❶ 5g切片技術范疇
5g切片技術就是將5G網路切出多個虛擬網路。
5g切片技術包括無線子切片、承載子切片、核心網子切片,5g切片技術可以讓運營商靈活選擇每個切片所需的特性。
5G應用范圍有遠程醫療、自動駕駛、智能電網、智能城市、AR、VR。
5G的優點有傳輸速度快、延遲低、應用范圍廣。網路切片是將一個物理網路切割成多個虛擬的端到端網路,每個虛擬網路之間(包括網路內的設備、接入、傳輸和核心網)是邏輯獨立的,任何一個虛擬網路發生故障都不會影響其他虛擬網路。
依據應用場景可將5G網路分為3類:移動寬頻、海量物聯網和任務關鍵性物聯網。由於5G網路的3類應用場景的服務需求不同,且不同領域的不同設備大量接入網路。
❷ 5G的應用場景
5G的八大應用場景,簡單闡述一下
智慧城市
智慧城市擁有競爭優勢,因為它可以主動而不是被動地應對城市居民和企業的需求。為了成為一個智慧城市,市政當局不僅需要感知城市脈搏的數據感測器,還需要用於監控交通流量和社區安全的視頻攝像頭。
高速通信
作為5G最先為大眾所知的特點,其GB/S的高速通信能力可以在未來支撐起更多服務。
智能家居
隨著智能家居行業在近兩年的發展速度和趨勢,可以看出智能家居一定是未來家居產業的發展趨勢,這些智能家居連接上5G物聯網之後,都可以實時監控家居狀況並發出指令,以後就不用擔心出門忘關空調這些瑣碎小事。
超清視頻和雲游戲
更低的價格和新的服務訂閱模式將使2020年全球一半的電視觀眾使用4K/8K電視。8K視頻的帶寬需求超過100 Mbps,需要5G WTTx的支持。其它基於視頻的應用(如家庭監控,流媒體和雲游戲)也將受益於5G WTTx。
增強現實
VR/AR業務對帶寬的需求是巨大的。高質量VR/AR內容處理走向雲端,滿足用戶日益增長的體驗要求的同時降低了設備價格,VR/AR將成為移動網路最有潛力的大流量業務。雖然現有4G網路平均吞吐量可以達到100Mbps,但一些高階VR/AR應用需要更高的速度和更低的延遲。
智能製造
移動運營商可以幫助製造商和物流中心進行智能製造轉型。5G網路切片和MEC使移動運營商能夠提供各種增值服務。運營商已經能夠提供遠程式控制制中心和數據流管理工具來管理大量的設備,並通過無線網路對這些設備進行軟體更新。
無線醫療
通過5G連接到AI醫療輔助系統,醫療行業有機會開展個性化的醫療咨詢服務。人工智慧醫療系統可以嵌入到醫院呼叫中心,家庭醫療咨詢助理設備,本地醫生診所,甚至是缺乏現場醫務人員的移動診所。
自動駕駛
驅動汽車變革的關鍵技術—自動駕駛、編隊行駛、車輛生命周期維護、感測器數據眾包等都需要安全、可靠、低延遲和高帶寬的連接,這些連接特性在高速公路和密集城市中至關重要,只有5G可以同時滿足這樣嚴格的要求。
❸ 工信部發布多項5G新標准,涉及核心網、切片、5G消息等
12月22日,工信部發布2021年第33號公告,公布了513項行業標准(標准編號、名稱、主要內容及實施日期等),其中通信行業標准共71項;此外,還批准了《5G數字蜂窩移動通信網增強移動寬頻終端設備技術要求(第一階段)》等2項通信行業標准修改單。
在新發布的通信行業標准中,涉及到5G的標准相關如下(均為2022年4月1日起實施):
1)編號:YD/T 3958-2021
名稱:5G消息終端測試方法
標准內容:本文件規定了數字移動通信終端支持 5G 消息業務的測試
方法,包括測試環境、配置測試、注冊測試、點對點消息測試、群發消息測試、群聊與群管理測試、文件傳輸測試、行業消息測試、消息管理功能測試、業務並發測試、增強通話涉及的消息測試。
本文件規定的5G消息基於GSMA RCS UP2.4及相關標准實現。本文件適用於支持5G消息業務的數字移動通信終端。
2)編號:YD/T 3959-2021
名稱:接入網設備測試方法 面向5G前傳的 N 25Gbit/s 波分復用無源光網路(WDM-PON)
標准內容:本文件描述了面向5G前傳的 N 25Gbit/s WDM-PON 局端設備(OLT)和用戶側設備(ONU)的介面、功能、性能、網管等方面的測試方法。本文件適用於公眾電信網環境下的基於波長路由的 N
25Gbit/s WDM-PON 設備,專用電信網可參照使用。
3)編號:YD/T 3959-2021
名稱:接入網設備測試方法 面向5G前傳的 N 25Gbit/s 波分復用無源光網路(WDM-PON)
標准內容:本文件描述了面向5G前傳的 N 25Gbit/s WDM-PON 局端設備(OLT)和用戶側設備(ONU)的介面、功能、性能、網管等方面的測試方法。本文件適用於公眾電信網環境下的基於波長路由的 N
25Gbit/s WDM-PON 設備,專用電信網可參照使用。
4)編號缺侍敏明:YD/T 3961-2021
名稱:5G消息終端技術要求
標准內容:本文件規定了數字移動通信終端支持5G消息業務的技術要求,包括基本要求、業務功能要求、網路及協議要求、安全性要求及性能要求,其中終端業務功能要求包括個人消息功能要求、行業消息功能要求、消息管理功能要求、增強通話涉及的消息功能要求。
本文件規定的5G消息基於 GSMA RCS UP2.4及相關標准實現。本文件適用於支持5G消息業務的數字移動通信終端。
5)編號:YD/T 3962-2021
名稱:5G核心網邊緣計算總體技術要求
標准內容:本文件規定了5G核心網邊緣計算的總體架構、核心網功能要求、平台要求和關鍵流程等。本文件適用於5G核心網相關網元、5G核心網邊緣計算系統的相關組件或網元,以及系統相關介面等。
6)編號:YD/T 3973-2021
名稱:5G網路切片端到端總體技術要求
標准內容:本文件確立了網路切片端到端框架,規定了終端功能要求、AN/TN/CN 切片子網功能要求、切片管理器功能要求,以及網路切片業務域和管理域的介面功能要求、安全要求和計費要求,並規定了切片部署和切片業務使用的關鍵流程。本文伏拿吵件適用於基於獨立組網的端到端5G網路切片的研發和測試,包括終端、無線接入網、承載網、核心網、切片管理器等。
7)編號:YD/T 3974-2021
名稱:5G網路切片 基於切片分組網路(SPN)承載的端到端切片對接技術要求
標准內容:本文件規定了基於SPN承載的網路端到端切片架構、SPN網路切片能力、切片對接流程、轉發層切片對接要求、網路切片管控層協同對接要求等。本文件適用於基於SPN承載的端到端5G網路切片的研發和測試。
8)編號:YD/T 3975-2021
名稱:5G網路切片基於IP承載的端到端切片對接技術要求
標准內容:本文件規定了基於IP承載網的端到端切片對接技術要求,包括5G網路端到端切片對接架構、IP承載網路切片功能、切片對接流程、切片轉發層對接要求、切片管控層協同對接要求。本文件適用於支持切片的IP承載網路的研發和測試。
9)編號:YD/T 3976-2021
名稱:5G移動通信網 會話管理功能(SMF)及用戶平面功能(UPF)拓撲增強總體技術要求
標准內容:本文件規定了基於SA架構的5G移動通信網會話管理功能(SMF)及用戶平面功能(UPF)拓撲增強總體技術要求,包括架構要求、高層功能要求、介面功能要求、網元功能要求、關鍵流程要求等。
本文件適用於包括 AMF、SMF、I-SMF、UPF等會話管理功能及用戶面功能拓撲增強功能等基於SA架構的5GC核心網網路功能所對應的關鍵5GC網元的研發、測試及驗證評估工作。
10)編號:YD/T 3988-2021
名稱:5G通用模組技術要求(第一階段)
標准內容:本文件規定了6GHz頻段以下的5G通用模組的基本功能要求、硬體技術要求、電氣介面技術要求等內容。本文件適用於所有集成6GHz以下的5G通用模組的終端設備。
11)編號:YD/T 3989-2021
名稱:5G消息總體技術要求
標准內容:本文件規定了5G消息的總體技術要求,包括業務概述,系統架構、功能要求、互通要求、支撐管理要求、服務質量、終端要求和安全要求等內容。5G消息基於 GSMA RCS UP2.4及相關標准實現,不限於5G蜂窩網路實現,業務包括個人消息、行業消息和增強通話涉及的消息。本文件適用於5G消息業務及支持5G消息業務的設備。
12)編號:YD/T 4002-2021
名稱;5G數字蜂窩移動通信網 增強移動寬頻終端設備測試方法(第一階段)
標准內容:本文件規定了6GHz以下頻段5G增強移動寬頻終端設備的基本功能、射頻性能、無線資源性能、協議一致性等方面的測試方法。
本文件適用於支持增強移動寬頻場景(eMBB)的6GHz以下頻段的5G終端,面向非獨立組網(Non-Stand Alone)和獨立組網(Stand Alone)。
13)編號:YD/T 5263-2021
名稱:數字蜂窩移動通信網5G核心網工程技術規范
標准內容:本規范適用於數字蜂窩移動通信網5G核心網(含NSA和SA)、5G信令網工程規劃、設計、建設和驗收工作,主要包括數字蜂窩移動通信網5G核心網和5G信令網網元設置、節點設置、虛擬資源池的設置、網路組織、介面與信令、業務及信令帶寬計算、編號及IP地址、計費與網管、網路安全、同步方式、局址選擇、綠色節能等。
14)編號:YD/T 5264-2021
名稱:數字蜂窩移動通信網5G無線網工程技術規范
標准內容:本規范適用於公眾移動通信網5G無線網工程建設,包含規劃、設計、施工、驗收、網路運行維護及優化全過程,主要規定了數字蜂窩移動通信網5G無線網工程建設過程中涉及到的相關規劃、設計、施工、驗收、網路運行維護及優化、安全、節能、環保、共建共享等技術要求。
兩項通信行業標准涉及的修改通知單分別為《5G數字蜂窩移動通信網增強移動寬頻終端設備技術要求(第一階段)》和《移動終端圖像及視頻傳輸特性技術要求和測試方法》。
5G和網路切片
當5G被廣泛提及的時候,網路切片是其中討論最多的技術。像KT、SK Telecom、China Mobile、DT、KDDI、NTT等網路運營商,以及Ericsson、Nokia 、Huawei 等設備商都認為網路切片是5G時代的理想網路架構。
這個新技術可以讓運營商在一個硬體基礎設施切分出多個虛擬的端到端網路,每個網路切片從設備到接入網到傳輸網再到核心網在邏輯上隔離,適配各種類型服務的不同特徵需求。
對於每一個網路切片,像虛擬伺服器、網路帶寬、服務質量等專屬資源都得到充分保證。由於切片之間相互隔離,所以一個切片的錯誤或故障不會影響到其它切片的通信。
為什麼5G需要網路切片
從以往到目前4G網路,移動網路主要服務移動手機,一般來說只為手機做一些優化。然而在5G時代,移動網路需要服務各種類型和需求的設備。大家提的比較多的應用場景包括移動寬頻、大規模物聯網、任務關鍵的物聯網。他們都需要不同類型的網路,在移動性、計費、安全、策略控制、延時、可靠性等方面有各不相同的要求。
例如一個大規模物聯網服務連接固定感測器測量溫度、濕度、降雨量等。不需要移動網路中那些主要服務手機的切換、位置更新等特性。另外像自動駕駛以及遠程式控制制機器人等任務關鍵的物聯網服務需要幾毫秒的端到端延時,這就和移動寬頻業務大不相同。
5G的主要應用場景
這是不是意味著我們需要為每一個服務建設一個專用網路了?例如,一個服務5G手機,一個服務5G大規模物聯網,一個服務5G任務關鍵的物聯網。其實不需要,因為我們可以通過網路切片技術在一個獨立的物理網路上切分出多個邏輯的網路,這是一個非常節省成本的做法!
網路切片的應用需求
NGMN發布的5G白皮書中闡述的5G網路切片如下圖所示:
NGMN 5G網路切片示意圖
我們怎麼實現端到端網路切片?
(1)5G的無線接入網路和核心網:NFV化
在如今的移動網路中,主要的設備是手機。RAN(DU和RU)和核心功能由RAN廠商提供的專用網路設備構建。為了實現網路切片,網路功能虛擬化(NFV)是一個先決條件。基本上,NFV的主要思想是將網路功能軟體(即分組核心中的MME,S / P-GW和PCRF以及RAN中的DU)全部部署在商業伺服器上的虛擬機,而不是單獨部署在其專用網路設備。這樣,RAN當作邊緣雲,而核心功能當作核心雲。位於邊緣和核心雲中的VM之間的連接使用SDN進行配置。然後,為每個服務(即電話切片、大規模物聯網切片、任務關鍵的物聯網切片等等)創建切片。
如何實現網路切片之一
下圖顯示了每個服務專用的應用程序如何可以虛擬化並安裝在每個切片中。 例如,切片可以配置如下:
(1)UHD切片:在邊緣雲中虛擬化DU,5G核心(UP)和緩存伺服器,以及在核心雲中虛擬化5G核心(CP)和MVO伺服器
(2)電話切片:在核心雲中虛擬化具有全移動功能的5G核心(UP和CP)和IMS伺服器
(3)大規模物聯網切片(例如感測器網路):在核心雲中虛擬化一個簡單輕便的5G內核沒有移動性管理功能
(4)任務關鍵的物聯網切片:在邊緣雲中虛擬化5G核心(UP)和相關伺服器(例如V2X伺服器),用於最小化傳輸延遲
到目前為止,我們需要為具有不同要求的服務創建專用切片。並且根據不同服務特性將虛擬網路功能放置在每個切片中的不同位置(即邊緣雲或核心雲)。此外,一些網路功能例如如計費,策略控制等,在某些切片中可能是必要的,但在其他網路切片中不是必需的。運營商可以按照他們想要的方式定製網路切片,而且可能是最具成本效益的方式。
如何實現網路切片之二
(2)邊緣與核心雲間的網路切片:IP/MPLS-SDN
軟體定義網路,盡管在首先介紹的時候是一個很簡單的概念,但現在變得越來越復雜。就以Overlay形式為例,SDN技術能夠在現有的網路基礎設施上提供虛擬機間的網路連接。
端到端網路切片
首先我們看如何保證邊緣雲與核心雲的虛擬機間的網路連接是安全的,虛擬機間的網路需要基於IP/MPLS-SDN和Transport SDN來實現。本文我們主要討論路由器廠商提供的IP/MPLS-SDN。Ericsson和Juniper都提供IP/MPLS SDN網路架構產品。操作有些許不同,但基於SDN的虛擬機間的連接是極其相似的。
在核心雲中是虛擬化伺服器。 在伺服器的管理程序中,運行內置的vRouter / vSwitch。 SDN控制器提供虛擬化伺服器和DC G / W路由器(雲數據中心中創建MPLS L3 VPN的PE路由器)間的隧道配置,在核心雲中的每個虛擬機(例如5G IoT核心)和DC G / W路由器間創建SDN隧道(即MPLS GRE或VXLAN)。
然後,由SDN控制器管理這些隧道和MPLS L3 VPN(例如IoT VPN)之間的映射。該過程在邊緣雲中也是一樣,創建一個物聯網切片從邊緣雲連接到IP / MPLS骨幹,並一直到核心雲。 這個過程可以基於目前為止成熟可用的技術和標准來實現。
(3)邊緣與核心雲間的網路切片:IP/MPLS-SDN
現在剩下的是移動前傳網路。 我們如何在邊緣雲和5G RU之間切割這個移動前傳網路? 首先,必須首先定義5G前傳網路。大家在討論中存在一些選擇(例如通過重新定義DU和RU的功能來引入新的基於分組的前傳網路),但是還沒有做出標準定義。下圖是在ITU IMT 2020工作組中給出的圖示,並給出了虛擬化前傳網路的示例。
❺ 5G究竟有何用三大場景深入解讀
說起5G,相信大家都不陌生,但是可能一些人對5G技術的理解只存在於會提高網速。你了解它具體可以做哪些事情嗎?可能大家會有些許疑惑。本文我們就從實際生活出發,舉幾個5G技術的應用案例吧。
2015年9月,ITU(國際電信聯盟)正式確認了5G的三大應用場景,分別是eMMB,uRLLC和mMTC。
(1)eMBB(Enhance Mobile Broadband)增強型移動寬頻。
這種場景是現在人們使用的移動寬頻(移動上網)的升級版,主要是服務於消費互聯網的需求。在這種場景下,強調的是網路速率。若速率達到10Gbps以上,就是服務於eMBB場景的。
(2)uRLLC(Ultra Reliable & Low Latency Communication)低時延、高可靠通信。
uRLLC主要是服務於物聯網場景的。例如車聯網、無人機、工業互聯網等。在這類場景下,對網路的時延有很高的需求。同時,這類場景對網路可靠性的要求也很高,不像手機上網,如果網路不穩定,最多引起用戶的不滿。
(3)mMTC(Massive Machine Type Communication)海量物聯網通信。
mMTC是典型的物聯網場景。例如智能井蓋、智能路燈、智能水表電表等,在單位面積內有大量的終端,需要網路能夠支持這些終端同時接入,指的就是mMTC場景。
接下來,我們就來看看在這三大場景下,都有哪些具體應用?
5G在車聯網中的應用
城市內部的交通擁堵解決方案就是獲取數據,再做數據分析,最後做數據運用。通過對這些行駛數據的進一步分析和學習,掌握車輛流向規律,對交通信號燈等進行控制,動態調整信號等待時間,提升交通路口的通行效率。
除了行駛問題緩解之外,還有停車問題,通過對停車場數據的採集,也可以及時對車流進行疏導。這些都是車聯網的發展方案。
在目前的物聯網技術中使用廣泛的技術包括LTE-V、NB-IoT、LoRa等,但還不足以支持車聯網。
5G技術則可以解決這些困擾:
1. 5G網路可提升車聯網數據採集的及時性。5G網路具有超低時延的優勢,再感知能力的增強,可以保障人、車、路實時信息溝通,避免行車過程中人車碰撞和車車碰撞,在行車過程中可以實時採集路況,避免堵車,消除人為駕駛的諸多風險。
2. 當公路被5G完整覆蓋,動態採集車輛行駛速度信息,下達行駛指令,同時,及時採集天氣信息、路況異常信息(例如動物闖入、貨物掉落、落石滾入),並傳遞給車輛,進行規避。
3. 解決城市內擁堵的重點在於部署5G的通信能力,攝像頭視頻數據採集,數據分析AI(人工智慧),5G大帶寬,海量數據連接,滿足數據傳輸的需求。
5G在聯網無人機中的應用
業界將5G和無人機看作是最好的「搭檔」。在沒有遇見5G之前,無人機還只是以個人 娛樂 應用為主,還經常飽受安全詬病。而5G的無處不在聯網、更高的速率、更低的時延使得無人機的應用范圍不斷拓展。
其中,5G物流無人機便被認為是一種非常有前景的5G用例。亞馬遜、谷歌等公司曾在測試無人機送貨的服務。伴隨著5G商用的到來,5G物流無人機應用將迅速推廣開來。
5G無人機的優勢有哪些:
1. 在無人機物流領域,進一步提升快遞速度和可靠性。目前,杭州市計劃建立覆蓋杭州的5G無人機城域網路,為智慧物流提供基於網聯無人機E2E解決方案。
2. 此外,5G技術將增強無人機運營企業的產品和服務,以最小的延遲傳輸大量的數據。
5G在智能電網中的應用
建設智能電網已經是大勢所趨。但是,通過傳統專網建設智能配電網,存在成本高、靈活性低的問題;而利用傳統電信公網又存在業務隔離性差,安全保障和通信時延很難滿足業務的要求。
5G技術則可以滿足這些要求:
1. 用5G網路切片來承載電網業務是一種新的嘗試,將運營商的網路資源以相互隔離的邏輯網路切片,按需提供給電網公司使用,滿足電網不同業務對通信網路能力的差異化需求。
2. 兼顧高性能、高可靠、隔離和低成本,成為智能配電網的有效解決方案。
現在已有越來越多的企業推出基於5G網路切片的智能電網應用方案,包括華為、愛立信等。
5G在智能工廠中的應用
智能工廠已成為5G的典型應用。在目前的一些智能工廠中,使用機器人替代工人,雖然可以降低成本,提升效率,但對企業來說,並沒有解決核心問題。在未來決定企業整體效率的,不是機器人的製造能力,而是對整個製造、運輸、存儲、銷售環節的控制能力。
5G將會為智慧工廠帶來新的變革:
1. 5G網路會助推AI技術發展,工業機器人隨之進步。
2. 5G網路低時延、大連接、高速率的特點可以滿足工業製造過程中能夠對精度和強度的要求,人對機器人的操控會更加靈敏,使工廠實現自動化。
3. 對生產數據的採集、傳輸將更及時,從而更快地掌握生產信息,進行分析,作出相應計劃。
5G在高清視頻及直播中的應用
5G會在普通消費者領域造獨角獸企業可能就是集中在視頻領域,而且很可能是視頻社交領域。
5G顯現出的優勢:
1. 5G的超大帶寬為用戶帶來極致的試聽體驗。
2. 在直播性質的視頻傳輸方面,5G的低延時、穩定性,降低用戶觀看困擾。
在2019年央視春晚主會場與深圳分會場進行了5G 4K超高清視頻直播,畫面流暢、清晰、穩定。在2022年北京- 張家口冬奧會中,也將充分利用5G開展重大活動、重要 體育 賽事直播。
5G在智慧醫療中的應用
5G在智慧醫療中的體現是多方面的,這里我們列舉兩個典型場景:
1. 在5G網路下,可提高移動查房、移動護理的效率,醫生可以隨時進行電子病歷的輸入、查詢和修改,也可隨時翻閱X光片等較大的醫療文件。
2. 隨著5G時代到來,基於5G穩定、低時延網路的遠程醫療,將對偏遠地區的醫療現狀產生變革,降低各地區醫療資源的差距。例如,心臟除顫每推遲1分鍾,存活率會降低7%~10%。5G提供的低時延(1ms),超高可靠性正好滿足了這方面需求。
目前,5G網路在美國遠程醫療中的應用已經初現端倪。以堪薩斯兒童醫院為例,該院47名兒科醫生中,已有26名通過網路,連接至堪薩斯城的兒童。
5G在智慧農業中的應用
根據聯合國糧食及農業組織的統計數據,為了養活日益增長的人口,全球農民在2050年將不得不產出多出70%的糧食。這聽起來像是一個幾乎不可能完成的任務,因為環境在不斷惡化。
有了5G,這些問題可以迎刃可解。
1. 利用5G高速網路以及多種感測器,可以隨時監控土壤的濕度、溫度、肥度等各種影響農作物產量的因素,並做出實時處理,從而提高農作物的產量。
2. 可以節約人力成本,減少體力勞動需求,提升農場運營效率。
5G在智慧家庭中的應用
智慧家居被提及多年,但一直遭遇落地難問題。5G能夠徹底改變智能家居終端的部署與服務方式,它將解決一些消費者投訴的主要問題。
1. 5G擁有海量的連接數,可滿足家庭中大量的智慧家居同時接入,解決了終端設置困難。
2. 通信容量大,不會擔心連接設備過多過於密集導致個體無法通訊的情況。
3. 設備5G網路有效解決了終端設置困難。
4. 解決了此前智能家居中設備不可靠,以及時延過高的問題,從而讓智慧家居真正照進現實。
❻ 5g核心網路切片包括三種模式
新型電力系統的構建中,提高電網數字化水平是數字經濟發展的必然趨勢。
也是構建新型電力系統、促進能源清潔低碳轉型的現實需要,其中能源是根本和主體,在能源互聯網的發展促進下,未來電力業務的發展,將呈現出大量終端接入、可靠性高、時延低、安全防護等級高等物聯網式業務特徵,而互聯網則是方法和手段,由於5G通信具備高帶寬、低時延、大連接的顯著特徵,且支持增強型移動寬頻(EnhanceMobileBroadband,eMBB)、海量連接(,mMTC)和超高可靠低時延(UltraReliable&LowLatencyCommunication,uRLLC)三大場景,
因此5G通信的特點與電力通信需求高度契合。
國家電網已明確將5G關鍵技術研究及試點應用納入新型電力系統建設的重點任務中,而實現的關鍵是5G切片技術。
❼ 小白讀後都知道了5G網路切片技術到底在切什麼
5G如今已活躍在人們的視野之中,正為我們未來的生活方式賦予無限可能。隨著這項新技術的出現,噴涌而出的新概念也讓人眼花繚亂,比如網路切片就是5G引入的重要新概念之一。有看到過一個非常有趣的說法:
可以發現,討論5G的地方總少不了網路切片技術的身影,網路切片技術到底切的是什麼才能對5G的產生這么大呢?那接著讓我們用吃麵包的例子嘗試著去理解這個似乎有些抽象的技術。
1.吃麵包既想分量合適,又想嘗試多種口味
大家都想吃麵包,那就買來一個大的原味麵包分著吃,但是這個普通的原味麵包並不能滿足每個人的口味。因為有人想吃果醬味的,有人想吃裹著火腿的麵包,還有人想吃芝士麵包,每個人口味都不一樣。好吧,那就誰想吃什麼味道就買什麼味道吧,一人一個專屬麵包不就好了?但這時問題同樣也出現了,如果一個人吃一整個麵包,太多了就吃不完,會造成極大浪費;而且萬一我果醬味火腿味麵包都想嘗試這可怎麼辦?所以買很多大麵包,對應進行分發不僅成本很高,而且並不能靈活地同時滿足多種並重的需求。那在這個時候看到切片這兩個字是不是就有一些啟發了呢?我們是不是 可以對一個大麵包進行切片,對每一片進行不同口味的搭配 ,既試一下果醬的,又不會錯過火腿口味的。
2.同樣,使用5G網路既不想造成資源浪費,又想適用於多種場景
這個例子放在5G之中,就更好理解網路切片對於5G的意義了。5G有三個典型的應用場景,分別是 增強型移動寬頻(eMBB)、海量機器通信(mMTC)和高可靠低時延通信(uRLLC) 。這三個場景對於網路的需求是不同的,如下面這個圖所示,像eMBB它更多關注於峰值數據速率、用戶體驗速率等指標,而像連接密度就沒有像mMTC那樣有著特別大的需求,像延遲時間也沒有像uRLLC那樣重要。
可以見得 每個不同的場景對於指標的需求側重是不用的有矛盾的,那使用單一的網路就很難同時滿足與支持 。這和吃麵包一樣,既然一個大麵包難以滿足,那首先想到的可能是多買幾種不同口味的麵包,對於5G來說的道理就是,既然單一網路不可,那就多建網路使得每個場景都有對應的網路針對性地滿足需求。但顯而易見的是,這樣無疑會帶來極高的成本,以及要是一個終端不單單只運用一個場景,也就是不單單只想吃一種口味的麵包,而是想多個場景同時滿足,那就必須要在每個網路裡面都分別進行注冊,這是非常麻煩以及效率也十分低下。
從上面這個圖可以看出來,5G做能夠作用的場景是相當豐富的。5G時代中,最終提供的設備也不僅是智能手機了,提供網路服務的載體設備也是多種多樣,比如車輛、平板等,那麼所適用的場景以及場景中所需要滿足的指標需求也是趨於多樣化。如自動駕駛,為了保障安全以及提供對面臨危險時的靈敏度,在駛向目的地的途中,是需要時刻嚴格降低時延以及提高網路通信的速率。而換一個場景,對於智慧城市的建設中一環,密密麻麻成千上萬的智能水表需要定期上報數據,顯然這個時候密布於城市的水表最需要的就是超大容量,而速度慢一點甚至有一點延時問題都不是很大。也就是說 服務所處於的場景是多樣化的,而如果為了每一個服務都要去建立一個專用的5G物理網路,這顯然就像是之前提到的那樣不僅實施難度大且成本高昂。 所以這時,網路切片技術就像吃麵包進行切片的方式對這個問題進行解決。
通過網路切片技術,將 一個獨立的物理網路切分成多個邏輯網路 ,每個邏輯網路根據不同的服務需求進行劃分,具備不同的功能與特點以此再去 相對應承載不同的應用場景 ,因為相互獨立,所以任何一個虛擬網路發生故障都不會去影響到其他虛擬網路。物理網路其實就是摸得著看得見的網路設備,比如網線、路由器、交換機等等聯系起來的PC網路就是物理網路。而在這個網路之中所使用的協議,或者網路結構這些都是依據邏輯網路來進行劃分的。對於5G來說,5G網路切片技術就是 針對不同的應用場景提供隔離的網路環境 ,不同的應用場景就可以根據自身的需求選擇像低延時、大連接等對應特點,從而定製相應的功能與特性。
網路切片是 可以共享物理網路的基礎設施 ,也允許共享同一基站設施的運營者為切片配置網路以及定義具體功能,並且可以根據運營者的策略靈 活且動態地創造以及撤銷切片 。這樣可以 靈活地管理網路資源,通過只提供必要的網路資源來滿足服務需求 ,從而可以提高資源的利用率,使成本效益大幅度地提升。
我們舉個例子,有一個運營商他是擁有5G網路的,他就可以把自己的這個5G網路出租給虛擬運營商。而這種虛擬的運營商所涉及的場景也是多種多樣的,有的專門運營車聯網,有的是做游戲的,運用網路切片,就可以使用自己的策略創建屬於自己的切片網路。當自己不再進行運營的時候,就可以進一步把資源釋放給其他人,這樣就可以不用搞純粹的物理網路,因為傳統物理網路就像已經修建好的混凝土房子,不用了就需要拆掉改建,這時整個網路就要作廢掉,這不僅難度大而且非常浪費 ,所以網路切片技術 使得資源能夠得到更高的利用率,與此同時降低成本支出 ,使得網路切片技術備受5G青睞。
這里我們所討論的網路切片都是端到端的網路切片,端在這里指的是終端以或者是應用伺服器,切片布於整個網路的鏈條上,也就意味著每一個環節都是要進行切片的。
那麼,端到端的網路切片是如何下手去切的呢?首先想要實現網路切片就必須做到虛擬化,也就是說NFV(網路功能虛擬化)是必不可少的先決條件。我們知道5G的網路切片就是結合每個邏輯網路之間包括結合終端設備、接入網、核心網、網路運營和維護管理系統,為不同的場景或者類型提供獨立、隔離的網路。那以核心網作為例子,虛擬化使得傳統網元設備中軟硬體進行解耦,這個時候的硬體經過伺服器進行統一的排布,軟體則是由不同的NF擔起責任,實現功能業
務的靈活組合。
那個時候我們對於 切片這個動作的邏輯就可以理解成為對信息資源的重新組合 ,這個重組的動作又是依託於服務等級協議為特定的通信服務類型選擇它所需要的資源。
知道了切片的准備思想,那實際操作從運營商的角度去看就是進行相應編排部署。編排部署聽起來十分的抽象,那我們用一個具體的比喻來形象化這個過程。
網路切片中的編排(對應MANO)我們可以把他當做一位優秀的樂隊指揮家,藉助NSMF/NSSMF(切片管理功能/子切片管理功能)兩位編曲者的靈感,利用對應NFVI(網路功能虛擬化基礎設施)中的資源作為演奏的樂器形成樂聲(也就是對應的VNF功能),將這些悅耳樂聲進行組織與編排,從而使音符進行碰撞變成美妙的演奏曲。
5G創造性地對我們的生活進行賦能,使得我們生活中多種多樣的場景都有發生變化的可能性。網路切片所發揮的作用顯然也不僅僅局限於eMBB、uRLLC、mMTC這三大類應用,只要有合適的應用場景,運營商們便可以在大麵包上進行切片,使得大麵包的口味也就是對應的應用豐富起來,提高整個網路的價值。隨著2020年這個5G規模化商用的年份已經離我們越來越近,5G這個大麵包藉助著網路切片技術以及其他種種的新技術究竟能夠為我們帶來多少種口味來刺激我們的味蕾,來刺激我們的想像力呢?真讓人拭目以待。
參考文獻:
http://www.sohu.com/a/259849280_609507
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