未来5G网络切片技术关键问题分析与探究

王 华

（北京中网华通设计咨询有限公司，北京 100076）

0 引 言

网络切片技术的产生和使用，本质上是因需而生的一种必然。网络切片在未来的应用主要通过提供一个特定虚拟网络能力和特性的逻辑网络，保证满足垂直行业差异化需求，且为各个终端提供良好的网络连接技术。这项技术的有效应用能够有效推进网络技术发展，帮助业务结合、定制网络的设计。

1 5G网络切片技术与研究进程

我国已迈入4.5G时代，自2009年至今，5G技术研发长足发展，并计划2019年试商用。5G网络切片从本质上讲是5G网络不同业务的同时提供，必须拥有融合核心网来应对各种差异化需求，具体逻辑架构如图1所示。在5G网络切片技术的研究过程中，国内外通过论坛、组建专题项目组等方式，取得了较好的研究成果。

2 5G网络切片技术资源管理方法

2.1 设计阶段

在5G网络切片技术的设计阶段，主要从切片设计和商业设计两方面出发，针对不同的需求和特点开展设计。切片设计时，设计人员会依照业务需求进行相应特性的选择。一般情况下，网络切片技术应用时，需要考虑的因素包含利用功能、时延、带宽、安全性以及使用效率等多个方面。设计切片的模板需要在这些要素中有效选择，保证采用性价比最高的方案[1]。而商业设计则是指网络切片模板的生成过程。商业设计中，网络切片管理功能的提供方需要考虑的内容包含有切片编辑工具和标准化模板。设计过程中，必须要保证生成的网络拓扑满足不同部分之间的交互协议，同时带来良好的体验。

图1 网络切片技术逻辑架构

2.2 编排阶段

编排阶段主要针对已经购买的网络切片模板进行编排，保证可以为后续的切片创建工作提供基础逻辑资源。在5G网络切片技术应用过程中，必须保证逻辑资源的稳定性。编排阶段保证了网络切片模板的质量，且为运营环节带来便捷的操作条件。实际开展编排时，需要针对资源进行逻辑隔离，保证能够和其他网络切片保持着独立状态，不会产生混淆。编排过程从本质上是一个自动化过程，在这个过程中能够针对切片模板开展多次的编排。实际的应用探索下，科研人员针对编排阶段的实际操作不断积累经验，并就此采用多次编排的形式，有效促进网络切片的实例生成。还要针对已经生成的实例进行筛选和观测，保证切片技术的应用稳定性。在编排配置阶段，不同控制面配置的方式特点主要如表1所示。

表1 不同控制面配置方式特点

2.3 运营阶段

运营阶段的网络切片技术发展，是通过运营方开展切片管理器提供的接口进行的动态监管[2]。网络切片技术的有效应用，必须要结合5G网络技术，保证能够为具体的应用提供有效的数据与状态监管。运营阶段的网络切片技术不断进行资源和性能的监控，当发现问题时能智能自动维护、优化，并且保证维护的内容有效应对现有的纰漏，同时促进网络切片二次开发，有效促进网络切片技术应用质量的提升。

3 网络切片的现存问题与未来研究方向

3.1 网络切片技术现存问题

5G移动通信网络时代的到来，不仅对移动终端设备产生了影响，而且促使5G网络切片技术成为5G网络架构中的重要内容。网络切片技术中，一般都将其视为一种虚拟网络。在虚拟节点和虚拟链路构成的虚拟网络中，它本质上属于物理网络的一个子集。因此，虚拟节点由于可以实现特定的网络功能，会在5G网络的数据中心得以实现。在虚拟节点之间虚拟链路传送信息，且通过多条物理路径实现链接时，SDN控制器会根据网络全局信息建立相关链路，保证管理员可以通过该链路进行远程配置物理网络的应用，为切片预留一定的网络资源。实际研究过程中，网络切片技术的应用问题影响了整体的使用效果。现阶段，网络切片技术现存问题与研究方向主要体现在三个方面——虚拟网络映射方面、NFV-RA的第二阶段和动态服务功能链阶段。5G网络切片面临着大带宽、低时延、灵活连接和高精度时间同步等四个挑战。网络带宽指的是标识信号传输的数据传输能力和单位时间内链路中通过的数据量。未来，5G网络切片技术能够有效针对带宽进行增加，扩充固定时间内传输资料的数量，从而提升5G网络应用的质量。时延方面，定制5G网络切片能够有效降低时延，提升整体网络应用的效率。网络切片拥有更高的传输效率，能够促进使用5G网络的整体水平。而在灵活连接、高精度时间同步方面，网络切片技术的应用也通过科学定制的手段，适应不同工作环境下的具体需求。在实际网络应用时，网络切片能够针对投放范围的特点，针对性地提升自身精度和连接的灵活性。网络切片技术在实际定制过程中，逐渐扩大了使用范围。可以说，5G切片会让运营商变成“缝补匠”，解决以往存在的一些时延长、效率低等现象。

3.2 网络切片技术的研究方向

网络切片技术对5G网络的研究和普及具有重要意义。在当前5G网络切片技术已经拥有较好研究成效的基础上，首先是网络切片划分的颗粒度。在5G网络场景中，ITU-T存在很多垂直行业业务场景。切片的颗粒度划分如何确定，会直接影响网络切片的应用。为保证网络切片技术应用的灵活性，必须详细划分可粒度。其次，需要保证网络切片结构合理改进。现阶段的网络切片技术中，不仅是核心网切片还是RAN切片，都应考虑单独应用的场景。我国技术人员在研究过程中一直将注意力放在提升网络带宽、降低时延等方面，且在实际研究过程中也取得了良好的成就。例如，我国于2013年组建了IMT-2020推进组，主要研究5G技术。其中，针对5G网络切片技术，不断在接入网、传输网以及核心网都多个领域进行切片技术的创新应用。最后，网络切片需要进行有效的管理和编排。在现阶段的网络切片中，需要能够通过NFV、SDN等进行协同实现，必须通过端到端的编排管理系统研究建设，才能保证网络切片技术的有效应用[3]。网络切片自动化的运行，对于运营商来说是未来发展的重点方向，需要提升网络自动化程度，提高切片技术的效率，才能满足用户的各种需求，并支持特殊定制。

4 结 论

综上所述，在现阶段的5G网络切片技术应用过程中，需要从基本内涵、具体应用等多个方面保证不同业务需求下网络的畅通使用。同时，网络切片的应用状况直接影响各种相关技术的研制。5G的发展是当前移动网络产业的重要内容之一，网络切片是可任意定制化的、开放的，能够适应大量的应用场景，适用性极强。