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何珂:5G网络切片技术,以用户为中心

观点黄海峰│文

如何以用户为中心,积极实践5G切片技术?大唐移动高级专家何珂建议,一方面,在运营商的主导下还需要产业界对相关问题积极推进;另一方面,基于物联网的垂直行业市场,运营商重点不在基础网络和IDC等基础设施,而应在创新应用。构建开放的生态环境,促进这一市场的发展,才能最终实现共赢。

5G是目前无线通信领域最受关注的话题,国内外运营商均在积极研究落地之策。除了Massive MIMO技术,5G切片技术也是研究重点。5G网络切片技术是5G落地的必由之路。5G网络不仅面向大众,还面向众多的垂直细分行业。运营商不可能为某一项业务建设单独的网络,所以需要5G网络可切换不同的状态,支撑不同的业务需求(包括速率、时延、连接数等)。

但是,5G网络如何实现“切”、从哪些角度“切”、“切”后如何保障网络性能等,是5G网络切片技术面临的挑战。对于这些问题,产业链各方均在努力解决中。

据了解,从推动TD-SCDMA核心技术和标准的研发,到促进TD-LTE产业化和商业化发展,再到引领5G,大唐移动始终与产业链上下游企业紧密合作,在系统、网络、仪表、终端芯片等各个环节积极贡献思想和成果。

在5G网络切片技术方面,大唐移动通过了工信部组织的5G第一阶段测试项目。目前大唐移动正在参加工信部5G第二阶段测试、运营商主导的5G网络测试以及后续5G网络试点建设,因而对5G切片研究颇深。就此,通信世界全媒体记者近期采访了大唐移动高级专家何珂。

5G切片满足不同场景业务需求

无论是3GPP还是国内的IMT-2020,其主要成员都少不了运营商和设备商的影子,而网络切片被认为是5G网络的关键技术之一,已被列入相应的规范。

2016年,工信部主导了5G第一阶段关键技术验证,其中对网络切片进行了测试验证。2017年,一些运营商也将对该技术展开进一步测试。

“目前运营商还没有开展5G切片技术的部署工作,但是与之相关的SDN/NFV、MANO等关键技术,已进行了试验和局部实践。”何珂介绍。

对于5G切片技术的理解,何珂表示,目前刚性的网络架构主要还是面向大众化的业务,未来随着创新业务的多样化、体验的极致化,5G业务按场景可分为增强移动宽带(eMBB)、海量机器类通信(mMTC)、低时延与高可靠通信(uRLLC)三大类。

如此一来,各类业务特性的差异将会凸显。运营商为达到良好的业务体验,需要相应的网络能力与之匹配,而5G则通过网络切片技术形成场景所需的逻辑网络,匹配不同业务的需要。

何珂介绍,从5G网络的逻辑架构来看,分为集中化的控制平面、扁平化的转发平面和支持多种接入技术的接入平面,并以控制功能为核心,以网络接入和转发功能为基础资源。

所以5G并不是僵化的一张网,而是将传统的网络基础平台进行了虚拟化,形成共享资源池,将网络功能进行了模块化,形成可灵活重构的组件。

5G切片技术基于应用场景的需求,通过统一的管理与编排对网络资源进行配置与调度,将网络功能重构和灵活部署,形成场景所需的虚拟网络(即网络切片),以满足应用场景的需要。

这就如同计算机系统中,操作系统会为各进程分配和调度相应计算资源、存储资源及外设来满足其需要一样。因此,5G网络较传统网络更加智能、灵活、柔性可塑,支持更多的业务类型。

商用落地面临多方面挑战

但是5G切片技术的落地并不容易。何珂介绍,如果把5G切片看作是基于特定场景需求构建的逻辑专网,那么它应该包括接入网、核心网和传输网,甚至包括业务链在内的端到端网络连接和业务功能服务。

要想有效地形成切片,运营商与产业链需要解决以下问题:网络资源的虚拟化,形成共享资源池;网络功能模块化,形成可供功能重构的组件;统一的管理与编排,对全网资源进行配置、调度,对网络功能进行灵活部署。

除了迎接技术方面的挑战,运营商还要进行相关的变革,如打通跨区域各类资源的管理壁垒等。

另外,有些场景的切片还需要考虑运营商之间的协同,例如uRLLC场景中的自动驾驶,涉及到不同车(终端)可能所属不同的运营商提供的网络切片,车车、车路之间的业务哪些需要在网络层面打通,哪些可以在业务层面打通,这些问题还需要研究。

如何切?以用户为中心

“有人说‘4G是大众的,而5G是垂直行业的’,虽说有些绝对,但从5G支持的增强移动宽带(eMBB)、海量机器类通信(mMTC)、低时延与高可靠(uRLLC)三大场景来看,也不无道理。”何珂说。

当面向大众用户时,往往会提炼用户个体的共性需求,并对应到网络的相关指标上,即便存在差异化的服务,也是通过不同优先级和QoS策略来进行支持。这是一种以网络为中心的服务理念。

但是当面向政企客户和垂直行业客户时,不仅是为“人”提供服务,还要为千差万别的“物”提供服务,不仅要考虑客户业务的特性,还要支持客户在网络管理、安全等方面的要求。

各种需求差异突显,需要以用户为中心,必须注意到差异化的特性,为客户“定制”端到端的贴身服务。所以,5G网络切片的切法,原则上应该以用户为中心来考虑这些因素。

单纯从业务的角度来看,如上所述分为eMBB、mMTC、uRLLC三大类切片,但现实情况是多元化、多角度的,因此需要叠加相应的因素(如功能、性能、安全、可靠性、业务体验、运维特征等)加以考虑并进行建模。

例如当面对政企客户时,从业务的角度来看,客户需要的是能够支持所需业务的“逻辑专网”(网络切片),同时还应考虑对该切片的管理和安全的因素,那么则要求该切片与其它政企客户的切片隔离(即便两者具有相同的业务场景需求)。

另外,客户也许还需要叠加NAT、防火墙、DPI等业务链,以及还要考虑企业内部的办公网络与生产网络的差异与分隔,这需要由不同的子切片支持。

这一切会对应到相应的网络连接服务、管理服务、业务功能服务等。所以,这里面涉及到不同政企客户之间的切片划分,还涉及到同一政企客户内部不同场景的子切片划分等因素。

“因此,我们认为还是应该以用户为中心考虑上述问题。虽然有一定的复杂度,但不至于凌乱。”何珂表示。

网络“拼接”与“切”同样重要,运营商需要重视“切”之后的编排。对此,何珂表示,站在需求方的角度,客户并不关心网络切片是如何构建的,只要满足场景需求即可。但是站在运营商的角度,希望以高效快捷、低成本的方式提供切片。所以,这是运营商更在意的问题。

要解决CORD、资源的虚拟化与池化、打通资源区域化管理的壁垒、统一的管理与编排等问题需要较长的时间,在没有彻底解决之前,可能还不能那么高效快捷地形成端到端的切片,也许需要将一段段的切片“拼接”成一个完整的切片。这是发展过程中需要面对的问题。

大唐移动积极实践5G切片技术

基于上述深入理解,大唐移动在5G切片领域取得了不错的研究进展。据悉,2016年,大唐移动参加了工信部主导的5G网络第一阶段关键技术测试验证,完成了包括控制与承载分离、网络功能重构、网络切片和移动边缘计算关键技术全部用例的测试。

目前大唐移动正参加工信部5G二阶段的测试,并且参加了运营商主导的5G网络测试以及后续的5G网络试点建设。

而就5G切片技术研究和商业落地,何珂为运营商提供了多个建议。他表示,一方面,CORD及网络平台的虚拟化、MANO标准化和开放化等基础工作,在运营商的主导下还需要产业界积极推进;另一方面,运营商目前的核心价值在于基础网络和IDC等基础设施,而基于物联网的垂直行业市场,其重点不在“网”而在创新应用。

“终端的接入费用很低,运营商的网络价值很难体现,虽然5G切片技术提高了对网络资源的复用度,降低了网络成本,但运营商更希望通过开源节流促增长,所以运营商需要考虑在后端,进一步提供平台服务并引入多样化的创新应用服务,通过服务创造更大的价值。”何珂说。

因此,何珂建议,运营商需要构建开放的生态环境,促进这一市场的发展,最终实现共赢。同时在此竞争环境中,运营商可能会直面系统集成商、解决方案提供商、OTT等挑战。如何处理好与他们的竞争、合作关系,也是运营商需要考虑的。