5G應用前景及網(wǎng)絡切片技術研究

韓志軍 魏斌

摘要：5G的應用以及網(wǎng)絡切片技術的產生對人類的生產生活有重要影響。文章以5G為研究對象，對5G的應用前景及網(wǎng)絡切片技術進行分析。網(wǎng)絡切片技術是5G網(wǎng)絡演變進程中的一項關鍵技術，該技術可將5G網(wǎng)絡虛擬切割為分別具有增強移動帶寬、海量物聯(lián)和超可靠低時延通信等特性的若干網(wǎng)絡片層，通過不同的切片可以使網(wǎng)絡部署具有靈活性和擴展性，映射滿足不同場景的差異化需求。相關研究人員需要不斷對5G進行深入研究，以5G為依托，研發(fā)新的技術，從而不斷推動社會的發(fā)展。

關鍵詞：5G;應用前景;網(wǎng)絡切片技術

中圖分類號：TP393? ? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2021）14-0020-02

Abstract： The application of 5G and the generation of network slicing technology have an important impact on human production and life. This paper takes 5G as the research object and analyzes its application prospect and network slicing technology. Network chip technology is a key in the process of the evolution of 5G network technology， the technology can be 5G network virtual cutting is respectively increased mobile bandwidth reliable mass content and ultra low latency communications features such as a number of network layer， through the different section can make the network deployment flexibility and extensibility， mapping meet the demand of the difference of the different scenarios. Relevant researchers need to conduct in-depth research on 5G and develop new technologies based on 5G， so as to continuously promote the development of society.

Key words： 5G; application prospects; network slicing technology

5G技術主要指的是第五代移動通訊技術，該技術主要融合了云計算技術、遠程應用、物聯(lián)網(wǎng)等一系列技術，并且擁有其他網(wǎng)絡單位無法比擬的優(yōu)勢。現(xiàn)階段移動網(wǎng)絡通信部門和單位正在密切地關注5G技術的發(fā)展，并且投入了大量的人力和物力對其進行研究，想要使5G技術達到最佳使用效果，以此滿足人們日常生活中的各種需求。

1 5G應用前景

1.1 云計算技術

隨著5G技術標準的出臺，5G技術商用時代距離人們的日常生活越來越近，人們能夠通過5G技術獲取到更多的訊息，并且利用5G技術提高自己的生活質量，5G技術的應用前景以及應用特性也因此受到了更多人的關注。目前在分析5G無線技術應用前景時，主要包括兩個不同的應用前景，云計算技術就是其中之一。從全球范圍內的使用情況進行分析，5G無線通信技術已經擁有超過500億個網(wǎng)絡連接點，而云計算技術能夠對所有數(shù)據(jù)進行及時存儲和分析，并且將該數(shù)據(jù)進一步應用，增強了計算機在分析數(shù)據(jù)時的效果，促使數(shù)據(jù)能夠被更多人應用，數(shù)據(jù)中含有的信息也能在短時間內被人們所捕捉。作為5G技術中的典型技術之一，云計算技術的應用速度不斷加快，在加速優(yōu)化信息系統(tǒng)的同時提高了使用質量，可以說云計算技術是當前5G技術背景中最具有發(fā)展?jié)摿Σ⑶易钣欣蓤D的技術手段，將云計算技術應用在各行各業(yè)中，能夠推動行業(yè)向前發(fā)展。5G通信技術的出現(xiàn)將云計算技術進行了整合，使得離線階段的算法使用質量不斷提高，有效地避免和克服了傳統(tǒng)計算技術中存在的缺陷[1]。

1.2 物聯(lián)網(wǎng)技術

5G通信技術的另外一個應用前景就是物聯(lián)網(wǎng)技術。物聯(lián)網(wǎng)技術是通過移動技術進行連接，并且利用移動技術連接不同的移動終端。5G時代的出現(xiàn)，推動了物聯(lián)網(wǎng)技術向前發(fā)展，其不僅可以用來連接不同的終端，還可以進行智能家居的設計，通過移動技術、5G技術實現(xiàn)人機的交互功能。物聯(lián)網(wǎng)技術在當前階段逐步走向成熟，在5G移動通信中也得到了大量的使用，比如說常見的光纖作為網(wǎng)絡的傳輸介質，通過增加網(wǎng)絡帶寬，能夠有效地提高通信網(wǎng)絡本身的性能，通信技術的發(fā)展以及進步也逐步打開了網(wǎng)絡通道[2]。

除了以上兩點之外，5G技術還可以應用在智慧城市、智慧農田、自動駕駛、遠程手術、機器人遠程作業(yè)等各行各業(yè)之中。

2 5G網(wǎng)絡切片技術

2.1 內涵

網(wǎng)絡切片技術主要是指對網(wǎng)絡實行分流管理。網(wǎng)絡切片是將一個獨立的物聯(lián)網(wǎng)切割成多個不同的、虛擬的、端到端的網(wǎng)絡，每一個網(wǎng)絡切片都可以獲得一個獨立的網(wǎng)絡資源，并且切片之間相互絕緣，一旦某一個切片發(fā)生錯誤或者發(fā)生故障時，該切片并不會影響到其他的切片。但是網(wǎng)絡切片本身是一個非常虛擬化的概念，每一個網(wǎng)絡切片都有自己獨特的生命周期，而切片也可以根據(jù)實際狀況得到不同的應用和靈活的部署。修改、終止網(wǎng)絡切片就是根據(jù)其安全性和可靠性等不同的要求，將5G網(wǎng)絡切出多個端到端的虛擬網(wǎng)絡，從而幫助人們在日常生活中靈活有效地應對各種不同的網(wǎng)絡應用場景，進而提高應用的整體質量。當前，想要實現(xiàn)網(wǎng)絡切片，首先要考慮到網(wǎng)絡功能的虛擬化，這是網(wǎng)絡切片技術的先決條件。以核心網(wǎng)為例，網(wǎng)絡功能虛擬化就是從傳統(tǒng)的網(wǎng)絡設備中逐步分離出軟硬件，硬件是由通用服務器統(tǒng)一管理，而軟件則是由NF即網(wǎng)絡功能來承擔，其能直接滿足現(xiàn)階段5G網(wǎng)絡切片技術在使用時的需求。

2.2 功能

5G網(wǎng)絡切片技術從實際角度分析就是將所有的資源進行重組然后使用，從而達到最佳的使用效果。當前對5G網(wǎng)絡切片技術的使用功能進行分析時，可以從以下兩個方面進行了解。

2.2.1 通信服務管理功能

通信服務管理功能英文全稱為Communication Service Management Function，下文簡稱CSMF功能。5G網(wǎng)絡切片技術首先含有CSMF功能，這是根據(jù)3GPP標準定義得出的結論。CSMF功能可以將其簡要為兩個不同部分的功能，分別是面向網(wǎng)絡資源的功能，以及面向客戶的功能。分析面向客戶的功能時，其中主要的內容包括了SLA即服務等級協(xié)議（Service Level Agreement），其中涉及CSMF功能中的參數(shù)輸入和業(yè)務分類、翻譯、計費以及能力開放等不同的功能。在選擇SLA后，利用其中涉及的輸入和翻譯功能可以實現(xiàn)對客戶功能進行實時地定制，以提高翻譯的質量。在使用SLA后，也可以將SLA含有的翻譯功能作為網(wǎng)絡設計以及網(wǎng)絡配置相關的參數(shù)，以便CSMF發(fā)揮執(zhí)行功能。考慮到SLA中所含有的業(yè)務分類功能時，其主要是根據(jù)客戶的不同需求提供不同的功能，其中最重要的就是網(wǎng)絡切片模板，這些切片模板主要是依據(jù)3GPP的定義，利用serviceProfile即服務配置文件進行主要描述。在SLA中還含有計費功能，計費功能同樣是面對客戶需求的一種功能，根據(jù)用戶所選擇的不同業(yè)務模式、業(yè)務流程選擇多種不同的計費方式。比如說在進行計費時，可以根據(jù)用戶所占據(jù)的資源選擇收費情況，或者是根據(jù)流量進行收費，從而提高其在計費時的整體效果[3]。5G網(wǎng)絡切片的監(jiān)控功能可以讓客戶了解不同切片資源在使用時的效果，并且監(jiān)控SLA動態(tài)的統(tǒng)計效果，以及實現(xiàn)在線用戶數(shù)量的實時統(tǒng)計等一系列的功能，方便客戶使用并再次選擇SLA后直觀地了解到當前網(wǎng)絡切片在運行時的整體狀態(tài)和效果。面向資源管理這一功能則包括了CSI即通信服務實例（Communication Service Instance），在使用CSI時要考慮到CSI和NSI即網(wǎng)絡切片實例（Network Slice Instance）的對應關系，對CSI進行實時管理，以提高5G網(wǎng)絡切片運營管理的效果。

2.2.2 切片管理功能

切片管理功能英文全稱為Network Slice Management Function，下文簡稱NSMF功能。5G網(wǎng)絡切片技術中還含有一個非常重要的功能就是NSMF功能，該功能在使用的過程中，其主要的數(shù)據(jù)基礎以及依據(jù)就是CSMF，根據(jù)其內容對5G網(wǎng)絡切片進行設計、對SLA進行按域分解、實現(xiàn)網(wǎng)絡切片模板管理等。在網(wǎng)絡切片的設計過程中，核心功能之一就是NSMF功能，NSMF功能可以根據(jù)網(wǎng)絡切片中CSMF所提供的用戶，結合SLA的反饋以及NSSMF即子切片管理功能（Network Slice Subnet Management Function）提供的模板進行網(wǎng)絡切片的實例設計，確保設計的效果能完全滿足實際使用中的要求，其中設計的流程和內涵包括了網(wǎng)絡拓撲設計、網(wǎng)絡路由設計以及網(wǎng)絡容量的設計等，這些都是實際使用中的重點內容。在網(wǎng)絡切片的設計過程中，其具體的使用效果和網(wǎng)絡設備密切相關，不同的廠商在開展工作的過程中，由于自身的能力不同其使用的效果也不同，有的甚至無法實現(xiàn)完全的自動化分解，因此還需要設計一系列的自動化功能，輔助工作人員進一步操作[4]。特別是SLA按域分解，在使用中要求按照用戶的需求實現(xiàn)端對端的分解，并且將其直接發(fā)送到無線NSSMF、核心網(wǎng)NSSMF，進而按照指標進行工作，完成NSMF功能。

3 結語

綜上所述，5G技術的出現(xiàn)使得越來越多的人感受到科技給社會帶來的有利影響。隨著通信技術的飛速發(fā)展，5G技術所展現(xiàn)出的獨特優(yōu)勢也成為現(xiàn)階段人們高度關注的話題，5G技術的應用前景以及5G網(wǎng)絡切片技術備受矚目。當前端到端的網(wǎng)絡切片已經初步具備商用條件，并且隨著科技向前發(fā)展，網(wǎng)絡切片在無線網(wǎng)絡中的安全性逐漸得到保障，各終端所支持的多切片功能及服務也向著標準化不斷完善，其具備基本的網(wǎng)絡切片手段，能夠實現(xiàn)自動化管理，無論是5G技術應用還是網(wǎng)絡切片技術都在不斷進步，對我國社會發(fā)展和人民日常生活產生了積極的影響。

參考文獻：

[1] 李金華.5G無線通信技術的應用前景及趨勢分析[J].數(shù)字通信世界，2020（10）：52，55.

[2] 崔俊彬，張磊.5G無線通信技術的主要技術應用分析[J].科技風，2020（33）：86-87.

[3] 蔣志良.物聯(lián)網(wǎng)形式下的5G技術研究與應用[J].通訊世界，2018（4）：36-37.

[4] 吳志昊，李俊峰.網(wǎng)絡切片在5G中的應用與分析[J].通訊世界，2019，26（7）：121-122.

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