5G切片資源管理探討

張清泉

（中國電信新疆分公司企業信息化部，新疆 烏魯木齊 830011）

1 5G切片建模

（1）面向END-USER即終端用戶的基于切片的通信服務。典型場景：語音、數據、AR/VR等。

（2）網絡切片即服務，運營商通過直接向大客戶售賣網絡切片。典型場景：物聯網、自動駕駛、智能家居等。

（3）基礎設施即服務，運營商直接向大客戶開放云網基礎設施。典型場景：智能抄表、智能農業、工業控制、遠程醫療等。

為支撐上述各種業務場景，針對切片進行建模時，就需要保障模型層面的高度靈活。一個網絡切片實例NSI允許包含1到多個子切片實例并且子切片實例也允許在多個NSI實例間進行共享。一個子切片實例NSSI包含1到多個網絡功能；每個網絡功能NF可在多個子切片實例中共享。網絡功能NF可以是物理的（PNF），即對應具體的傳統網元設備；也可以是虛擬的（NFV），通過NFV-VNFM管理全生命周期。

切片實例的生命周期可大致分為四個階段：設計態、創建態、運行態和終止態。設計態負責：切片模版設計、上線和驗證。創建態負責：按照切片容量和各種性能指標要求分配資源。運行態負責：采集并監控網絡切片的KPI/KQI，根據預定義的策略進行自動優化、故障自愈。終止態負責：終止切片服務，回收資源。

2 5G切片資源管理應用

對于5G切片的資源管理應用，需要系統具備跨網管跨網元，實現全網統一的切片設計、編排、運營與監控分析能力，為便于后續闡述方便，統一稱切片管理系統。

圖1 5G切片的管理系統架構

切片管理系統針對切片實例的全生命周期進行功能拆解。典型切片應用場景：切片管理系統接收來自BSS側提供的切片服務商品和客戶切片的特征需求，進行切片設計，將切片服務分解成切片（可跨廠家）以及對應的切片實例部署模版，根據實例模版進行子切片分解和NF，從而形成NF依賴的集合，然后針對隔離要求和租戶的多切片關聯關系確定最終的NF共享模式，完成切片服務的部署。

通過上述典型場景的切片發布說明，可以將切片管理系統大致分為：設計中心、編排中心、運營中心、監控分析中心四大模塊。

2.1 設計中心

切片設計中心主要負責以自動化、可視化手段，協同各DSM形成網絡端對端的切片模版，并實時保障這些模版在特定的時間內的可用性。設計中心通過南向接口實時獲取各DSM能力，封裝成原子服務供模板設計器作為原材料進行模板設計。當DSM新能力上線和已有能力下線，可通過關聯關系更新切片模板。切片設計中心完成切片設計后，調用編排部署中心進行切片實例化測試，確認達到SLA要求后方可上線售賣。

2.2 編排中心

編排中心通過調用各域DSM的切片編排能力和各段網絡（包括傳統和SDN）的操作能力，在其他支撐系統和相關中心的驅動下，切片編排部署中心主要負責切片實例的開通編排部署、性能保障部署（擴縮容和漂移）、切片實例功能變更等工作。

編排中心需要具備靈活的切片編排、端到端的切片資源視圖以及全面的切片能力目錄，實現業務的快速加載上線。端到端的切片資源視圖主要是端、管、云、DC的跨域資源管理/分配。切片能力目包含DSM/SDN/NFV/EMS的能力適配和調用。

2.3 運營中心

切片運營中心對切片實例進行全生命周期管理，從實例的初始化部署，到能力變更階段，再到故障維護階段，最后再到退服階段。同時針對切片實例，提供了一系列的維護工具和手段，既可以以界面集成方式向門戶提供集成，也可以服務向外部開放。

支持基于策略的自動運維，優化網絡結構，自愈，自動伸縮和簡化運維過程。自動運維過程，不影響客戶體驗。運維大腦智能分析與綜合的業務編排，實現端到端的業務自調整；支持多領域（網絡、業務、云端）擴縮容場景；大數據分析，策略優化和簡化策略設計；支持在線策略定義和策略沖突檢測。

2.4 監控分析中心

切片監控中心主要負責對各網絡運行基礎指標數據的采集，通過實時和離線計算技術，實時感知SNI的運行態勢，對運行過程KPI進行全程記錄，并將相關分析結果數據自動上報切片運營中心。

監控中心需要具備：從切片運營中心獲取全量SNI信息，確認監控分析范圍；根據采集規則自動適配各DSM、SDN控制器、網管的數據采集接口，獲取原始運行日志文件；分布式數據計算框架，根據提取規則和KPI定義，自動實時計算SNI運行KPI，當產生SLA預警事件自動通知運營中心，同時獲取到完整的切片運行KPI；根據計算結果提供各類監控界面、運行日志數據服務和運行分析結果。

采集網絡運行基礎指標數據，通過實時和離線計算，實時感知各切片實例KPI指標及運行態勢，發現異常，則主動推送/呈現分析結果數據到切片運營中心，并自動啟用切片修復功能，修復故障，若修復失敗，則轉人工處理。

3 5G切片管理的全網部署

前端根據客戶請求設計和銷售各種套餐、產品、服務和切片，并跨域跨廠家端到端交付。切片管理應用實現各技術域（無線、傳輸、核心網、NFV和SDN）的控制和執行，切片網絡驅動。

切片管理應用管理各設備廠家開發上線的基礎能力和軟件包，形成企業統一的服務目錄，提供可視化切片的服務設計，支持客戶個性化需求定制，基于智能網絡快速向市場推出新業務、新產品。向上層提供能力，如各個網元/網管的配置、資源、告警和性能接口能力，以及NFV生命周期管理能力和SDN連接的管理能力；協調設備廠家開發網絡功能包提供各個技術域的基礎能力，并按ETSI相關規范提供。

圖2 全網部署示意圖

4 結束語

目前提出的5G切片管理需要全網各專業統一行動，對于OSS側需要具備針對5G網元等物理實體納管的數據基礎上進行切片管理，對于BSS側需要滿足各類切片服務的可銷售產品訂制。