5G核心网技术基础自学系列 - 网络切片

书籍来源：《5G核心网 赋能数字化时代》

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传统网络使用同一个网络支持所有的应用场景。为了支持未来大量的网络部署用例，支持不同用户类型的非常不同甚至是相互矛盾的需求，以及支持各种应用的不同使用，网络需要调整。虚拟化和软件定义网络(SDN) 等技术的进步使我们能够在公共的和共享的基础设施层之上构建逻辑网络，这些逻辑网络被称为网络切片。每个网络切片为某些应用所用，从而可以避免使用单一网络来满足多种需求。

如第3章所述，网络切片一词在业界有不同的含义，但通常网络切片被理解为一个逻辑网络，由所有必需的网络资源组成，为确定的商业用途或用户服务。网络切片可为任何类型的接入建立完整的网络，并且成为提供网络服务的引擎。网络切片所使用的物理或虚拟的基础设施资源可能是该网络切片专有的，也可能是与其他网络切片共享的。

由于网络切片的概念允许创建多个逻辑网络，因此可以利用网络切片实现所需的网络特性并提供特定的网络能力，满足特定的用户需求。这里的用户不是直接的最终用户，而是一些商业实体(例如企业、另一个服务提供商或网络运营商本身)，由他们向网络运营商提出特定的服务要求。网络切片由管理功能编排和管理。图11.1给出了网络切片的概念和一种定义。

那么，网络切片有哪些好处呢？网络切片的概念以虚拟化及自动编排和管理作为先决条件，当它们一起起作用时能够提供以下好处：

• 按用户需求对网络进行调整和优化，以改善用户体验。

• 缩短上市时间和用户交付时间。

• 简化资源管理。

• 提高自动化程度。

• 提高灵活性和敏捷性。

• 将问题进行分解以降低风险。

图11.1 网络切片定义

根据服务类型， 例如增强的移动宽带通信(eMBB) 、超可靠低时延通信(URLLC)、大规模物联网(mIoT) 和用户期望， 网络切片可能需要满足不同的需求， 例如：

• 每个地理区域的业务容量要求

• 计费要求

• 覆盖区域要求

• 隔离度要求

• 端到端时延要求

• 移动性要求

• 总体用户密度要求

• 优先级要求

• 业务可用性要求

• 业务可靠性要求

• 安全要求

• UE移动速度要求

在设计网络时，为满足多种多样的网络切片的要求，可将各种资源和逻辑功能置于网络的不同地方。图11.2提供了某些类型的网络切片实现的示例。

图11.2 网络切片示例

将网络的一部分分离和“切片”出来并不是一个新的概念，目前已经可以通过不同的机制来实现，并服务于不同的目的。例如， 使用不同PLMN标识的运营商可共享无线资源，或者建立单独的数据路径(即3G中的PDP上下文、4G中的PDN连接和5G中的PDU会话)来完成PS数据传输的分离。更多关于5G之前的3GPP机制，请参见第4章， 这些技术在5GS中也可以使用，但是有局限性，例如，即使运营商有可能获得多个移动网络代码（即PLMN标识中的MNC部分），可用的MNC值的数量也不足以给每个网络切片分配单独的MNC。另外， 通过不同的DNN来分离PS(分组域) 数据路径只能部分隔离网络，无法满足用户希望有一个完整的专用逻辑网络的愿望，因此，重用现有机制来完整实现网络切片不太可能。当然，现有手段也可以在网络切片中使用，实现资源之间的有限隔离。

为满足运营商的用户的各种期望，并确保运营商网络中可能存在的数量庞大的网络切片的操作维护，自动化管理变得至关重要。网络切片的管理和编排在11.2节中介绍。

为能建立和使用任何类型的网络切片， 3GPP开发了通用的网络切片选择的框架， 具体参见11.3节。