5G網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)NetworkSlicing概述

5G網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)NetworkSlicing概述匯報(bào)人：AA2024-01-19引言5G網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)基本原理5G網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)應(yīng)用場景5G網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)實(shí)現(xiàn)方案5G網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)挑戰(zhàn)與問題5G網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)未來發(fā)展趨勢01引言隨著5G技術(shù)的快速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)作為5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，逐漸受到業(yè)界關(guān)注。網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)旨在將物理網(wǎng)絡(luò)資源劃分為多個(gè)邏輯上獨(dú)立的虛擬網(wǎng)絡(luò)，以滿足不同應(yīng)用場景的多樣化需求。5G網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)背景5G網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)對于提升網(wǎng)絡(luò)靈活性、降低運(yùn)營成本、提高資源利用率具有重要意義。通過創(chuàng)建獨(dú)立的虛擬網(wǎng)絡(luò)切片，運(yùn)營商可以針對不同行業(yè)和應(yīng)用場景提供定制化的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，從而滿足用戶多樣化的業(yè)務(wù)需求。5G網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)意義5G網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)背景與意義目前，國內(nèi)外眾多研究機(jī)構(gòu)和通信企業(yè)都在積極開展5G網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)的研究與實(shí)驗(yàn)。在標(biāo)準(zhǔn)制定方面，3GPP等國際標(biāo)準(zhǔn)化組織已經(jīng)制定了相關(guān)的技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。在實(shí)踐應(yīng)用方面，一些先進(jìn)運(yùn)營商已經(jīng)開展了網(wǎng)絡(luò)切片的試點(diǎn)項(xiàng)目，探索其在垂直行業(yè)中的應(yīng)用。國內(nèi)外研究現(xiàn)狀隨著5G技術(shù)的不斷演進(jìn)和垂直行業(yè)應(yīng)用的深入拓展，5G網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)將呈現(xiàn)以下發(fā)展趨勢：一是網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)的智能化和自動(dòng)化水平將不斷提升；二是跨域、跨運(yùn)營商的網(wǎng)絡(luò)切片協(xié)同將成為研究熱點(diǎn)；三是基于網(wǎng)絡(luò)切片的業(yè)務(wù)創(chuàng)新將不斷涌現(xiàn)。發(fā)展趨勢國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢025G網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)基本原理網(wǎng)絡(luò)切片是一種將物理網(wǎng)絡(luò)資源劃分為多個(gè)邏輯上獨(dú)立的虛擬網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)，每個(gè)虛擬網(wǎng)絡(luò)可以根據(jù)業(yè)務(wù)需求進(jìn)行定制和優(yōu)化。網(wǎng)絡(luò)切片具有隔離性、靈活性、可定制性和可編程性等特點(diǎn)，能夠滿足不同業(yè)務(wù)場景下的多樣化需求。網(wǎng)絡(luò)切片概念及特點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)切片特點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)切片定義5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)包括接入網(wǎng)、承載網(wǎng)和核心網(wǎng)三個(gè)主要部分，其中核心網(wǎng)采用服務(wù)化架構(gòu)，支持網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)的實(shí)現(xiàn)。切片技術(shù)與5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)關(guān)系5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的服務(wù)化特性為網(wǎng)絡(luò)切片提供了基礎(chǔ)，使得切片技術(shù)能夠在5G網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)資源的高效利用和業(yè)務(wù)需求的靈活滿足。5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)與切片技術(shù)關(guān)系根據(jù)業(yè)務(wù)需求，定義切片的網(wǎng)絡(luò)功能、性能指標(biāo)和資源需求等參數(shù)，并通過網(wǎng)絡(luò)編排器進(jìn)行資源的分配和配置。切片創(chuàng)建在切片創(chuàng)建后，對其進(jìn)行監(jiān)控和管理，確保切片的正常運(yùn)行和業(yè)務(wù)需求的滿足。切片運(yùn)行根據(jù)業(yè)務(wù)變化或網(wǎng)絡(luò)資源狀況，對切片進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化，包括資源的重新分配、網(wǎng)絡(luò)功能的調(diào)整等。切片調(diào)整在業(yè)務(wù)需求結(jié)束或資源釋放時(shí)，對切片進(jìn)行刪除操作，釋放占用的網(wǎng)絡(luò)資源。切片刪除切片生命周期管理035G網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)應(yīng)用場景1235G網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)可為eMBB場景提供高帶寬、低時(shí)延的切片，滿足用戶對于高速數(shù)據(jù)傳輸、高清視頻通話等需求。增強(qiáng)型移動(dòng)寬帶（eMBB）根據(jù)eMBB場景的具體需求，可定制不同的網(wǎng)絡(luò)切片，提供不同的服務(wù)質(zhì)量等級（QoS）保障，以滿足不同用戶群體的需求。切片定制化通過靈活的網(wǎng)絡(luò)切片管理，可實(shí)現(xiàn)資源的動(dòng)態(tài)分配和優(yōu)化，提高網(wǎng)絡(luò)資源的利用效率。資源優(yōu)化eMBB場景下的切片應(yīng)用uRLLC場景下的切片應(yīng)用5G網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)可為uRLLC場景提供高可靠性、低時(shí)延的切片，滿足工業(yè)自動(dòng)化、遠(yuǎn)程醫(yī)療等對于實(shí)時(shí)性、可靠性要求極高的應(yīng)用場景。確定性網(wǎng)絡(luò)通過5G網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)，可構(gòu)建確定性網(wǎng)絡(luò)，確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃院蛯?shí)時(shí)性，為uRLLC場景提供強(qiáng)有力的網(wǎng)絡(luò)支撐。邊緣計(jì)算結(jié)合將5G網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)與邊緣計(jì)算相結(jié)合，可將計(jì)算任務(wù)卸載到網(wǎng)絡(luò)邊緣，進(jìn)一步降低時(shí)延，提高uRLLC場景下的應(yīng)用性能。超可靠低時(shí)延通信（uRLLC）大規(guī)模機(jī)器類通信（mMTC）5G網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)可為mMTC場景提供海量連接、低功耗的切片，滿足物聯(lián)網(wǎng)、智慧城市等對于大量設(shè)備連接和數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨?。輕量化設(shè)計(jì)針對mMTC場景的特點(diǎn)，可進(jìn)行輕量化的網(wǎng)絡(luò)切片設(shè)計(jì)，降低設(shè)備功耗和成本，提高網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍和連接能力。安全防護(hù)在mMTC場景下，由于連接設(shè)備眾多且可能存在安全隱患，因此需加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)，確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩院碗[私保護(hù)。mMTC場景下的切片應(yīng)用045G網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)實(shí)現(xiàn)方案SDN（軟件定義網(wǎng)絡(luò)）技術(shù)通過解耦控制平面和數(shù)據(jù)平面，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的可編程性和靈活性，為5G網(wǎng)絡(luò)切片提供動(dòng)態(tài)的網(wǎng)絡(luò)資源配置。NFV（網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化）技術(shù)將網(wǎng)絡(luò)功能從專用硬件設(shè)備解耦，以軟件形式運(yùn)行在通用硬件上，降低網(wǎng)絡(luò)CAPEX和OPEX支出，同時(shí)提高資源利用率?；赟DN/NFV的切片架構(gòu)通過SDN控制器集中管理和調(diào)度網(wǎng)絡(luò)資源，結(jié)合NFV實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)功能的靈活部署和動(dòng)態(tài)調(diào)整，滿足5G網(wǎng)絡(luò)切片在時(shí)延、帶寬、可靠性等方面的多樣化需求。010203基于SDN/NFV的切片實(shí)現(xiàn)方案云計(jì)算平臺提供計(jì)算、存儲和網(wǎng)絡(luò)等基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)，支持5G網(wǎng)絡(luò)切片的快速部署和彈性擴(kuò)展。虛擬化技術(shù)通過虛擬化技術(shù)將物理資源抽象成邏輯資源，實(shí)現(xiàn)資源的池化管理和動(dòng)態(tài)分配，提高資源利用率?；谠朴?jì)算的切片架構(gòu)利用云計(jì)算平臺的強(qiáng)大計(jì)算能力和彈性擴(kuò)展特性，結(jié)合虛擬化技術(shù)實(shí)現(xiàn)5G網(wǎng)絡(luò)切片的靈活部署和按需擴(kuò)展，降低運(yùn)營成本并提高運(yùn)營效率?；谠朴?jì)算的切片實(shí)現(xiàn)方案技術(shù)成熟度SDN/NFV和云計(jì)算技術(shù)均已相對成熟，在各自領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用案例。部署復(fù)雜性基于SDN/NFV的切片方案需要部署SDN控制器和NFV基礎(chǔ)設(shè)施，相對復(fù)雜；而基于云計(jì)算的切片方案則可以利用現(xiàn)有的云計(jì)算平臺，部署相對簡單。成本效益基于SDN/NFV的切片方案可以降低CAPEX和OPEX支出，提高資源利用率；而基于云計(jì)算的切片方案則可以降低運(yùn)營成本并提高運(yùn)營效率。具體成本效益需根據(jù)實(shí)際場景和需求進(jìn)行評估。適用性基于SDN/NFV的切片方案適用于需要高度靈活性和可編程性的場景；而基于云計(jì)算的切片方案則適用于需要快速部署和彈性擴(kuò)展的場景。01020304不同實(shí)現(xiàn)方案比較分析055G網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)挑戰(zhàn)與問題切片隔離性在5G網(wǎng)絡(luò)中，不同的切片需要保證嚴(yán)格的隔離性，以防止資源爭用和性能下降。然而，實(shí)現(xiàn)高效的切片隔離是一個(gè)技術(shù)挑戰(zhàn)，需要解決切片間的干擾和資源分配問題。安全性隨著網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)的引入，5G網(wǎng)絡(luò)面臨更高的安全風(fēng)險(xiǎn)。攻擊者可能嘗試?yán)们衅g的漏洞進(jìn)行跨切片攻擊，因此需要加強(qiáng)切片的安全防護(hù)機(jī)制。切片隔離性和安全性問題切片資源管理和優(yōu)化問題資源管理在5G網(wǎng)絡(luò)中，有效地管理切片資源是一個(gè)關(guān)鍵問題。這包括資源的分配、調(diào)度和監(jiān)控，以確保每個(gè)切片都能獲得足夠的資源來滿足其性能要求。資源優(yōu)化為了提高資源利用率和降低成本，需要對切片資源進(jìn)行動(dòng)態(tài)優(yōu)化。這涉及到根據(jù)實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)負(fù)載和需求變化來調(diào)整切片的資源配置。切片編排在5G網(wǎng)絡(luò)中，切片的編排是一個(gè)復(fù)雜的過程，需要考慮多個(gè)因素，如業(yè)務(wù)需求、網(wǎng)絡(luò)資源、安全性等。如何實(shí)現(xiàn)高效、靈活的切片編排是一個(gè)重要的問題。自動(dòng)化部署為了提高運(yùn)營效率和降低成本，需要實(shí)現(xiàn)切片的自動(dòng)化部署。這包括自動(dòng)化的切片創(chuàng)建、配置和管理，以減少人工干預(yù)和錯(cuò)誤。然而，實(shí)現(xiàn)高度自動(dòng)化的切片部署是一個(gè)技術(shù)挑戰(zhàn)。切片編排和自動(dòng)化部署問題065G網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)未來發(fā)展趨勢

AI賦能網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)AI驅(qū)動(dòng)的網(wǎng)絡(luò)切片優(yōu)化利用AI技術(shù)對網(wǎng)絡(luò)切片進(jìn)行智能優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)資源動(dòng)態(tài)分配和性能提升。自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)切片管理通過AI算法對網(wǎng)絡(luò)切片進(jìn)行自動(dòng)化管理，包括切片的創(chuàng)建、配置、監(jiān)控和故障處理等。AI輔助的網(wǎng)絡(luò)切片決策基于AI的數(shù)據(jù)分析和預(yù)測能力，為網(wǎng)絡(luò)切片的決策提供支持，如流量預(yù)測、用戶行為分析等。邊緣計(jì)算增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)切片能力通過部署邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)，提升網(wǎng)絡(luò)切片的計(jì)算能力和處理效率，降低數(shù)據(jù)傳輸時(shí)延。分布式網(wǎng)絡(luò)切片架構(gòu)結(jié)合邊緣計(jì)算的特點(diǎn)，構(gòu)建分布式網(wǎng)絡(luò)切片架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)切片的靈活擴(kuò)展和高效部署。邊緣智能與網(wǎng)絡(luò)切片的協(xié)同利用邊緣計(jì)算的智能分析能力，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)切片的性能和資源利用效率。邊緣計(jì)算與網(wǎng)絡(luò)切片融合03020103智能化的網(wǎng)絡(luò)切