5G定制专网无线切片技术分析

基于无线切片技术的5G定制专网，能够在各个行业领域得到充分应用，进一步提升网络通信技术的技术精度以及传输效率。随着5G时代的到来，移动通信数字服务模式得到了快速发展，其所带来的社会效益和技术效益将促进技术发展。但是随着网络业务的不断增多，在网络连接过程中出现网络连接延迟现象，数据传输的可靠性无法保证，因此为解决业务网络传输问题，应将网络切片技术引入到5G定制专网中，以便在5G网络环境下实现端到端的信息传输，按照网络定制化特点构建物理架构，处理各个业务网络连接节点。

一、5G无线切片技术特点

网络切片在发展过程中能够与多个类型业务相对应，关注业务在发展过程中的实际需要，通过为业务提供无线切片技术服务，将网络业务内置于5G定制专网中，确保在5G定制专网中各项业务能够顺利联通。

（一）网络切片特点

网络切片技术能够帮助物理网络虚拟出多个逻辑网络架构，进而确保各项业务之间的适配性。在网络切片技术辅助下，能够按照网络全生命周期，完成对网络技术部署，确保各项业务的网络容量达到要求，按照业务需求对网络功能进行编制。尤其是端到端的网络服务，在无线切片技术接入后，业务能够顺利与传输网络与核心网络相连接，在网络环境下实现数据信息跨域的管理。另外，随着切片网络资源的增多，在网络切片技术协助下，能够实现对网络资源的安全隔离，对网络资源之间的衔接进行管理和维护，以便在各个业务项目中，网络切片资源互不干扰，增强切片网络的可靠性。

（二）网络切片标识

5G定制专网中的无线网络切片是由单个网络切片完成对辅助信息的标识。在网络切片中，由S-NSSAI展现无线网络切片标识后，各项网络业务的技术标识将不会再重复，其所构成的网络切片将与业务类型相对应，以便网络业务连接能够获得对应的区分符号。在网络连接服务中，网络切片描述上能够对对应的业务类型进行预期判断，在原有网络行为基础上延伸出8bit的网络信息长度。就当前网络SST取值来看，在标准取值下存在4个定义网络结构，车联网、移动宽度、通信以及物联网。而在SD功能下，网络切片能够完成对上述四个网络定义的区分，并在每个网络定义下标注24bit长度，按照业务开展流程，将业务在全国范围内进行分配。

（三）5G定制专网架构

5G定制专网架构涵盖了无线公网平台和电力专网平台。在整个网络环境布局中，无线核心网络主要负责网络信息的搭建，并向用户提供对应的网络切片服务。在电力网络平台中，整个电力网络可以拆分成主站网络，发挥核心专网作用，确保网络运营的稳定性。基于当前5G定制专网架构建设情况，在5G定制专网中能够承接不同类型的网络服务，达到近似物理网络隔离的效果。然后，通过在下沉网络环境中部署UPF设备，承载信息管理类业务与其他业务类型。

二、5G网络中无线切片技术框架

在整个5G定制专网中，无线切片技术的接入能够为整个网络环境提供更为多元的网络选择，实现端到端的切片网络结构，以便在各项业务提出需求时，完成对网络资源的分配和调取。

（一）接入移动功能选择

在5G定制专网环境下，当用户对网络提出要求时，5G基站能够根据用户要求获取用户办理业务时留存信息，并借助切片技术提供的接入移动管理功能，将用户信息发送至核心网络中，如果用户发送的信息中含有“5G"S-TMS”则5G基站将会从中获取信息元素，并通过对信息片段选取，将信息标注切片标识，然后根据系统中的list清单，完成对数据量的筛选。如果在网络环境中未找到能够与用户要求对应的信息内容，则将进入第三步，从用户信息元素中选取省略的信息，然后对各个信息元素在网络环境中所占的信息权重进行计算，应用平均算法补充信息元素，完成信息与业务之间的接入。

（二）资源分配和调取

在5G定制专网环境中存在切片技术工作机制，服务质量调动、资源预留以及载波隔离。服务质量调度主要是指在各种类型的信息资源下，要想保证信息资源到无线侧公共资源之间的共享，需要借助切片技术标识开展资源的调度工作，而在完成资源调度后，要对对应资源进行预留。在业务范围内，将与业务有关的特定资源预留给安全级别较低的安全架构中，如果期间发现更高级别的业务感知技术切片，则需要借助载波隔离技术，将网络信息资源由上一个载波过渡到下一个切片中使用，以满足更高级别的安全要求。

（三）端到端的切片架构

在拟定的网络协议下，由一个协议数据单元所开启的网络会话，能够由指定的S-NSSAI网络协议确定，尤其在被网络切片数据激活后，在策略控制下，网络"资源的接入和移动将会由UE通路中传递至中心系统中，以确保网络资源与"S-NSSAI之间的关联性。由UE创建的网络对话，将会基于URSP的选取，对应至"S-NSSAI中，会话管理将由管理人员进行转接。此时，在切片技术管理环境下，将会完成对用户界面的分配，使得网络资源映射至不同的网络环境中，形成专属于自身的网络ID。在传输网络背景下，不同虚拟网络所拆分出的切片业务将会与虚拟网络进行绑定，并借助于核心网与传输网的互通方式，实现网络资源端到端的有效对接。

（四）QoS"调度

在QoS"调度中，网络不会预留多余无线资源给到切片，但是在整个网络环境下，其会受到无线切片技术的影响，按照网络环境中的业务优先级，完成对各项业务中的空口资源进行优化和调度。如果在业务开展过程中，资源调配出现拥堵的情况，则更高级别的业务将会受到网络资源的限制。因此，在整个通信行业中，渗透无线切片技术，能够在网络带宽的支持下，完成对网络环境的隔离，即便网络切片技术具有一定差异性，但是也能在无线侧网络承载中完成对数据信息的映射，以便网络资源能够获取相同的调度策略，为不同媒体接入提供环境。

三、5G中无线切片技术的应用

通过对5G定制专网无线切片技术特点与无线切片技术结构的对接，可以将无线切片技术应用于5G定制专网中，以构建无线切片技术方案，构建硬切片技术以及软切片技术和通信终端技术方案，确保切片技术得到实际应用。

（一）硬切片技术方案

无线硬切片技术在5G定制专网环境中主要负责承载各项生产控制类业务，其能够形成SA模式，通过引入FlexE技术，实现对各类生产控制业务的管理下沉，以便能够确保在执行生产业务中完成对网络环境的物理间隔。硬切片技术最为突出的优势就是能够通过端到端的通信通道，构建逻辑生态环境，综合各项生产控制需求，完成对生产业务数据传输的加密和装置，以便在信息资源接入网络环境中，能够实现对生产业务的安全防护。在具体网络构架上，要对网络环境采用统一的生产管理切片标识，按照公司对生产业务的定位，构建单向网络传输通道，以确保信息资源能够在网络环境中实现顺利传输。即便在网络环境故障的背景下，网络信息资源安全接口也不得小于20ms。当承载网络将生产业务信息资源映射至虚拟专网中，专网中所配置的网络信息资源与切片标识，将对不同业务进行优先级划分，完成对业务信息资源的调度。

（二）软切片技术方案

原则上，软切片技术的应用能够承载网络环境中的信息管理以及互联网等一些非控制型的信息业务，确保网络信息资源能够实现端到端的传播。在整个网络环境下，承载网侧与核心网能够提供不同类型的网元，每个网元所对应的地区具有一定差异性，在此期间要想保证网络环境达到安全防护需求，需要将网元接入到安全专区中。在具体建设网络架构时，要为软切片预留出对应的切片标识，在同一切片范围内对切片标识采用规范的命名方式，然后在网络环境中配备两种不同等级的业务连接终端，以实现信息连接的优先级调度。在布置网络结构时，无线切片在基站内侧，能够通过通信终端的接入方式，确保信息在网络环境中全面覆盖，待信息传输至终端侧后，通信将会支持电力软切片的接入，确保网络在现行的10Mb/s速率下，满足各项业务的开通，避免出现IP地址冲突的情况。在核心网络切片中，采用SR+VPN网络连接模式，通过网络之间的逻辑隔离，与其他公共网络进行对接。

（三）通信终端技术方案

在无线切片技术接入后，其能够支持网络环境采用模块化以及拓展化的设计标准，将网络技术嵌入到复杂的网络运行环境中，确保网络环境运行的可靠性以及安全性提升。通信终端在接入后，内嵌于业务终端的加密装置将会启动，在网络连接规则下，完成对切片标识的自定义，以便在接入切片技术后能够为切片提供多种选择。同时，通信终端还能够支持各种形态的切片标识，助力网络环境完成对切片参数的设置，以便通过ＮＲ标准信令，实现对网络运行状态的监督和管理，为不同网络信息的查询提供信息支持。另外，5G定制专网在接入切片技术后，还能够为用户查询相关信息提供协助，整体通信终端凭借可靠以及安全的数据存储和传输功能，完成对信息的加密处理，划分信息类型，确保在用户想要查询信息时提供安全的网络环境。

四、结语

在5G定制专网中接入无线切片技术就如同在5G定制专网环境中配备了自动控制开关，不仅能够承载高弹性的数据传输要求，还能够为数据传输提供可靠的“三遥”功能，通过对数据信息进行高强度的感知以及预测，完成对网络信息资源传输环境的物理隔离。而且在5G定制专网接入切片技术后，能够实现对网络资源的灵活配置，更好地满足业务调取信息资源的需求，尤其在网络环境下，无线切片技术能够为5G虚拟专网组建网络架构建设方案，完成对不同类型业务的划分，进而通过对网络结构的部署，对控制类业务5G切片专网实例测试验证，为电力5G虚拟专网部署和电力5G业务应用的大规模推广提供参考，实现了一种低成本、高性能的解决方案，为中低容量需求的室内分场景信号覆盖，提升工业物联网业务的空口容量，降低端到端时延。

（作者单位：大唐海口清洁能源发电有限责任公司）