5G端到端網絡切片

1、網絡切片的一些概念

網絡切片( Slice ):基於客戶化需求,可以被設計、部署、維護的邏輯網絡,旨在滿足特定的客戶、業務、商業場景的業務特點及商業模式。

網絡切片實例( E2E Slice Instance-ESI ):網絡切片實例( Instance )是一個臨時邏輯網絡,跨多個技術域,包含:

(1)組網絡:"功能”( Function )即虛擬網元(終端、接入網、回傳網、核心網、業務網絡)及網管系統對應的資源;

(2)存儲、運算;

(3)連接關係。

2、網絡切片原因:未來業務需求差異

(1)連接功能,如吞吐率、時延、移動性、覆蓋概率等要求;

(2)網絡功能,如用戶ID管理、認證鑑權、移動性和位置管理、華誕及計費方式等;

(3)網絡安全可靠性,如可恢復性、安全性、可隔離性、可用性等。

3、網絡切片的意義及優勢

網絡切片的意義:通過切片,高效靈活的部署各種差異性需求業務網絡,並隔離開:保證業務質量、實現獨立運維運營。

通過切片,運營商可以服務更多的商業場景:

(1)開源:運營商有機會進入垂直行業的巨大市場;通過靈活的網絡切片,帶來高質量服務的可能性。

(2)節流:統基礎設施適應所有業務;減少建網和運維成本。

網絡切片的優勢:讓網絡運營商自己選擇每個切片所需的特性,例如低延遲、高吞吐量、連接密度、頻譜效率、流量容量和網絡效率,這些有助於提高創建產品和服務方面的效率,提升客戶體驗。不僅如此,運營商無需考慮網絡其餘部分的影響就可進行切片更改和添加,既節省了時間又降低了成本支出,也就是說,網絡切片可以帶來更好的成本效益。

4、網絡切片實現

橫向協同,縱向到底:先在縱向的無線,承載,核心網子切片完成自身的管理功能,再在橫向上組成各個功能端到端的網絡切片。

(1)無線子切片:切片資源劃分和隔離,切片感知,切片選擇,移動性管理,每個切片的QoS保障。

a.協議棧功能模塊化分離

    根據業務需求的不同,可以靈活地對無線網側協議棧功能進行定製切分。無線側基站分爲CU(集中單元)和DU(分佈單元)兩個單元,這兩個單元是BBU拆分來的。解耦後的CU用於集中承載非實時業務,DU則主要負責對實時業務的處理,因此可以把跟時延相關性不大的功能上移到CU,跟時延強相關的下放到DU。像單向多播類業務就可以讓這個切片功能最簡化,而低時延類業務可以把CU裏的一些功能下沉到DU。

 b.無線時頻資源的切分
    無線時頻資源硬切:頻率、時間資源以固定的方式分配給每個特定的切片,用戶可利用這些靜態的無線資源接入切片網絡,但這種方式不靈活,網絡的資源利用率不高。
    無線時頻資源軟切:如下圖,對頻譜資源來講,可以獨立預留出一些資源給URLLC這種緊急性的業務使用,然後網絡切片的調度管理服務根據切片業務請求的實時到達情況按需分配時頻資源,並確保各切片間的資源平衡分配,這種切分方式讓整個頻譜資源利用率大幅提升,不會造成資源的浪費。

(2)承載子切片:基於SDN的統一管理,承載也可以被抽象成資源池來進行靈活分配,從而切割成網絡切片。

    傳輸網切片運用虛擬化技術,將網絡的鏈路、節點、端口等拓撲資源虛擬化,在傳輸硬件設施中切分出多個邏輯的虛擬傳輸子網,在物理網絡層構建虛擬子網層。虛擬網絡具有獨立的管理面、控制面和轉發面,各虛擬網絡之上可獨立支持各種業務,以此實現不同業務之間的隔離。

(3)核心網子切片:核心網在5G時代可謂大變樣,基於SBA(服務化架構 Service Based Architecture),以前所有的網元都被打散,重構爲一個個實現基本功能集合的微服務,再由這些微服務像搭積木一樣按需拼裝成網絡切片。

控制與承載功能模塊化
    核心網功能模塊化:包括控制面及用戶面,以庫的方式調用控制面功能模塊包括:移動性管理、策略控制、網絡功能( Function )庫、用戶數據、會話控制等;

    用戶面功能模塊包括:話單、轉發、業務感知、數據優化等。

    最後,經過無線,承載和核心網這些縱向子切片的協同工作,爲端到端的橫向切片:eMBB、mMTC和uRLLC提供支撐,不同的業務得以在不同的切片之上暢行。
 

 

 

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