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5G需要怎样的网络切片?
网络切片,大家应该都很熟悉了。
就是根据不同行业应用对网络带宽、时延、安全性、可靠性、地理覆盖范围等SLA需求,从端到端网络基础设施上按需 “切”出多个相互隔离的、安全的、SLA可保障的逻辑网络。
网络切片改变了过去“一刀切”和“尽力而为”的网络模式,通过专用、隔离和SLA可保障的“切片”为各行各业提供差异化服务,从而推动车联网、智能工厂、无人机等海量垂直行业应用,使能全社会数字化转型。
这与城市的交通道路有些相似,以前是没有实线隔离的,各种车辆互相抢道,交通拥挤不堪。现在根据不同的车辆、运营方式进行分流隔离,比如设置BRT快速公交通道,非机动车专用通道等,从而大幅提升了交通效率。
有了网络切片,网络从原来的“管道”转变为“融合行业服务的网络基础设施”,运营商的商业模式也将从原来向消费者“卖流量”扩展为向各行各业“卖网络能力”、“卖服务”,从而可实现网络价值最大化,增加收入来源。
无切片,不2B。毫无疑问,网络切片是5G最具创新的技术之一。
但面对庞大而复杂的网络基础设施,运营商该怎样“切片”呢?如何“下刀”?
像切面包一样吗?根据每个人不同的食量,一人切一片?
尽管这也很形象,这块面包就是网络、计算和存储等资源,切下来的“片”就是特定的通信服务所需的资源,但实际上,网络切片背后的过程没那么简单…
(网络切片服务流程)
如上图,网络切片服务流程大致分为以下几个步骤:
1)垂直行业提出通信服务需求
比如,电力公司要向运营商租用一张“切片”来为其无人机巡检业务提供网络服务。
2)切片管理平台将通信服务需求“翻译”为网络切片的具体SLA需求
SLA指无人机巡检具体需要多大带宽、多低的时延、多高的可靠性来支撑,有多少个无人机连接,巡检区域是什么地方等。
3)切片设计
确定SLA需求后,根据该需求对网络切片所需的网络功能组件、网络资源、连接拓扑等进行设计。由于网络切片设计很复杂,通常会先定义好各种网络切片的基础模板,再基于模板进行修改、优化。
4)切片实例化
就是切片上线、开通,指通过编排管理将网络切片所需的资源、网络功能、连接拓扑等部署在虚拟的网络基础设施之上,并激活上线,向垂直行业提供切片服务。
5)切片运维
就是指在网络切片运行阶段,对网络切片进行监控、调整等,以实时保障切片SLA。切片运维可开放给垂直行业租户,以便他们能实时了解和优化调整切片网络,以及二次开发运维功能等。
从以上流程不难看出,网络切片哪里像“切面包”,更像是“定做面包”。面包师傅接到客户的定制需求后,先得理解客户的需求,再根据需求将适当比例的面粉、水、酵母、黄油、鸡蛋、盐、糖等基础材料搅拌糅合,再发酵、整型、烤制。
这个过程是考验技术和经验的,原材料的比例得精准,而且还不能“慢工出细活”,客户已经很饿了,你得快速完成交给客户。
既然如此,那5G到底需要怎样的网络切片解决方案呢?
作为3GPP标准网络切片架构的主要贡献者,华为在2015年就已开始切片方面的研究,联合德电、中国移动等全球主流运营商进行了多个行业的应用试点,并在2018年发布了切片商城。基于在5G切片技术和应用方面的深厚积累,华为提供了业界唯一的全自动多维智能动态切片解决方案。下面就来看看这套解决方案有哪些特点?
切得更细
做面包的原材料是面粉、水、酵母、黄油等,那网络切片的“原材料”是什么呢?
以5G核心网为例。众所周知,NFV从传统专用设备中解耦出虚拟化网络功能(VNF),而5G核心网面向云原生设计,借鉴了“微服务”设计理念采用SBA架构,将VNF进一步分解为粒度更小、无状态、相对独立且可灵活调用的网络功能服务模块,从而可模块化“组装”网络功能,可根据业务需求灵活定制网络切片。
同时,5G核心网的控制面(CP)和用户面(UP)彻底分离,支持可灵活下沉的分布式UPF和边缘计算部署,使之更接近数据源,从而可通过端到端网络切片为智能制造、无人驾驶等行业应用提供低时延、高可靠网络服务。
这些就是网络切片的“原材料”。
网络切片就是基于网络云化和功能模块化,根据具体业务需求对网络功能组件、网络资源、连接拓扑等进行灵活设计和创建的。
在面包的制作中,从原材料选择、糅合到发酵、整型、烤制,每一步都要够细,才能既不浪费材料,也让客户满意。网络切片的设计和部署过程也相似,只不过由于移动网络的组成与面向的业务需求比面包要复杂得多,更考验细功。比如行业需求包括网络性能、服务功能等多个维度,一个网络切片是否能够满足多种维度的需求,决定于是否可以根据多维度要求实现有效资源的输出和配置。
而华为创新的多维智能算法,突破传统有限维度的资源计算限制,能够基于SLA精准计算,对网络负荷、拓扑等全局实时数据,通过在线模型优化等算法达成SLA动态验证、成本最优,输出网络资源模型,实现多维度网络需求到精准模型的转换。
同时华为对网络功能进行有效微服务拆解,网络资源可以基于更小颗粒的微服务灵活编排,效率更高,实时性更强。
切得更快
预计未来运营商将设计和维护数百个甚至数千个网络切片,若靠传统人工方式对不同行业的切片需求进行调研、设计,以及逐网元部署、拨测验收等,一个新业务上线要耗费数月时间,显然这是无法满足各行各业的差异化需求的。
因此,为了快速响应市场业务变化,自动化是网络切片的关键组成部分。
在这方面,华为全自动多维智能动态切片解决方案基于全自动可编程流水线引擎,可实现在线化调研和网络设计,以及一键式自动化部署。通过华为MAE-CN(MBB Automation Engine,移动网络自动操作引擎)构建在线化自动编排和部署,实现周级切片开通。
根据不同的商业场景和安全隔离要求,华为的全自动多维智能动态切片还可以构建多种切片模式,灵活组合满足差异化场景和商业模式诉求。专网隔离模式满足如电网差动保护这种对时延、抖动性有较高要求,有确定性SLA要求和高安全隔离诉求的网络。资源隔离模式满足隔离性要求较低的场景,如视频监控类、直播类等场景。这要求控制面实现切片级用户管理,转发面实现切片级带宽管理,根据不同隔离要求程度决定部分资源共享或全部资源共享。
切得更准
从网络切片架构看,横向可切出多个端到端的网络切片,纵向看每个端到端网络切片又分为无线接入网子切片、承载网子切片和核心网子切片,且一台终端可能会同时接入多个切片,可谓纵横交错,非常复杂。
面向行业多维度需求的切片在运行过程中,可能会由于复杂的网络条件的变化带来KPI指标变化,从而偏离切片本身的SLA要求,带来用户体验的偏差,甚至行业应用故障。要实现端到端SLA的实时保障,需要对网络多项指标实施分段监控,并能够进行预防性保障。
华为全自动多维智能动态切片使用轻量级监控方案,对切片用户数、吞吐、用户级带宽、时延等指标进行实时监控,并对时延进行端到端分段定界,实现切片级和用户级多维监控,SLA状态秒级精准感知。并通过端到端多维数据的采集,进行智能大数据分析和全网协同资源调度和优化,实现基于AI的SLA动态优化闭环,保障各行业差异化和确定性网络要求。
使用更便利
各行业对切片的使用普遍有自服务的需求,如制造工厂需要监控切片状态和关键KPI指标,以保证生产线的机器人都在线接受指令,并能够在规定的带宽、时延要求下工作,使生产过程顺利进行。对于新增接入切片网络的终端可以自主激活和签约管理。如果购买了多个切片,需要根据业务要求修改终端关联的切片。
华为全自动多维智能动态切片提供2B一站式运营平台,提供包含自运营、自运维的行业自服务关键能力。企业通过统一的运营平台,进行分权分域切片管理。为商品订购到业务开通过程提供一站式自运营,实现商品自定义、自订购、群组自管理。同时对已购切片提供用户数、带宽、时延等KPI监控,以及5G LAN管理、分流策略配置、APP管理、网络排障等关键运维服务。
简而言之,从华为全自动多维智能动态切片解决方案看,一个优秀的网络切片解决方案需具备以下能力:
切得更细
基于多维智能建模能力以及微服务粒度的按需编排,可实现精准建模。
切得更快
基于全自动可编程流水线引擎,实现在线化调研和网络设计,以及一键式自动化部署。
切得更准
基于轻量级方案实现切片级和用户级的KPI指标实时监控,分段定界,网络资源实时调整,保障切片SLA要求。
使用更便利
基于统一Portal,为行业用户提供切片级分权分域管理,实现线上运营、运维的开放、可视。

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