì)相互影響，可以保證不同業(yè)務(wù)的服務(wù)等級(jí)。”

5G 網(wǎng)絡(luò)切片架構(gòu)示意圖如下所示，在運(yùn)營(yíng)商部署物理資源后，假如針對(duì)大眾的上網(wǎng)業(yè)務(wù)可以虛擬出一個(gè) eMBB 切片網(wǎng)絡(luò)，之后再針對(duì)垂直行業(yè)中某些廠商的智能抄表業(yè)務(wù)，使用物理資源再虛擬出一個(gè) mMTC 切片網(wǎng)絡(luò)，兩個(gè)切片網(wǎng)絡(luò)分別為不同業(yè)務(wù)場(chǎng)景提供服務(wù)。

雖然說(shuō)垂直行業(yè)中各行各業(yè)對(duì)網(wǎng)絡(luò)功能的需求多種多樣，但是這些需求都可以總結(jié)為對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬、連接數(shù)、時(shí)延、可靠性等網(wǎng)絡(luò)功能的需求。本文的開(kāi)篇已經(jīng)介紹過(guò) 5G 標(biāo)準(zhǔn)將不同業(yè)務(wù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)功能的需求特點(diǎn)歸納為三大典型場(chǎng)景，相應(yīng)的這三大典型場(chǎng)景對(duì)應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)切片的類型分別是 eMBB 切片、mMTC 切片、uRLLC 切片。

5G 不同行業(yè)的業(yè)務(wù)可以使用不同的切片網(wǎng)絡(luò)來(lái)承載，而即使提供相同業(yè)務(wù)的不同廠商也可以購(gòu)買各自的切片網(wǎng)絡(luò)從而向自己的客戶提供通信服務(wù)。

如下圖所示，汽車行業(yè)的要提供自動(dòng)駕駛服務(wù)，汽車廠商 A 和 B 可以分別訂購(gòu)運(yùn)營(yíng)商提供的 uRLLC 類型網(wǎng)絡(luò)切片，使用不同切片網(wǎng)絡(luò)實(shí)例將通信服務(wù)提供給自己的最終客戶，實(shí)現(xiàn)車輛和遠(yuǎn)程平臺(tái)的實(shí)時(shí)、可靠連接。不同的切片提供的服務(wù)級(jí)別是不一樣的，當(dāng)然不同切片等級(jí)所收取的費(fèi)用也不同，對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源占用高的收費(fèi)當(dāng)然也就高。網(wǎng)絡(luò)切片的租戶還可以是另外一個(gè)運(yùn)營(yíng)商，這個(gè)運(yùn)營(yíng)商不建立自己的網(wǎng)絡(luò)，直接使用其訂購(gòu)的切片網(wǎng)絡(luò)，然后在一定范圍內(nèi)向自己的最終客戶提供通信服務(wù)。

網(wǎng)絡(luò)切片可以讓運(yùn)營(yíng)商在同一基礎(chǔ)設(shè)施上切分出多個(gè)虛擬的端到端的完整的邏輯網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)網(wǎng)絡(luò)切片包括無(wú)線網(wǎng)子切片、傳輸網(wǎng)子切片和核心網(wǎng)子切片，并且從無(wú)線網(wǎng)到承載網(wǎng)到核心網(wǎng)在邏輯上隔離。

總而言之，網(wǎng)絡(luò)切片具有「按需定制」、「端到端」、「隔離性」三大特點(diǎn)，能夠做到端到端的動(dòng)態(tài)按需部署網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，并保證切片具有獨(dú)立的生命周期管理，切片之間相互不影響。沒(méi)有切片的 5G 網(wǎng)絡(luò)就好比沒(méi)有靈魂的肉體，只有切片技術(shù)才能夠使 5G 網(wǎng)絡(luò)在今后的各行各業(yè)都能夠發(fā)揮自己的作用，才能夠使 5G 獲得巨大的成功。

編輯：hfy