【移动通信】5GC：5G网络切片

Network Slicing

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这一篇博文默认您已经了解5GC 的架构与基本NF构造，如果对此块预备知识准备不充足，请移步该博文：??[5G 核心网络架构] 5GC: Architecture??。该博文对5GC的架构进行了详解，是本文的基本先修课程。

网络切片

传统网络： 一刀切的支持方法(EPC)

预期大量的网络部署用例，全部放置到一个整体网络内。

许多不同的订阅者类型有不同的，有时相互矛盾的需求，不同的应用程序用途。如eMBB要求高带宽通信，可是IoT网络中，如果是一个整体网络，意味着该网络内大多数数据都是控制信息，换言之整体服务质量很低，因此如果网络是一个整体网络，很多应用需求 冲突的。因此我们开始考虑网络分片，起初最简单的构思是从物理的角度上去将网络划分成几种，但是那种方式对于网络运营商而言开销与负担太大了。

?为定义的业务目的或客户服务的逻辑网络，由配置在一起的所有所需网络资源组成

?虚拟化和??SDN??(软件定义网络)等技术进步允许我们在公共和共享的基础设施层（一种计算机资源）上构建逻辑网络。NFV（虚拟网络函数），从软件层面上虚拟的构造出NF，对用户而言感受不到区别。

?需要创建的多个逻辑网络以提供不同需求冲突的服务

?此处的客户不是直接的终端用户，而是向运营商o(如企业、其他服务提供商或网络运营商本身)请求特定服务的商业实体

?由管理功能组织和管理

网络切片是服务于定义的业务目的或客户的逻辑网络，由配置在一起的所有所需网络资源组成。提供商内的完整网络服务的推动者所有访问类型资源可以是物理的或虚拟的，专用的或共享，不论独立/孤立都可以共享资源

访问资源： 无线网络资源

传输资源： 主要是用于与UPF建立连接的资源，主要是用于隧道的资源

云资源：数据存储资源

网络功能：各种需要的NF资源

网络管理：管理用资源

把以上资源用软件的方式构现出来并使用的过程，就是网络切片的本质。即网络切片本身是基于云计算的一种技术。虽然是从软件角度出发，但是本质上是因为物理设备的算力与配置越来越高，从而使这种软件构造大规模逻辑版图成为可能。

网络切片的概念假设虚拟化和自动化编排和管理，并且期望当它们一起使用时，它们提供:

?通过针对客户的调整和优化，获得更好的客户体验

?进入市场和进入客户的时间更短

?更简单的资源管理

?增加自动化

?灵活性和敏捷性

?通过分离关注点降低风险。

网络切片需求

根据服务类型的不同，例如，eMBB、URLLC、mMTC和客户的期望，网络切片可能需要满足不同的需求

?每个地理区域的交通容量要求

?计费需求

?覆盖面积要求

?隔离要求的程度

?端到端延迟需求

?流动性需求

?总体用户密度要求

?优先级要求

?服务可用性要求

?业务可靠性要求

?安全性要求

?UE速度要求

网络切片配置构想

上图是5GS中对需求的一些不同配置的猜想。

如对于低延迟场景，我们不需要用户做一些什么设置，但是要在基站、本地或中远距离的覆盖范围内更多的配置UPF从而增加网络中可以提供的总服务会话数量。对于工业物联网，需要在本地配置一些适用于5GS的基础设施，并在非较近的覆盖范围内配置较多的UPF，因为近处已经有基础设施了所以没必要增加这一块经济支出，其他范围内的UPF则提供对应的工业物联网需求。而对于高服务质量和海量IoT设备也是同理。总之基于其服务需求配置不同的基础设施，从而提供不同种类的网络分片。

如上图所示，灰色的纵向长方体是表示的各种区域的设置状况。其中Customer premise是指客户端，或者终端本地的配置，而Radio Sites是指基站的配置，其他三项则是对于近中远覆盖范围的配置。

网络切片：管理和编制

客户能够使用API来提供其需求，从这些API中客户可以获得网络切片如何执行的信息，并且能够修改其需求以适应客户的需求

?NSI(网络切片实例)的准备和生命周期管理如上图所示。

而具体动作过程，如下表所示

准备过程：

?网络切片“蓝图”或“模板”用于简化过程

?如果没有合适的网络切片模板，那么设计一个新的来满足客户的要求

?对于专用的网络切片，验证被简化

?更新包括上传所需信息

调试过程：

?创建NSI (Network Slice Instance)

?所有需要的资源被分配和配置，以满足网络切片的要求

操作过程：

?激活使NSI准备好支持通信服务

?监督和绩效报告包括，例如，根据KPI监测、保证和报告绩效

?NSI的修改可能包括，例如，容量或拓扑的改变

?失活包括使NSI不活动和停止通信服务的操作

停止运作过程：在停止运作阶段之后，NSI被终止，不再存在

S-NSSAI

一个特定的网络片由一个叫做S-NSSAI的参数标识，即切片的ID。

?S-NSSAI:单网络切片选择辅助信息，有8bits的SST和24bits的SD组成。SST是类型，即哪种应用场景，三大应用场景是前三项，如上图所示。

?SD部分:如企业内网，物联网等。主要用于区分不同的网络片实例5g网络切片，不同的网络可能有同种业务需求。

NSSF的唯一作用是支持基于为网络定义、设备请求和订阅中允许的SNSSAI值的组合选择网络片。如上图所示，有三个网络切片，NSSF会根据实际需求帮助用户或某个具体应用选择哪个切片

?NSSF:网络切片选择功能

（编辑：晋中站长网）

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