中移雄研咨询洞察：5G端到端网络切片技术应用研究报告

（原标题：中移雄研咨询洞察：5G端到端网络切片技术应用研究报告）

在全球经济进入数字化转型的关键时期，5G网络作为数字化社会的关键基础设施，将不再局限于传统通信网络的业务领域，满足各行各业数字化转型的需求是5G网络即将承担的新使命。垂直行业客户加速向数字化、智能化转型，而转型的基石是数字化网络链接,行业客户的生产园区及业务场景对无线网络覆盖质量、时延要求、上行容量、数据保密性、设备移动性、网络控制权的要求均高于公共大网，并且传统电信的商业模式无法满足行业用户的需求，因此特定场景需要定制化、综合型、灵活便捷的无线专用网络，而网络切片作为5G关键技术之一，是实现行业专网的基础技术。

网络切片

3GPP与5G-ACIA定义的5G垂直行业专用网络包含四个主要场景，用于指导组织机构如何申请并部署自己的5G专用网络，也包括独立部署专用网络和非独立部署专用网络。独立部署专用网络指独立部署一套物理专用网络；根据与公网复用资源和互动程度进行划分，非独立部署包含共享RAN、共享RAN与控制面、完全公网部署（网络切片）三个场景，其中网络切片又分为Group A/B/C三个选项。

Group A：完全不共享。每个切片完全独立，分别拥有各自完整的控制面与用户面功能实体。

Group B：控制面功能部分共享。部分控制面功能（如移动性管理、鉴权功能）在切片间共享，其余的控制面功能（如会话管理）与用户面功能则是各切片专用的。此架构支持用户在同一时间接入控制面功能部分共享的多个网络切片。此架构的切片隔离性最好，但用户在同一时间只能接入一个网络切片。

Group C：控制面功能完全共享。各切片的控制面功能完全共享，只有用户面功能是各切片专用。此架构的隔离性最差，只在用户面实现了隔离，此架构也支持用户在同一时间接入控制面功能完全共享的多个网络切片。

非独立部署专用网络主要关注场景三端到端网络切片实现与应用，强调在公用网络基础上，在满足用户业务特性需求的前提下（如信息保密等级等），为用户制定一张从接入到传输到核心端到端专属的逻辑专用网络。

网络切片的发展历程

从2015年开始，3GPP启动了5G相关的标准研究和制定工作，并计划在R14-R16这三个大版本中完成相关标准的制定。网络切片作为5G的重要技术，3GPP最早在R14阶段由SA1的TR 22.864报告中提出了网络切片的需求，随后SA2在TR 23.799中对网络切片方案进行了初步研究，在R15阶段SA2正式把切片的相关概念、方案写入了TS 23.501中。SA5对于切片管理进行了研究并进行了网管设备的标准化，SA3则负责研究切片的安全方面的问题。3GPP在TR28.801定义了通信服务管理功能（CSMF，Communication Service Management Function）、网络切片管理功能（NSMF，Network Slice Management Function）、网络子切片管理功能（NSSMF，Network Slice Subnet Management Function），三者协同完成网络切片端到端设计和实例化部署。此外RAN接入网对网络切片技术也进行了研究和探讨，并最终在RAN侧支持网络切片功能，实现端到端的切片。R17可能会继续深入研究RAN切片升级规范等内容，同时更新现有协议并涵盖更多的新技术。受疫情影响，3GPP近日宣布将下两批5G相关技术协议的发布推迟3个月，根据新时间表，第三阶段的R16规范将于6月完成，随后R17的预定日期将推迟到2021年12月。

除了3GPP，目前ITU、MGMN、ETSI等主要标准组织都先后开展了网络切片的标准化研究，但目前这些组织对于切片的研究主要还是停留在架构、需求等较高的层次，关于切片的实现等较具体的内容目前主要还是由3GPP负责制定。

端到端网络切片

1、端到端网络切片的概念

5G网络切片是针对业务差异化、多租户需求提供的一类解决方案技术的统称，旨在通过功能、性能、隔离和运维等多方面的灵活设计，使得运营商能够基于垂直行业的需求创建定制化的专用网络。3GPP TS38.300标准中定义，网络切片是一个允许根据每个客户要求进行差异化处理的概念。通过切片，移动网络运营商（MNO）可以将客户视为属于不同的租户类型，每个租户都有不同的服务要求，这些要求根据服务级别协议（SLA，Service level Agreement）和订阅来决定每个租户有资格使用的切片类型。

从本质上讲，5G网络切片是将5G物理网络划分为多个虚拟网络称之为网络切片，每个切片都拥有自己独立的网络资源和管控能力，根据不同的服务需求如时延、带宽、安全性和可靠性等来划分，以灵活地应对不同地网络应用场景。在5G时代，应用场景多样化，使用一个统一的网络架构来同时满足所有的服务请求效率低也不易实现。通过网络切片技术在一个独立的物理网络上切分出多个逻辑网络，从而避免了为每一个服务建设一个专用的物理网络[1]。

网络切片的价值在于网络切片即服务（Network Slice as a Service），可以为不同垂直行业提供不同、相互隔离、功能可定制的网络服务，实现客户定制化网络切片的设计、部署和运维。用户性能可以得到保障，租户会与运营商签订服务合同，其中规定了租户使用的业务所对应的SLA。SLA通常包括安全性/私密性、可见性/可管理性、可靠性/可用性，以及具体的业务特征（业务类型、空口需求、定制化网络功能等）和相应的性能指标（时延、吞吐率、丢包率、掉话率等），同时拉通各域来实现端到端SLA保证。

2、网络切片的整体架构

网络切片是一种按需组网的方式，可以让运营商在统一的基础设施上分离出多个虚拟的端到端网络，每个网络切片从无线接入网承载网再到核心网上进行逻辑隔离，以适配各种各样类型的应用。垂直行业提供各种类型的可保证的网络连接服务，是端到端网络切片整体架构设计的目标。网络切片可基于传统的专有硬件构建，也可基于NFV/SDN的通用基础设施构建。为了实现低成本高效运营，应尽可能采用统一基础架构，网络切片的整体架构由基础设施层、网络切片管理层及网络切片层（运行在基础设施之上的网络切片实例）组成。如图1所示，其中基础设施层为网络切片提供所需的资源和基础能力；网络切片层基于基础设施层，聚合所需要的网络功能形成端到端的逻辑网络（网络切片实例）；切片管理层负责网络切片生命周期的管理，保障网络切片实例可满足垂直行业提出的业务性能相关的指标。

3、网络切片的优点

（编辑：555手机网）

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