新局势下5G网络切片技术的强化思考

吴功立

摘 要：在5G网络技术中，网络切片技术是一种较为常见的技术。这种技术的主要服务对象是个人以及不同的行业，因此不仅要满足不同人员的使用需求，还应该满足不同行业的发展需求。我们可以从网络切片技术升级的角度研究分析3GPP标准下的网络切片发展，其中涉及到很多方面的内容，具体如下文所示。

关键词：5G网络切片;技术;强化

引言

在信息技术飞速发展的背景下，5G网络切片技术的出现主要是为了更好地给人们提供服务，从而进一步满足不同行业的数字化发展需要。网络切片技术关系到5G问题的解决状况，不同的组织和企业都着手落实网络切片工作，5G网络切片工作内容受到3GPP的影响较大。该文主要针对3GPP网络切片工作进行了相应的分析，希望能够不断强化网络切片技术。

1针对核心网网络切片准则的强化

1.1 分析3GPPR15版本的网络切片技术强化

通过调查不难发现，5G技术中的网络切片技术起到了不可或缺的重要作用。网络切片技术的发展和提升得到了人们的重视和关注。3GPPR15版本网络切片的标准主要在TS23.501和TS23.502中定义，包括网络切片的基本架构、网络切片标识和网络切片基本操作等。（1）网络切片架构基于TR23.799研究的控制面功能部分共享的组网架构，即部分控制面功能在切片间共享（如移动性管理、鉴权功能），其他控制面功能（如会话管理）及用户面功能各切片专用。（2）网络切片支持eMBB、URLLC和eMTC三种类型，支持运营商自定义切片类型，支持区分相同切片类型下的不同切片。（3）网络切片標识（S-NSSAI）唯一标识一个网络切片，NSSAI代表一组网络切片，在切片选择过程中，根据存储位置和使用的不同，分为配置的NSSAI、签约的NSSAI、请求的NSSAI、允许的NSSAI和拒绝的NSSAI。（4）网络切片操作包括：支持网络切片的AMF选择、服务AMF的重分配、切片内创建PDU会话、网络切片的配置及配置更新、修改允许UE接入的网络切片等。（5）支持网络切片漫游、网络切片与EPC的互通等。                       1.2 分析3GPPR16版本的网络切片技术强化

通过认真了解R15版本的网络切片基本情况不难看出，R16版本的网络切片功能得到了进一步增强，特别是对于一些具有特别功能的网络切片，如车联网切片、智慧医疗切片、工业制造切片等场景，可能会需要在UE主鉴权完成后仍需网络切片特定鉴权与授权才能使用。R16版本定义了该场景下UE和网络如何获知网络切片需要额外的鉴权与授权，以及特定鉴权授权如何触发和执行。下面从网元和流程增强的角度进行详细分析。

（1）运用网络切片特定鉴权与授权在增强UE和NF功能中的作用

网络切片的特定鉴权与授权功能落实需要相应的技术支持，具体包含以下几点：第一，UE注册信息中包含相应的网络能力，通过UEMMCoreNetworkCapability携带。TS23.501R16版本在该信元中增加了是否支持网络切片特定鉴权与授权的指示NetworkSlice-SpecificAuthenticationandAuthorization。同时，UE需具备提供网络切片特定鉴权与授权使用的UserID和证书。2）AMFAMF保存UE在注册消息中携带的UEMMCoreNetworkCapability，并根据信元中NetworkSliceSpecificAuthenticationandAuthorization的取值判定是否需要执行网络切片特定鉴权与授权流程。对于R15版本之前的UE，在注册消息中不携带网络切片特定鉴权与授权指示，AMF不允许其接入需要网络切片特定鉴权与授权的网络切片。

（2）分析网络切片特定鉴权与授权对相关业务的影响

完善后的网络切片具备特定鉴权与授权的作用，为此我们应该进一步明确网络切片技术对相关业务造成的影响。网络切片特定鉴权与授权的基本流程为：1）服务PLMN基于签约信息为HPLMN的S-NSSAI执行网络切片特有的鉴权和授权。2）UE在注册请求消息中的UE5GMMCoreNetworkCapability中指示是否支持这个特性。如果UE不支持该特性，当UE请求需要网络切片特有的鉴权和授权的S-NSSAI时，AMF不应为UE触发相应流程。如果UE配置了需要网络切片特有的鉴权和授权的S-NSSAI，UE需保存S-NSSAI和相应证书的关联关系。3）为了执行S-NSSAI的网络切片特有的鉴权和授权，AMF发起基于EAP方式的网络切片特有鉴权流程。

此外，不论UE网络切片技术的自身功能是否得到有效发挥，只要UE在PLMN中处在注册的状态，就能确保相关业务的顺利落实，还能让AMF不需要在每次周期性注册或移动性注册流程中都执行网络切片特有的鉴权与授权。网络切片特有的AAAserver可以随时撤回授权或发起鉴权与授权流程。当在某种接入类型网络中，针对当前AllowedNSSAI中的一个S-NSSAI撤销鉴权时，AMF应给UE提供新的AllowedNSSAI并释放该接入网络类型中和该S-NSSAI关联的所有PDU会话。最后需要强调的是，基于SUPI的UE主鉴权与授权获得成功是网络切片特定鉴权与授权的基础，如果SUPI授权被撤回，网络切片特有的授权也被撤回。

1.3 分析3GPPR17版本的网络切片技术强化

早在去年上半年，网络切片技术的通用切片模板概念就被人们提出来了，把网络切片模板与终端用户业务结合在一起能够促进相关业务的落实，如每个切片支持的PDU会话数、每切片支持的终端数、每切片支持的最大UL/DL速率等，这些能力在当前的5G系统中尚未支持。3GPPSA2R17版本针对GSMANG.116中定义的网络切片属性申请了立项，已确定在R17版本进行网络切片增强第二阶段的研究。当前R17正处于研究阶段，网络切片增强课题已经提出了8个需要研究的关键问题，并开始讨论针对这些问题的可选解决方案。课题研究的关键问题包括：（1）如何支持网络切片的最大终端数需要解决的问题有5G系统如何获取网络切片支持的最大终端数、当前已接入网络切片的终端数以及5G系统如何使能网络切片需要的配额。（2）如何支持网络切片的最大PDU会话数需要解决问题有5G系统如何获取网络切片支持的最大PDU会话数、当前已建立的PDU会话数、哪个NF有这些配额信息;以及如果网络切片的PDU会话数已经达到最大值，还有UE需要接入该如何处理。（3）如何限制一个UE在网络切片中的UL/DL速率需研究如何限定UE在网络切片中的速率，确保使用相同网络切片的多个PDU会话的聚合速率满足网络切片的UL/DL速率限制。（4）如何支持网络切片配额事件通知涉及上述提及的最大终端数、PDU会话数、UL/DL最大速率等配额，需研究AF如何从5GS进行事件订阅，5GS系统如何通知网络切片配额相关的属性。

2结束语

综上所述，网络切片技术经过一段时间的发展后，其自身功能得到了有效强化，不仅具备一些基本的功能，还具备更加多元化的功能。R17版本所研究问题的解决会使网络切片在更细的粒度上进行控制，以满足不同场景的使用。端到端网络切片方面，中国通信标准化协会（CCSA）已成立“5G网络端到端切片特设项目组”，其目标为支持5G商用部署和垂直行业应用，加快国际标准推进，总体规划5G网络端到端切片标准体系框架，梳理现有相关标准情况，组织开展共性标准研究，上述端到端网络切片问题的解决指日可待。

参考文献：

[1]魏垚.网络切片标准分析与发展现状[J].移动通信，2019，43（4）：25-30