5G网络切片技术的分级原则和架构详解.docx

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1、5G网络切片技术、分级标准及架构一、5G网络切片介绍1、网络切片概述网络切片是指为服务某个行业或某种应用场景，从网络中选取特定特征和功效，定制出一个逻辑上独立虚拟专用网络。一个虚拟专用网络就是一个切片，不一样切片之间相互隔离。也就是说，在同一个物理网络上切分出多个功效、特征各不相同逻辑网络，同时支持多个业务场景，相当于为每一个场景专门搭建一个网络。每个5G端到端网络切片都能够提供一套完整网络功效，包含接入网功效和关键网功效。网络切片技术使得网络运行商能够在统一基础设施上为多个行业用户提供满足其定制化需求多个专用虚拟网络，经典网络切片架构如图1所表示。网络切片具备特点：一是可依照业务需求对网络功

2、效进行定制裁剪和灵活组网，从而优化业务流程和数据路由；二是切片生命周期结束之后能够将资源释放给其余虚拟网络，实现网络资源动态分配和灵活调整，提升网络资源利用率；三是能够隔离不一样业务场景所需网络资源，提供网络资源保障，从而增强整体网络健壮性和可靠性；四是可提供差异化、端到端安全机制，满足各应用场景不一样安全需求；同时，良好切片间隔离还能够保障任何一个切片发生故障都不会影响到其余切片，增强网络安全性。网络切片架构示意图网络切片架构示意图传统网络通常是一个架构满足全部业务需求，而5G时代，利用网络切片技术，能够做到为每种有特定需求业务量身定做专用虚拟网络（切片），其中特定需求包含功效需求（如优先级

3、、计费、策略控制、安全、移动性等）、性能需求（如时延、移动性、可靠性、速率等）、服务对象（如全部用户、漫游用户、虚拟运行商等等。所以，网络切片技术将从根本上改变传统移动通信网络架构、网络规划及布署模式，同时也给运行商开拓商业模式带来新契机，如给垂直行业提供网络切片服务，使其可在给定权限范围内控制运行商网络切片，实现定制化服务。2、网络切片实现方案一个UE（用户设备）经过5G接入网能够同时连接到一个或多个网络切片（最多8个）。服务于UEAMF（接入管理功效）在逻辑上属于为UE服务每个网络切片，即该AMF对于服务于UE网络切片来说属于共享网络功效。同时，因为切片隔离，AMF可能只为部分切片服务，所

4、以终端发起注册请求时，接入网需要先进行初始AMF选择，然后AMF深入进行切片选择，一些场景下可能会触发AMF重选流程来适配终端希望连接切片。注册完成后，AMF会通知UE其能够接入切片信息。当AMF接收到来自UEPDU会话建立请求消息时，该AMF会深入发起网络切片中SMF发觉和选择过程。二、分级标准及架构智研咨询公布-2026年中国5G网络建设行业发展模式及投资价值研究汇报数据显示：不一样于传统4G网络“一条管道、尽力而为”形式，5G网络切片意在基于统一基础设施和统一网络提供多个端到端逻辑“专用网络”，最优适配行业用户各种业务需求。从性能指标、功效差异、对网络需求、运维模式等方面分析后，能够将用

5、户对5G需求归纳为2大类：1.公众网用户需求：全方面继承4G时为个人提供业务,确保一致甚至愈加好用户体验。2.行业网用户需求：D普通行业需求：面向普通行业用户，存在一定隔离、业务质量保障需求，在连接管理等方面有定制化差异。2）特需行业需求：面向电网、党政军等具备高度隔离、或者高业务质量保障等特殊需求用户，安全等级要求极高。5G公众网与行业网现有共享，又有区隔。公众网与行业网共享关键网硬件资源池、传输资源、无线资源，充分发挥网络规模效应；另外，公众网与行业网用户层面能够分别采取物联网码号和公众网码号进行隔离，又可独立网元、独立资源、独立基站等，提供多样灵活架构和配置方式。行业网和公众网组网方式行

6、业网和公众网组网方式总之，为应对上述两大类5G网络切片需求，综合考虑隔离性以及布署运行要求，5G网络切片分为公众网切片、行业网切片两个相对独立网络。本文针对性推出不一样能力多等级切片处理5G用户差异化需求。依照网络现有能力，在不一样切片等级内组合无线、传输、关键网和安全及运行等能力，匹配网络最有可能布署策略，总共形成5种切片能力等级满足5G三大类需求。网络切片分级说明网络切片分级说明网络切片分级网络切片分级切片等级网络类型等级划分定义资源定制业务体验资源隔离安全运行运维定制化服务1O公众网普通基于5G公众网基础设施构建，无特殊需求完全共享基本安全无默认11VIP基于5G公众网基础设施构建，叠加

7、定制化需求完全共享（或部分独占）eMBB增强安全无定制化12行业普通基于5G行业网基础完全共享（或部分独占）忆务可定制网设施构建，提供增值服务特征安全视化13特需基于5G行业网基础设施构建，提供部分资源独占及高级服务部分独占业务特征高阶安全可管定制化14VIP基于5G行业专网设施构建，提供全部资源独占能力及可靠性服务。完全独立全方面高阶安全可管定制化1、切片等级：一共五个切片等级：10-142、网络类型：一共两种网络类型：公众网，行业网3、等级划分：公众网有两种等级：普通、VIP；行业网有三种等级：普通、V1P和特需4、切片分级定义：为每一个切片等级进行详细定义。5、资源定制：一共三种选项：完

8、全共享、部分独占和完全独立。建设早期会将公众网和行业网区分开，具备天6、业务体验：1）安全：一共五种选项：基本安全、eMBB增强安全、业务特征安全、业务特征高阶安全和全方面高阶安全，依照不一样切片等级及网络类型配套不一样安全能力。2）运行运维：一共三种选项：无运行运维，行业可视和行业可管，详细分类说明详见3.3章。3）定制化服务：除公众网普通用户无特殊需求外，从11-14均需要不一样质量保障能力，需依照不一样场景按需求提供。除上述几大网络基础能力（网络资源、隔离性、运行运维、安全和S1A）外，不一样垂直行业还会有各自定制化需求，需要网络切片提供定制化能力，如支持NonTP传输、支持时钟同时、支

9、持设备高处理速度等，都能够在上述每种能力等级基础上额外叠加。当前切片分级白皮书主要针对eMBB和低时延切片，后续uR11C及mMTC场景依照标准完善情况和现网成熟度再进行等级优化。三、分级方案我们已经将5G网络切片依照三种类型需求分为10-14五种能力等级，主要经过四个维度：网络资源隔离性、运行运维、安全和定制化服务来区分每种能力等级。本章将基于上述维度，从各个域分析，给出五种分级能力详细方案。1、5G网络切片隔离能力1）无线切片隔离方案无线侧当前能提供4组组合能力，依照切片等级划分标准进行映射。以下是无线侧组合划分及映射标准：无线切片隔离方案主要实现网络切片在NRRAN部分资源隔离和保障。依

10、照业务时延，可靠性，和隔离要求，能够分为切片级QoS保隙、空口动态预留、静态预留。结合不一样业务场景不一样需求，这里给出经典无线侧切片分级提议，以及每级隔离度可对应经典行业和业务场景划分以下表。5G无线网络切片分级提议络切义切片等级映射无线切片理t口应用业1O1112组合1:RB资源共享，QoS区分切片按QoS优先俣瘴公众网、通用行业：企业宽HT13/14（按ISOt）组合2:RB资源部分预留，动态共享切片RB资源会共享对业务要求T基叱俣障，如电网智能巡检泡摩，媒组合3:资源独享切片RB资源部态预留对业分离觑求高，如电网配电自动化业尧、政府、公安专网组合4:载频独享切片在行业尊享专网载频独立基

11、上使用切片适合矿区、工生产类业务及对安全要求极高部门（如财SP门）在无线空口保障中，绝大部分都是经过差异化QoS优先级方式进行业务保障，以提升频谱这类稀缺资源使用效率，但伴随5G逐步渗透到各行各业生产和管理步骤，就需要无线侧提供不一样等级保障；（一）无线空口资源调度可能方式包含QoS（5QI）优先级、RB资源预留和载波隔离。1、基于QoS调度：能够确保在资源有限情况下，不一样业务“按需定制”，为业务提供差异化服务质量网络服务，包含业务调度权重、接纳门限、队列管理门限等，在资源抢占时，高优先级业务能够优先调度空口资源，在资源拥塞时，高优先级业务也可能受影响；2、RB资源预留：允许多个切片共用同一

12、个小区RB资源。依照各切片资源需求，为特定切片预留分配一定量RB资源。RB预留分为静态预留和动态共享。3、载波隔离：不一样切片使用不一样载波小区，每个切片仅使用本小区空口资源，切片间严格区分确保各自资源。2）传输切片隔离方案RAN与CN之间移动传输网络依照对切片安全和可靠性不一样诉求，分为硬隔离和软隔离，依照业务要求隔离度、时延和可靠性不一样需求，传输承载技术包含：F1exE/MTN接口隔离、MTN交叉隔离和VPN+Qos隔离不一样技术。（一）硬隔离（HardIso1ation）技术1、FIeXE接口隔离：F1eXE/MTN接口是基于时隙调度将一个物理以太网端口划分为多个以太网弹性硬管道，在网

13、络接口层面基于时隙进行业务接入，在设备层面基于以太网进行统计复用。2、MTN交叉隔离：基于以太网64/66B码块交叉技术，在接口及设备内部实现TDM（时分复用）时隙隔离，从而实现极低转发时延和隔离效果。单跳设备转发时延最低50us,较传统分组交换设备较大提升。F1exE/MTN接口隔离技术能够组合MTN交叉隔离技术或分组转发技术进行报文传输，每个F1exE/MTN接口Qos调度是隔离。（二）软隔离（SoftIso1ation）技术VPN+Qos隔离：VPN实现多个业务在一个物理基础网络上相互隔离。VPN+Qos软隔离不能实现硬件、时隙层面隔离，无法达成物理隔离效果。传输侧当前能提供4组通道能力

14、，依照切片等级划分标准进行映射。以下是传输侧通道划分及映射：5G传输网络切片分级提议5G传输网络切片分级提议切片传输切片类型传输业务应用行业等级映射11VPN共享+Qos调度5G2C个人流量套餐业务上网，OTT视频1OVPN共享+F1exEMTN接口隔离（隧道隔离）5G2C个人游戏,C1oudVR流量套餐业务，移动接入区域不固定行业应用云游戏，家庭C1oudVR,行业应用：移动救护，无人机，移动监控等12VPN隔离+F1exEMTN接口隔离（隧道隔离）固定接入区域5G2B垂直行业生产类业务电网，制造，医疗，矿山，港口，车联网13VPN隔离+F1exEMTN接口隔离（隧道隔离）或者端到端MTN通

15、道（MTN接口+MTN交叉,E2E物理隔离）固定接入区域5G2B垂直行业生活类业务政企专线，抄表采集类，视频监控，媒体直播14端到端MTN通道（MTN接口+MTN交叉,E2E物理隔离）固定2B白金专线业务（一跳直达）政府/党政军/金融/证券专线，电网1VPN共享+Qos调度:组合VPN共享+Qos调度技术,转发基于IP包转发，流量参加QOS调度；2、VPN共享+F1exEMTN接口隔离：组合F1exE/MTN接口+Qos调度，业务接入基于时隙隔离，转发基于IP包转发，VPN共享，流量参加Qos调度，较传统分组交换设备隔离效果提升，但弱于MTN通道转发；3、VPN隔离+F1exEMTN接口隔离：组合F1exE/MTN接口隔离+Qos调度，业务接入基于时隙隔离，转发基于IP包转发，VPN隔离，流量参加Q。S调度，较传统分组交换设备隔离效果提升，但弱于MTN通道转发；4、端到端MTN通道：组合MTN接口和MTN交叉隔离技术，业务接入基于时隙隔离，转发基于MTN交叉技术，业务为物