5G網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)三大挑戰(zhàn)待解，關(guān)鍵功能實戰(zhàn)中取得突破

12月24日技術(shù)評論（李明）5G肩負(fù)著使能千行百業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的重任，5G網(wǎng)絡(luò)之所以能夠支持眾多垂直行業(yè)應(yīng)用場景，網(wǎng)絡(luò)切片是其中之關(guān)鍵。

那么，在眾多賦能行業(yè)專網(wǎng)的技術(shù)中，網(wǎng)絡(luò)切片為何能脫穎而出成為重要技術(shù)選項？當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)還面臨哪些挑戰(zhàn)？業(yè)界在推動網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)創(chuàng)新方面有哪些進(jìn)展？

較理想的5G行業(yè)專網(wǎng)部署方式

行業(yè)專網(wǎng)，是5G賦能行業(yè)數(shù)字化的重要手段。由于ToB業(yè)務(wù)對連接的性能要求是多樣化的，有的對時延敏感，有的對速率敏感，有的對時延和速率都敏感。為了滿足這種差異化要求，從建網(wǎng)方式來看，5G行業(yè)專網(wǎng)有物理專網(wǎng)、混合專網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)切片三個選項。

物理專網(wǎng)是為ToB業(yè)務(wù)部署專用的端到端網(wǎng)絡(luò)，ToB專網(wǎng)和ToC大網(wǎng)完全隔離，所有無線資源、核心網(wǎng)資源都是ToB專用；混合專網(wǎng)是為ToB業(yè)務(wù)分配不同的載波，ToB和ToC業(yè)務(wù)在頻譜資源上進(jìn)行隔離，基站的硬件設(shè)備、傳輸、核心網(wǎng)等資源可以進(jìn)行共享；網(wǎng)絡(luò)切片是為ToB業(yè)務(wù)分配不同的切片，ToB和ToC業(yè)務(wù)共享頻譜、傳輸資源和核心網(wǎng)資源，但是在PRB級別上進(jìn)行隔離。

上述三種方式各有自己的適用場景。愛立信東北亞區(qū)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品線部門總監(jiān)吳日平在接受C114專訪時指出：“物理專網(wǎng)和混合專網(wǎng)不是5G特有的技術(shù)，4G也可以實現(xiàn)。物理專網(wǎng)和混合專網(wǎng)的優(yōu)勢是隔離度好，業(yè)務(wù)保障程度高，但是問題是部署周期長、部署成本高、維護(hù)困難，適合企業(yè)規(guī)模比較大、業(yè)務(wù)隔離度要求高的場景。”

“而網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)則是5G區(qū)別2G/3G/4G的主要功能之一。網(wǎng)絡(luò)切片提供了一種比較靈活的機(jī)制，使得運(yùn)營商可以充分利用公網(wǎng)資源來提供行業(yè)專網(wǎng)業(yè)務(wù)，運(yùn)營商可以快速配置切片，動態(tài)分配或回收網(wǎng)絡(luò)資源，為切片里的業(yè)務(wù)提供差異化的保障，具有快速部署、保障適中、成本較低等特點(diǎn)，能夠降低企業(yè)使用5G行業(yè)專網(wǎng)的門檻，特別是適合中小企業(yè)或是在業(yè)務(wù)探索階段。”吳日平表示，因此網(wǎng)絡(luò)切片是一種比較理想的5G行業(yè)專網(wǎng)部署方式，國內(nèi)運(yùn)營商也把網(wǎng)絡(luò)切片作為5G行業(yè)專網(wǎng)的主要推廣模式，應(yīng)該具有比較好的發(fā)展前景。

愛立信《5G商業(yè)潛能》報告預(yù)測，到2030年全球數(shù)字化經(jīng)濟(jì)市場市值約3.8萬億美金，而5G技術(shù)使能的經(jīng)濟(jì)收入約1.49萬億美金，其中運(yùn)營商能夠取得的市場價值約7000億美金。據(jù)IHS Markit報告預(yù)測：到2035年，5G將在全球創(chuàng)造12.3萬億美元經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出。其中，5G網(wǎng)絡(luò)切片被業(yè)界公認(rèn)為是運(yùn)營商進(jìn)入垂直行業(yè)市場、使能行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的巨大機(jī)會和重要抓手。

為5G發(fā)展帶來三大好處

從技術(shù)實現(xiàn)邏輯來看，作為5G SA新引入的技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)切片是利用虛擬化編排等技術(shù)，在邏輯上由5G SA網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)元和網(wǎng)絡(luò)資源組成，一起提供垂直行業(yè)所需的網(wǎng)絡(luò)能力。通過網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)，運(yùn)營商可以在一張物理網(wǎng)絡(luò)上劃分出多個邏輯網(wǎng)絡(luò)，每個邏輯網(wǎng)絡(luò)就是一個網(wǎng)絡(luò)切片。

網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)特點(diǎn)鮮明：不同的切片可以提供不同的網(wǎng)絡(luò)特性，例如速率、時延、可靠性等等；各個切片之間可以相互隔離，一個切片的過載不會影響其它切片的性能；可以設(shè)置切片的服務(wù)區(qū)域。

“網(wǎng)絡(luò)切片將用戶、業(yè)務(wù)、網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行關(guān)聯(lián)。”吳日平指出：通過網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)，運(yùn)營商可以在同一張5G網(wǎng)絡(luò)上為不同用戶提供差異化的服務(wù)保障，從而可以拓展5G的服務(wù)領(lǐng)域，豐富5G應(yīng)用，而不只是為移動互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)提供更高的速率，這對于5G網(wǎng)絡(luò)的變現(xiàn)以及5G的長遠(yuǎn)發(fā)展是至關(guān)重要的。具體來說，網(wǎng)絡(luò)切片將為5G發(fā)展帶來以下三大好處：

一是以較低的成本使能行業(yè)應(yīng)用，減低企業(yè)使用5G門檻。如果沒有網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)，運(yùn)營商需要為每個企業(yè)或者每類業(yè)務(wù)單獨(dú)部署一張網(wǎng)絡(luò)，這種模式的缺點(diǎn)是部署周期長、建設(shè)成本高、調(diào)整不靈活。而網(wǎng)絡(luò)切片可以基于已有的公網(wǎng)來建設(shè)虛擬專網(wǎng)，部署快、成本低、調(diào)整靈活，為5G進(jìn)入行業(yè)市場提供了一種新的選項。

二是促進(jìn)業(yè)務(wù)創(chuàng)新。網(wǎng)絡(luò)切片可以為不同業(yè)務(wù)提供差異化的保障，5G應(yīng)用提供商可以和運(yùn)營商配合，可為所有人群或特定客戶推出差異化的服務(wù)，使得5G業(yè)務(wù)更加豐富多彩。這樣，運(yùn)營商不僅能夠進(jìn)入更多ToB垂直行業(yè)，如果與游戲、視頻等應(yīng)用提供商合作、最終由應(yīng)用提供商向消費(fèi)者提供差異化服務(wù)，也帶來“先ToB再ToC”的2B2C商業(yè)模式創(chuàng)新。

三是增加運(yùn)營商收入。運(yùn)營商提供差異化的業(yè)務(wù)保障后，可以進(jìn)行差異化的收費(fèi)，對于重點(diǎn)保障的業(yè)務(wù)，除了正常的流量費(fèi)之外，可以按保障級別收取一定的增值服務(wù)費(fèi)，提高整體的ARPU。例如，運(yùn)營商部署的5G正在推動基于差異化“服務(wù)”的連接包套餐創(chuàng)新，包括游戲、音樂、體育、社交媒體、視頻會議、教育和辦公軟件等方面的差異化網(wǎng)絡(luò)連接服務(wù)。

初級階段亟待解決三大挑戰(zhàn)

雖然網(wǎng)絡(luò)切片具有非常好的發(fā)展前景，但3GPP在R15階段（2017年8月）才首次提出了網(wǎng)絡(luò)切片的概念。四年多時間，業(yè)界在網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)的創(chuàng)新和應(yīng)用方面進(jìn)行了深入研究和探索，但總體而言，由于網(wǎng)絡(luò)切片從R15才開始定義，發(fā)展時間還比較短，目前網(wǎng)絡(luò)切片還處于發(fā)展的初級階段。

吳日平認(rèn)為：當(dāng)前階段，網(wǎng)絡(luò)切片的普遍應(yīng)用還面臨期望匹配、標(biāo)準(zhǔn)完善、模式細(xì)化等挑戰(zhàn)。

挑戰(zhàn)1）期望匹配：業(yè)界對5G網(wǎng)絡(luò)切片的期望很高，但是目前網(wǎng)絡(luò)切片能提供的功能還比較有限，還需要時間來進(jìn)一步演進(jìn)和提升。

挑戰(zhàn)2）標(biāo)準(zhǔn)完善：切片的自動編排非常重要，但是3GPP對于切片的編排流程和接口沒有詳細(xì)定義，導(dǎo)致目前跨廠商、跨領(lǐng)域的端到端切片自動化編排還有較大難度。與此同時，切片SLA的定義以及SLA和網(wǎng)絡(luò)能力的映射還需要完善，3GPP后續(xù)的標(biāo)準(zhǔn)將持續(xù)對網(wǎng)絡(luò)切片的相關(guān)功能進(jìn)行完善。

挑戰(zhàn)3）商業(yè)模式的細(xì)節(jié)還需要確認(rèn)：網(wǎng)絡(luò)切片可以通過QoS調(diào)度、資源預(yù)留、載波隔離等方式來提供不同類型的SLA保障，但是各種保障機(jī)制的應(yīng)用場景還沒有標(biāo)準(zhǔn)化、模板化，ToB和ToC如何協(xié)同也還有待探索。目前市場上有一些試點(diǎn)，但是主要是在驗證技術(shù)的可行性，具體到如何標(biāo)準(zhǔn)化運(yùn)營，如何計費(fèi)等商業(yè)模式細(xì)節(jié)等都還在探索當(dāng)中。

實戰(zhàn)打磨：“單終端多切片業(yè)務(wù)并發(fā)”測試成果意義非凡

可見，處于初級階段的網(wǎng)絡(luò)切片發(fā)展任重道遠(yuǎn)。

如何解決期望匹配、標(biāo)準(zhǔn)完善、模式細(xì)化等挑戰(zhàn)，尤其是在大規(guī)模部署網(wǎng)絡(luò)切片業(yè)務(wù)之前，摸清網(wǎng)絡(luò)能力現(xiàn)狀、發(fā)現(xiàn)和解決問題、積累經(jīng)驗，同時通過網(wǎng)絡(luò)切片的試點(diǎn)測試，推動設(shè)備、終端等產(chǎn)業(yè)鏈成熟，實現(xiàn)共享網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)、用戶差異化能力，支撐運(yùn)營商2C/2B業(yè)務(wù)個性化需求，成為當(dāng)務(wù)之急。

為此，運(yùn)營商也在聯(lián)合業(yè)界合作伙伴，在實踐中尋找答案。例如，愛立信與IMT-2020(5G)推進(jìn)組、部分運(yùn)營商完成了URSP（UE Route Selection Policy，單終端多切片業(yè)務(wù)并發(fā)）的測試，包括基于安卓12最新發(fā)布的URSP功能的對接測試。

愛立信聯(lián)合IMT-2020(5G)推進(jìn)組完成了端到端切片管理的異廠商互通；愛立信配合中國移動完成了端到端網(wǎng)絡(luò)切片異廠家橫向拉通的現(xiàn)網(wǎng)測試；在中國移動、中國聯(lián)通、中國電信的現(xiàn)網(wǎng)上，基站上都普遍配置了至少兩個切片，一個是2C公共切片，一個是2B公共切片；最近，愛立信更是配合北京聯(lián)通基于網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)開通了5G頭等艙/商務(wù)艙業(yè)務(wù)。

尤其值得一提的是，近日山東聯(lián)通攜手愛立信、vivo在濰坊共同完成了基于5G SA商用網(wǎng)絡(luò)的切片無線特性測試。測試結(jié)果符合預(yù)期，在為中國聯(lián)通的切片技術(shù)部署提供寶貴經(jīng)驗的同時，也為未來5G行業(yè)應(yīng)用創(chuàng)新與落地奠定了堅實的技術(shù)基礎(chǔ)。

“此次測試的一大亮點(diǎn)是在商用網(wǎng)絡(luò)上，利用商用智能手機(jī)，實現(xiàn)了單終端多切片業(yè)務(wù)并發(fā)，也就是URSP功能，并且測試了單終端多切片業(yè)務(wù)并發(fā)時的接入特性和移動性特性，這是業(yè)界領(lǐng)先的。”吳日平表示：目前，在單個終端上支持多個切片業(yè)務(wù)并發(fā)（URSP）的功能在整個業(yè)界都還不太成熟，大多數(shù)商用5G終端僅支持靜態(tài)配置單切片，單終端只能使用一種切片，在多業(yè)務(wù)場景并發(fā)情況下，用戶無法靈活切換以真正享受到5G切片帶來的體驗升級。而智能手機(jī)URSP的實現(xiàn)，對于擴(kuò)展切片的使用場景具有非常重要的作用和意義：

首先，使ToC切片業(yè)務(wù)更加豐富。智能手機(jī)支持URSP后，ToC業(yè)務(wù)就不只限于缺省切片業(yè)務(wù)了，個人用戶可以通過訂購不同的網(wǎng)絡(luò)切片來分別保障在線游戲、網(wǎng)絡(luò)直播、網(wǎng)絡(luò)視頻等應(yīng)用的接入服務(wù)質(zhì)量。

其次，促進(jìn)2B2C切片業(yè)務(wù)的發(fā)展。對于在線游戲、金融等行業(yè)，非常注重重點(diǎn)客戶的業(yè)務(wù)體驗，如果智能手機(jī)支持URSP，這些行業(yè)的企業(yè)就可以向運(yùn)營商訂購不同的切片業(yè)務(wù)，提供給自己的高端客戶。例如在線游戲企業(yè)可以為VIP用戶訂購專線切片業(yè)務(wù)，提供有速率保障的接入服務(wù)。

再次，促進(jìn)企業(yè)切片業(yè)務(wù)的發(fā)展。如果智能手機(jī)不支持URSP，用戶需要使用不同的手機(jī)來使用個人業(yè)務(wù)和企業(yè)業(yè)務(wù)，非常不方便，不利于企業(yè)切片業(yè)務(wù)的發(fā)展。智能手機(jī)支持URSP后，URSP能夠根據(jù)應(yīng)用程序在不同的網(wǎng)絡(luò)切片之間自動切換，一個手機(jī)既能使用個人業(yè)務(wù)，又能使用企業(yè)業(yè)務(wù)，利于企業(yè)切片業(yè)務(wù)的普及。

需要特別指出的是，由于網(wǎng)絡(luò)切片涉及的范圍比較廣，完整的切片業(yè)務(wù)需要終端、無線、傳輸、核心網(wǎng)、網(wǎng)管的支持。因此，吳日平認(rèn)為：本次測試的成功得益于運(yùn)營商的協(xié)調(diào)，不同專業(yè)領(lǐng)域、不同廠商間的通力配合，體現(xiàn)了開放和合作的精神，這對于切片業(yè)務(wù)的成功以及5G網(wǎng)絡(luò)的進(jìn)一步演進(jìn)非常重要。

目前，愛立信能提供端到端的網(wǎng)絡(luò)切片解決方案，包括無線網(wǎng)、核心網(wǎng)、傳輸網(wǎng)、云基礎(chǔ)設(shè)施和OSS/BSS。例如在無線網(wǎng)側(cè)，為了支持網(wǎng)絡(luò)切片，愛立信推出了Ericsson 5G RAN slicing整體解決方案，包括QoS framework，RAN slicing framework，Advanced RAN slicing，UE Group Framework等功能套件，可以提供基于QoS的差異化調(diào)度，基于切片的接入控制、移動性控制、RB資源預(yù)留，基于切片+5QI的差異化參數(shù)配置等功能，為實現(xiàn)切片的SLA提供多維度的保障手段，全面助力網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)的成熟和規(guī)模化商用。

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