5G网络切片技术_什么让我读懂了什么

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据说人类进入现代，最先被工业化的几种技术之一就是做面包。1921年，人类首次发明了面包切片机，随后切片面包开始流行起来。
近100年后的今天，继切片面包之后，人类又将面临一件切片技术上的大事——网络切片。与人类走进工业化一样，网络切片也将是人类信息化史上的一次跨越式迈步。

何为网络切片？
我们经常把网络比喻为交通，车辆是用户，道路是网络。随着车辆的增多，城市道路变得拥堵不堪。
为了缓解交通拥堵，交通部门不得不根据不同的车辆、运营方式进行分流管理，比如设置BRT快速公交通道，非机动车专用通道等。
网络亦是如此，要实现从人-人连接到万物连接，连接数量成倍上升，网络必将越来越拥堵，越来越复杂，我们就得像交通管理一样，对网络实行分流管理——网络切片。
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相信网络切片对于很多朋友来说都是一个陌生的词汇，它是5G应用的热门技术，能够更好的利用5G网络。5G网络的一个重要特点，就是速度快。不过相信大家都遇到过这样的场景，4G网络的速度虽没有5G那么快，但满足刷剧、直播已经足够了。不过在一些特殊环境下，比如演唱会、体育赛事、大型展会现场，一旦聚集的人数较多，4G网络就会变得非常慢，运营商也会在现场提供移动基站解决这样的问题。

出现这种情况的原因是，假设一个基站相当于一个路由器，而附近的用户全部连接到该基站上。基站所提供的带宽是有上限的，一旦连接的人数过多，就如同太多的用户连接同一个路由器一样，速度会变得特别慢，也就是大家常说的“抢网速”。网络切片技术就可以解决这个问题。
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网络切片，就是把5G网络分成“很多片”，每一片满足不同用户需求。目前4G并没有对用户需求进行细分，只要你购买了套餐，无论是何需求，网络能力已经固定了。事实上不同用户对于网络的需求是不同的，比如直播用户对上传要求更高，游戏用户则要求延迟低。网络切片技术则可以针对性的为不同用户提供不同的网络能力，从而满足不同业务场景对于网络的需求。

为了进一步了解5G网络切片，我们先将5G网络的应用场景划分为三类：移动宽带、海量物联网(Massive IoT)和任务关键性物联网(Mission-critical IoT)。

如上表所示，5G网络的三类应用场景的服务需求是不一样的：
1)移动宽带
5G时代将面向4K/8K超高清视频、全息技术、增强现实/虚拟现实等应用，移动宽带的主要需求是更高的数据容量。

2)海量物联网
海量传感器部署于测量、建筑、农业、物流、智慧城市、家庭等领域，这些传感器设备是非常密集的，大部分是静止的。

3)任务关键性物联网
任务关键性物联网主要应用于无人驾驶、自动工厂、智能电网等领域，主要需求是超低时延和高可靠性。

5G时代，不同领域的不同设备大量接入网络，网络将面向三类应用场景：移动宽带、海量物联网和任务关键性物联网。

如何网络切片呢?我们并不需要为每一类应用场景构建一个网络，我们要做的是，将一个物理网络分成多个虚拟的逻辑网络，每一个虚拟网络对应不同的应用场景，这就叫网络切片。

如何实现网络切片？
为了实现网络切片，网络功能虚拟化(NFV，Network Function Virtualization)是先决条件。本质上讲，所谓NFV，就是将网络中的专用设备的软硬件功能(比如核心网中的MME, S/P-GW和PCRF，无线接入网中的数字单元DU等)转移到虚拟主机(VMs，Virtual Machines)上。这些虚拟主机是基于行业标准的商用服务器，它们是COTS商用现成产品，低成本且安装简便。简单的说，就是用基于行业标准的服务器、存储和网络设备，来取代网络中的专用的网元设备。
网络经过功能虚拟化后，无线接入网部分叫边缘云(Edge Cloud)，而核心网部分叫核心云(Core Cloud)。边缘云中的VMs和核心云中的VMs，通过SDN(软件定义网络)互联互通。

这样，网络采用NFV和SDN后，执行切片就非常容易了，像切面包一样水平将网络“切”成多个虚拟子网络(片)就可以了。

如上图所示，针对不同的应用场景，网络被“切”成4“片”：
高清视频切片：
原来网络中数字单元(DU)和部分核心网功能被虚拟化后，加上存储服务器，统一放入边缘云。而部分被虚拟化的核心网功能放入核心云。
手机切片：
原网络无线接入部分的数字单元(DU)被虚拟化后，放入边缘云。而原网络的核心网功能，包括IMS，被虚拟化后放入核心云。
海量物联网切片：
由于大部分传感器都是静止不动的，并不需要移动性管理，在这一切片里，核心云的任务相对轻松简单。
任务关键性物联网切片：
由于对时延要求很高，为了最小化端到端时延，原网络的核心网功能和相关服务器均下沉到边缘云。

当然，网络切片技术并不仅限于这几类切片，它是灵活的，运营商可以随心所欲的根据应用场景定制自己的虚拟网络。