5G 核心網切片運維管理關鍵技術研究

關偉杰

（中國移動通信集團廣東有限公司，廣東 廣州 510000）

5G 核心網已經成為新信息時代通信技術轉型升級的核心點，而5G 網絡切片的出現，是建立在信息通信業務需求不斷變化的基礎上形成的新型通信技術，當前國內外已經結合5G 核心網切片技術展開了諸多的研究，我國從2015 年啟動5G 切片技術項目，并在2017 年綜合車輛網絡切片技術進行研究，最終將網絡切片技術定義為能夠為網絡提供特定能力和性能的邏輯網絡處理技術，因此全面分析在5G 核心網切片技術運維工作中應該注意的問題，并提出相關的運維措施，能夠為網絡通信技術的升級創新提供基礎的保障。

1 核心網切片管理要求概述

1.1 子網切片生命周期管理

在當前的發展階段中，從技術層面來看，圍繞3GPP標準，其中關于子網切片的整體生命周期目前主要體現在四個不同的階段當中，內容包括：準備階段、實例化階段、運行階段、終結階段等。其中準備階段主要涵蓋了設計、部署等關鍵環節中。而實例化階段主要涵蓋了配置、激活等不同了去激活以及終結等部分。從技術標準的視角上來看，不難看出子網切片的整體生命周期所涉及的所有不同功能都是作為5G 核心網切片整體運維管理功能需求的基礎。

1.2 子網切片運維管理

按照當前技術發展階段中3GPP 標準來看，無論是子網切片的故障管理功能或者是性能管理功能、網絡優化等不同類型的技術功能均需要依賴核心網子網切片管理功能的全面幫助。從另外一個角度上來看，其中的核心網子網切片管理功能也必須要具備多樣化能力。第一項能力是需要具備在VNF 全面收集到網元告警、配置、性能等不同領域信息的基礎能力；第二項能力必須具備能夠有效支持故障自愈閉環保障的關鍵能力；第三項能力是必須具備在NFVO 全面獲取到切片資源信息的基礎能力，這些基礎能力在一定程度上對保障子網切片整體的運維管理質量起到重要的現實意義。

2 5G 核心網運維需求分析

在新時期發展背景下，目前我國5G 核心網切片技術主要是建立在3GPP 切片的基礎上進行的升級化研究，根據目前5G 核心網切片的整體運行需求，本文主要從以下幾個方面來探究其運維管理過程中應該具備的集中功能。

首先從設計角度來看，運維管理體系需要支撐通信業務的階段性創新，在設計結束之后，要及時的針對NF 進行實例化研究，統籌激活配置、激活保障系統環節，從而能夠實現資源庫的及時動態化更新。

其次從部署角度來看，要經過NFVO 進行網絡部署，針對虛擬機以及容器資源進行統一的編排，并根據網絡運行以及SLA 的需求進行資源調度。

再次便是保障功能，運維管理系統需要為整體的網絡運行提供靈活的自愈保障服務，建立在SLA 的基礎上進行全面監控、故障處理、自我修復。

3 5G 核心網切片的運維管理技術分析

3.1 切片設計管理分析

切片設計的運維管理是建立在上文論述的基本三要素前提下，構建基礎模板，并利用測試的方式實現管理模塊的功能檢測，并統籌接下來的發布環節。詳細的5G核心網切片設計環節的管理細節如圖1所示。

圖1 切片設計功能分析

3.1.1 設計功能技術分析

針對模板設計環節，具體細節目前可通過針對以下幾個方面進行一系列分析與研究：

根據目前的技術發展階段，筆者認為應當針對核心網切片服務等級協議（SLA）需求進行深入研究：主要涵蓋了針對在線的用戶總數、使用峰值的網絡速率以及平均速率、常見的業務類型、數據共享的需求、廣告推送服務、會員用戶的動態調整等不同方面中。

而針對切片模板設計需求：主要體現在根據切片的不同類型以及不同容量進行后續的分析工作，按照實際的話務模型以及SLA 模型進行初步設計。

切片配置設計需求：結合5G 核心網建立切片配置模型，綜合子切片網絡服務描述、模型的配置、NFV 參數配置等。

生命周期設計需求：針對流程定義進行初步部署分析，能夠配置、激活流程定義，完善切片的彈縮和變更，結束流程定義。

資源預留著重針對NFVI 資源以及網絡服務進行規劃。

保障設計需求構建業務KPI 模型，需要制定設計服務，設計并規劃告警統計、監控等。監控指標分為業務層、應用層以及資源層。

3.1.2 切片部署環節技術分析

進行切片部署主要是形成自動化的5G 核心網切片部署服務，構建南北向的激活接口，詳細部署功能如圖2所示。

圖2 切片部署功能分析

這其中切片配置主要針對切片業務、運維參數、保障參數、用戶簽約等進行配置。

切片創建是將子切片的相關需求向服務需求方向轉化，并將服務需求再次分解成切片網元，結合最終的數據結果生成NSD（網元服務實例）以及網元配置數據，并將其向NFVO 以及網元進行傳輸下發；保障激活技術主要是根據切片所需的SLA 要求進行轉化，使其成為服務保障監控任務，并激活。

3.1.3 切片保障技術分析

運維過程中的保障技術主要是結合5G 核心網切片閉環系統構建全壽命周期服務能力，詳細功能如圖3所示。

建立在閉環保障的基礎上形成的全壽命周期服務主要是針對切片設計環節制定的，針對設計者的保障需求，構建KPI 模型，分析告警統計的規則并進行設計，針對監控的規則進行分析，并構建業務診斷測試等關鍵服務功能。

根據目前的技術標準，保障技術體系主要涵蓋了策略中心、資源管理、優化升級以及綜合保障等不同類型的基礎性功能。而其中的策略中心則是作為整個保障體系的核心部分，策略中心能夠在一定程度上提供優化技術的基礎性條件；另一方面，資源管理能夠有效地針對跨層數據來完成視圖的繪制工作；綜合保障功能能夠有效地采集到整個系統的所有性能指標，進行告警，采集日志等工作；筆者認為，通過進一步優化升級能夠綜合資源管理以及綜合保障的最終結果，建立在歷史數據考證的基礎上分析數據，結合策略中心制定升級方案和策略；策略中心將制定好的策略下發到網絡進行執行，這些策略涵蓋了切片擴容、縮容、新型部署等，同時將保障措施下發策略至綜合保障系統，能夠實時的進行監控，針對升級過后的切片能否符合SLA 的需求進行檢測，并進入可持續的保障監控。

圖3 閉環保障功能分析

4 結束語

綜上所述，當前通信信息網絡升級力度逐漸加大，5G 核心網切片技術備受關注，針對該技術的運維管理工作也需要加強創新和升級的力度，本文主要利用理論分析和技術分析的方式進行闡述，分析了5G 切片技術運維的相關功能和技術，并突出運維流程，這能夠為當前網絡升級處理提供相關的技術支撐，也能夠更好的構建5G 信息時代。