网络切片可能是5G的最好架构？

5G时代即将到来，基于移动网络的应用也越来越丰富，为满足众多应用的差异化需求，在5G技术的研究过程中，网络切片是讨论最多的技术。网络切片概念允许在每个网络切片中容易地配置和重用网络元件及功能以满足特定的应用要求，因此众多业界人士均认为网络切片是5G时代的理想网络架构。

网络切片技术可以让运营商在一个硬件基础设施中切分出多个虚拟的端到端网络，每个网络切片在设备、接入网、传输网以及核心网方面实现逻辑隔离，适配各种类型服务并满足用户的不同需求。

对每一个网络切片而言，网络带宽、服务质量、安全性等专属资源都可以得到充分保证。由于切片之间相互隔离，一个切片的错误或故障不会影响到其他切片的通信。网络切片技术的优势使其在5G网络中占有重要位置。

3GPP、NGMN、GSMA的网络切片标准进展在5G大框架下满足网络对不同业务灵活支持的需求，不同标准组织如3GPP、NGMN、GSMA均对网络切片展开了相关研究。

3GPP网络切片标准进展

从2015年开始，3GPP启动了5G相关的标准研究和制定工作，并计划在R14~R16 3个大版本中完成相关标准的制定，网络切片作为5G的重要技术，得到了3GPP的高度重视。SA1的场景研究、SA2的框架制定和SA5的网络管理均对网络切片制定了专门的课题。

SA1在TS22.261中把网络切片作为5G的基础能力进行了需求分析，认为网络切片可以为运营商提供定制化的网络，可以通过网络切片这种方式满足用户在优先级、计费、策略控制、安全、移动性等功能方面的差异化需求，以及在时延、可靠性、速率等性能方面的差异化的需求。

5G切片还可以服务于公共安全和MVNO等群组用户，使网络变得更为灵活。此外SA1工作组还要求后续制定的5G系统标准必须满足上述切片的要求。

SA2工作组在TR23.799下一代网络架构研究中提出了三大备选网络切片场景。

方案A：核心网的所有功能均切片，在一个核心网的切片实例中既包括用户面部分，也包括控制面部分。

方案B：核心网的控制面部分共享功能不切片，作为各切片的共享部分，用户面及不适合共享的控制面功能切片。

方案C：核心网控制面不切片而且功能共享，仅用户面切片。

经讨论决定，在R15之前仅考虑方案B(方案C做为方案B的特殊场景)的切片方案，即仅考虑用户面和控制面的部分功能切片，如图1所示。

图1 方案B的网络切片示意

此外，SA2工作组围绕切片的选择和实现等功能达成如下结论(详见TS23.501规范的5.15章)。

网络切片是包含接入网和核心网的逻辑网络，通过切片的形式提供相关的通信业务和网络能力。网络切片可以按照提供特性的不同来划分，在提供相同特性的前提下，也可以通过切片来实现用户分组。

终端通过提供网络切片选择辅助信息(NSSAI)来选择和组建切片相关的实例，每一条网络切片选择辅助信息对应一个网络切片，包含业务的类型及业务类型的差异因子。这个网络切片选择辅助信息可以是预配置的也可以是终端附着后从网络获取的。具备切片功能的网络可以依据终端提供的网络切片选择辅助信息来为终端选择切片。

用户可以通过一个无线网络同时接入多个核心网切片，这种场景下，所有这些切片由一个公共的接入和移动性管理模块(AMF)来管理。

每个PDU会话只能由一个网络切片管理。

由核心网而不是无线侧来选择为用户服务的核心网切片实例，用户被允许接入哪些网络切片要写入签约数据中。

用户的切片选择功能可以通过网络运营商提供网络切片选择策略(NSSP)来实现，这个策略包含切片选择相关的规则，协助用户完成切片的选择功能。

目前SA2工作组针对切片选择模块是联合已有模块(如AMF)部署还是单独部署，正在做进一步的讨论和研究，对网络切片的管理以及与传输的关联等问题也在做进一步的确认和研究。

在网络切片的管理方面，基于SA1/SA2/NGMN等标准组织对切片在管理和配置方面的需求，SA5工作组研究了对切片的管理和调度方法，以及跨多合作方、跨多域的切片管理，自动化地实现并管理不同切片之间资源的隔离。

为迎合更灵活的切片网络，SA5已经明确SON也将在5G中发挥重要的作用。目前针对网络切片调度和管理的研究报告TR28.801即将完成。

NGMN网络切片标准进展

NGMN在5G白皮书里介绍了网络切片的概念，认为该技术可以基于业务的需求来灵活地选择用户面、控制面以及无线侧的模块和资源，可以优化网络资源分配，实现最大成本效率，满足多元5G新业务的需求。

如图2所示，将网络切片定义为包含业务实例层、网络切片实例层和资源层的综合概念。