新局勢下5G網絡切片技術的強化思考

吳功立

摘 要：在5G網絡技術中，網絡切片技術是一種較為常見的技術。這種技術的主要服務對象是個人以及不同的行業，因此不僅要滿足不同人員的使用需求，還應該滿足不同行業的發展需求。我們可以從網絡切片技術升級的角度研究分析3GPP標準下的網絡切片發展，其中涉及到很多方面的內容，具體如下文所示。

關鍵詞：5G網絡切片;技術;強化

引言

在信息技術飛速發展的背景下，5G網絡切片技術的出現主要是為了更好地給人們提供服務，從而進一步滿足不同行業的數字化發展需要。網絡切片技術關系到5G問題的解決狀況，不同的組織和企業都著手落實網絡切片工作，5G網絡切片工作內容受到3GPP的影響較大。該文主要針對3GPP網絡切片工作進行了相應的分析，希望能夠不斷強化網絡切片技術。

1針對核心網網絡切片準則的強化

1.1 分析3GPPR15版本的網絡切片技術強化

通過調查不難發現，5G技術中的網絡切片技術起到了不可或缺的重要作用。網絡切片技術的發展和提升得到了人們的重視和關注。3GPPR15版本網絡切片的標準主要在TS23.501和TS23.502中定義，包括網絡切片的基本架構、網絡切片標識和網絡切片基本操作等。（1）網絡切片架構基于TR23.799研究的控制面功能部分共享的組網架構，即部分控制面功能在切片間共享（如移動性管理、鑒權功能），其他控制面功能（如會話管理）及用戶面功能各切片專用。（2）網絡切片支持eMBB、URLLC和eMTC三種類型，支持運營商自定義切片類型，支持區分相同切片類型下的不同切片。（3）網絡切片標識（S-NSSAI）唯一標識一個網絡切片，NSSAI代表一組網絡切片，在切片選擇過程中，根據存儲位置和使用的不同，分為配置的NSSAI、簽約的NSSAI、請求的NSSAI、允許的NSSAI和拒絕的NSSAI。（4）網絡切片操作包括：支持網絡切片的AMF選擇、服務AMF的重分配、切片內創建PDU會話、網絡切片的配置及配置更新、修改允許UE接入的網絡切片等。（5）支持網絡切片漫游、網絡切片與EPC的互通等。? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?1.2 分析3GPPR16版本的網絡切片技術強化

通過認真了解R15版本的網絡切片基本情況不難看出，R16版本的網絡切片功能得到了進一步增強，特別是對于一些具有特別功能的網絡切片，如車聯網切片、智慧醫療切片、工業制造切片等場景，可能會需要在UE主鑒權完成后仍需網絡切片特定鑒權與授權才能使用。R16版本定義了該場景下UE和網絡如何獲知網絡切片需要額外的鑒權與授權，以及特定鑒權授權如何觸發和執行。下面從網元和流程增強的角度進行詳細分析。

（1）運用網絡切片特定鑒權與授權在增強UE和NF功能中的作用

網絡切片的特定鑒權與授權功能落實需要相應的技術支持，具體包含以下幾點：第一，UE注冊信息中包含相應的網絡能力，通過UEMMCoreNetworkCapability攜帶。TS23.501R16版本在該信元中增加了是否支持網絡切片特定鑒權與授權的指示NetworkSlice-SpecificAuthenticationandAuthorization。同時，UE需具備提供網絡切片特定鑒權與授權使用的UserID和證書。2）AMFAMF保存UE在注冊消息中攜帶的UEMMCoreNetworkCapability，并根據信元中NetworkSliceSpecificAuthenticationandAuthorization的取值判定是否需要執行網絡切片特定鑒權與授權流程。對于R15版本之前的UE，在注冊消息中不攜帶網絡切片特定鑒權與授權指示，AMF不允許其接入需要網絡切片特定鑒權與授權的網絡切片。

（2）分析網絡切片特定鑒權與授權對相關業務的影響

完善后的網絡切片具備特定鑒權與授權的作用，為此我們應該進一步明確網絡切片技術對相關業務造成的影響。網絡切片特定鑒權與授權的基本流程為：1）服務PLMN基于簽約信息為HPLMN的S-NSSAI執行網絡切片特有的鑒權和授權。2）UE在注冊請求消息中的UE5GMMCoreNetworkCapability中指示是否支持這個特性。如果UE不支持該特性，當UE請求需要網絡切片特有的鑒權和授權的S-NSSAI時，AMF不應為UE觸發相應流程。如果UE配置了需要網絡切片特有的鑒權和授權的S-NSSAI，UE需保存S-NSSAI和相應證書的關聯關系。3）為了執行S-NSSAI的網絡切片特有的鑒權和授權，AMF發起基于EAP方式的網絡切片特有鑒權流程。

此外，不論UE網絡切片技術的自身功能是否得到有效發揮，只要UE在PLMN中處在注冊的狀態，就能確保相關業務的順利落實，還能讓AMF不需要在每次周期性注冊或移動性注冊流程中都執行網絡切片特有的鑒權與授權。網絡切片特有的AAAserver可以隨時撤回授權或發起鑒權與授權流程。當在某種接入類型網絡中，針對當前AllowedNSSAI中的一個S-NSSAI撤銷鑒權時，AMF應給UE提供新的AllowedNSSAI并釋放該接入網絡類型中和該S-NSSAI關聯的所有PDU會話。最后需要強調的是，基于SUPI的UE主鑒權與授權獲得成功是網絡切片特定鑒權與授權的基礎，如果SUPI授權被撤回，網絡切片特有的授權也被撤回。

1.3 分析3GPPR17版本的網絡切片技術強化

早在去年上半年，網絡切片技術的通用切片模板概念就被人們提出來了，把網絡切片模板與終端用戶業務結合在一起能夠促進相關業務的落實，如每個切片支持的PDU會話數、每切片支持的終端數、每切片支持的最大UL/DL速率等，這些能力在當前的5G系統中尚未支持。3GPPSA2R17版本針對GSMANG.116中定義的網絡切片屬性申請了立項，已確定在R17版本進行網絡切片增強第二階段的研究。當前R17正處于研究階段，網絡切片增強課題已經提出了8個需要研究的關鍵問題，并開始討論針對這些問題的可選解決方案。課題研究的關鍵問題包括：（1）如何支持網絡切片的最大終端數需要解決的問題有5G系統如何獲取網絡切片支持的最大終端數、當前已接入網絡切片的終端數以及5G系統如何使能網絡切片需要的配額。（2）如何支持網絡切片的最大PDU會話數需要解決問題有5G系統如何獲取網絡切片支持的最大PDU會話數、當前已建立的PDU會話數、哪個NF有這些配額信息;以及如果網絡切片的PDU會話數已經達到最大值，還有UE需要接入該如何處理。（3）如何限制一個UE在網絡切片中的UL/DL速率需研究如何限定UE在網絡切片中的速率，確保使用相同網絡切片的多個PDU會話的聚合速率滿足網絡切片的UL/DL速率限制。（4）如何支持網絡切片配額事件通知涉及上述提及的最大終端數、PDU會話數、UL/DL最大速率等配額，需研究AF如何從5GS進行事件訂閱，5GS系統如何通知網絡切片配額相關的屬性。

2結束語

綜上所述，網絡切片技術經過一段時間的發展后，其自身功能得到了有效強化，不僅具備一些基本的功能，還具備更加多元化的功能。R17版本所研究問題的解決會使網絡切片在更細的粒度上進行控制，以滿足不同場景的使用。端到端網絡切片方面，中國通信標準化協會（CCSA）已成立“5G網絡端到端切片特設項目組”，其目標為支持5G商用部署和垂直行業應用，加快國際標準推進，總體規劃5G網絡端到端切片標準體系框架，梳理現有相關標準情況，組織開展共性標準研究，上述端到端網絡切片問題的解決指日可待。

參考文獻：

[1]魏垚.網絡切片標準分析與發展現狀[J].移動通信，2019，43（4）：25-30