5G需要怎樣的網(wǎng)絡(luò)切片?

網(wǎng)絡(luò)切片改變了過去“一刀切”和“盡力而為”的網(wǎng)絡(luò)模式,通過專用、隔離和SLA可保障的“切片”為各行各業(yè)提供差異化服務(wù),從而推動車聯(lián)網(wǎng)、智能工廠、無人機等海量垂直行業(yè)應(yīng)用,使能全社會數(shù)字化轉(zhuǎn)型。

網(wǎng)絡(luò)切片,大家應(yīng)該都很熟悉了。

就是根據(jù)不同行業(yè)應(yīng)用對網(wǎng)絡(luò)帶寬、時延、安全性、可靠性、地理覆蓋范圍等SLA需求,從端到端網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施上按需 “切”出多個相互隔離的、安全的、SLA可保障的邏輯網(wǎng)絡(luò)。

網(wǎng)絡(luò)切片改變了過去“一刀切”和“盡力而為”的網(wǎng)絡(luò)模式,通過專用、隔離和SLA可保障的“切片”為各行各業(yè)提供差異化服務(wù),從而推動車聯(lián)網(wǎng)、智能工廠、無人機等海量垂直行業(yè)應(yīng)用,使能全社會數(shù)字化轉(zhuǎn)型。

這與城市的交通道路有些相似,以前是沒有實線隔離的,各種車輛互相搶道,交通擁擠不堪?,F(xiàn)在根據(jù)不同的車輛、運營方式進行分流隔離,比如設(shè)置BRT快速公交通道,非機動車專用通道等,從而大幅提升了交通效率。

有了網(wǎng)絡(luò)切片,網(wǎng)絡(luò)從原來的“管道”轉(zhuǎn)變?yōu)?ldquo;融合行業(yè)服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施”,運營商的商業(yè)模式也將從原來向消費者“賣流量”擴展為向各行各業(yè)“賣網(wǎng)絡(luò)能力”、“賣服務(wù)”,從而可實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)價值最大化,增加收入來源。

無切片,不2B。毫無疑問,網(wǎng)絡(luò)切片是5G最具創(chuàng)新的技術(shù)之一。

但面對龐大而復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施,運營商該怎樣“切片”呢?如何“下刀”?

像切面包一樣嗎?根據(jù)每個人不同的食量,一人切一片?

盡管這也很形象,這塊面包就是網(wǎng)絡(luò)、計算和存儲等資源,切下來的“片”就是特定的通信服務(wù)所需的資源,但實際上,網(wǎng)絡(luò)切片背后的過程沒那么簡單…

(網(wǎng)絡(luò)切片服務(wù)流程)

如上圖,網(wǎng)絡(luò)切片服務(wù)流程大致分為以下幾個步驟:

1)垂直行業(yè)提出通信服務(wù)需求

比如,電力公司要向運營商租用一張“切片”來為其無人機巡檢業(yè)務(wù)提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。

2)切片管理平臺將通信服務(wù)需求“翻譯”為網(wǎng)絡(luò)切片的具體SLA需求

SLA指無人機巡檢具體需要多大帶寬、多低的時延、多高的可靠性來支撐,有多少個無人機連接,巡檢區(qū)域是什么地方等。

3)切片設(shè)計

確定SLA需求后,根據(jù)該需求對網(wǎng)絡(luò)切片所需的網(wǎng)絡(luò)功能組件、網(wǎng)絡(luò)資源、連接拓撲等進行設(shè)計。由于網(wǎng)絡(luò)切片設(shè)計很復(fù)雜,通常會先定義好各種網(wǎng)絡(luò)切片的基礎(chǔ)模板,再基于模板進行修改、優(yōu)化。

4)切片實例化

就是切片上線、開通,指通過編排管理將網(wǎng)絡(luò)切片所需的資源、網(wǎng)絡(luò)功能、連接拓撲等部署在虛擬的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施之上,并激活上線,向垂直行業(yè)提供切片服務(wù)。

5)切片運維

就是指在網(wǎng)絡(luò)切片運行階段,對網(wǎng)絡(luò)切片進行監(jiān)控、調(diào)整等,以實時保障切片SLA。切片運維可開放給垂直行業(yè)租戶,以便他們能實時了解和優(yōu)化調(diào)整切片網(wǎng)絡(luò),以及二次開發(fā)運維功能等。

從以上流程不難看出,網(wǎng)絡(luò)切片哪里像“切面包”,更像是“定做面包”。面包師傅接到客戶的定制需求后,先得理解客戶的需求,再根據(jù)需求將適當(dāng)比例的面粉、水、酵母、黃油、雞蛋、鹽、糖等基礎(chǔ)材料攪拌糅合,再發(fā)酵、整型、烤制。

這個過程是考驗技術(shù)和經(jīng)驗的,原材料的比例得精準(zhǔn),而且還不能“慢工出細活”,客戶已經(jīng)很餓了,你得快速完成交給客戶。

既然如此,那5G到底需要怎樣的網(wǎng)絡(luò)切片解決方案呢?

作為3GPP標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)切片架構(gòu)的主要貢獻者,華為在2015年就已開始切片方面的研究,聯(lián)合德電、中國移動等全球主流運營商進行了多個行業(yè)的應(yīng)用試點,并在2018年發(fā)布了切片商城。基于在5G切片技術(shù)和應(yīng)用方面的深厚積累,華為提供了業(yè)界唯一的全自動多維智能動態(tài)切片解決方案。下面就來看看這套解決方案有哪些特點?

切得更細

做面包的原材料是面粉、水、酵母、黃油等,那網(wǎng)絡(luò)切片的“原材料”是什么呢?

以5G核心網(wǎng)為例。眾所周知,NFV從傳統(tǒng)專用設(shè)備中解耦出虛擬化網(wǎng)絡(luò)功能(VNF),而5G核心網(wǎng)面向云原生設(shè)計,借鑒了“微服務(wù)”設(shè)計理念采用SBA架構(gòu),將VNF進一步分解為粒度更小、無狀態(tài)、相對獨立且可靈活調(diào)用的網(wǎng)絡(luò)功能服務(wù)模塊,從而可模塊化“組裝”網(wǎng)絡(luò)功能,可根據(jù)業(yè)務(wù)需求靈活定制網(wǎng)絡(luò)切片。

同時,5G核心網(wǎng)的控制面(CP)和用戶面(UP)徹底分離,支持可靈活下沉的分布式UPF和邊緣計算部署,使之更接近數(shù)據(jù)源,從而可通過端到端網(wǎng)絡(luò)切片為智能制造、無人駕駛等行業(yè)應(yīng)用提供低時延、高可靠網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。

這些就是網(wǎng)絡(luò)切片的“原材料”。

網(wǎng)絡(luò)切片就是基于網(wǎng)絡(luò)云化和功能模塊化,根據(jù)具體業(yè)務(wù)需求對網(wǎng)絡(luò)功能組件、網(wǎng)絡(luò)資源、連接拓撲等進行靈活設(shè)計和創(chuàng)建的。

在面包的制作中,從原材料選擇、糅合到發(fā)酵、整型、烤制,每一步都要夠細,才能既不浪費材料,也讓客戶滿意。網(wǎng)絡(luò)切片的設(shè)計和部署過程也相似,只不過由于移動網(wǎng)絡(luò)的組成與面向的業(yè)務(wù)需求比面包要復(fù)雜得多,更考驗細功。比如行業(yè)需求包括網(wǎng)絡(luò)性能、服務(wù)功能等多個維度,一個網(wǎng)絡(luò)切片是否能夠滿足多種維度的需求,決定于是否可以根據(jù)多維度要求實現(xiàn)有效資源的輸出和配置。

而華為創(chuàng)新的多維智能算法,突破傳統(tǒng)有限維度的資源計算限制,能夠基于SLA精準(zhǔn)計算,對網(wǎng)絡(luò)負荷、拓撲等全局實時數(shù)據(jù),通過在線模型優(yōu)化等算法達成SLA動態(tài)驗證、成本最優(yōu),輸出網(wǎng)絡(luò)資源模型,實現(xiàn)多維度網(wǎng)絡(luò)需求到精準(zhǔn)模型的轉(zhuǎn)換。

同時華為對網(wǎng)絡(luò)功能進行有效微服務(wù)拆解,網(wǎng)絡(luò)資源可以基于更小顆粒的微服務(wù)靈活編排,效率更高,實時性更強。

切得更快

預(yù)計未來運營商將設(shè)計和維護數(shù)百個甚至數(shù)千個網(wǎng)絡(luò)切片,若靠傳統(tǒng)人工方式對不同行業(yè)的切片需求進行調(diào)研、設(shè)計,以及逐網(wǎng)元部署、撥測驗收等,一個新業(yè)務(wù)上線要耗費數(shù)月時間,顯然這是無法滿足各行各業(yè)的差異化需求的。

因此,為了快速響應(yīng)市場業(yè)務(wù)變化,自動化是網(wǎng)絡(luò)切片的關(guān)鍵組成部分。

在這方面,華為全自動多維智能動態(tài)切片解決方案基于全自動可編程流水線引擎,可實現(xiàn)在線化調(diào)研和網(wǎng)絡(luò)設(shè)計,以及一鍵式自動化部署。通過華為MAE-CN(MBB Automation Engine,移動網(wǎng)絡(luò)自動操作引擎)構(gòu)建在線化自動編排和部署,實現(xiàn)周級切片開通。

根據(jù)不同的商業(yè)場景和安全隔離要求,華為的全自動多維智能動態(tài)切片還可以構(gòu)建多種切片模式,靈活組合滿足差異化場景和商業(yè)模式訴求。專網(wǎng)隔離模式滿足如電網(wǎng)差動保護這種對時延、抖動性有較高要求,有確定性SLA要求和高安全隔離訴求的網(wǎng)絡(luò)。資源隔離模式滿足隔離性要求較低的場景,如視頻監(jiān)控類、直播類等場景。這要求控制面實現(xiàn)切片級用戶管理,轉(zhuǎn)發(fā)面實現(xiàn)切片級帶寬管理,根據(jù)不同隔離要求程度決定部分資源共享或全部資源共享。

切得更準(zhǔn)

從網(wǎng)絡(luò)切片架構(gòu)看,橫向可切出多個端到端的網(wǎng)絡(luò)切片,縱向看每個端到端網(wǎng)絡(luò)切片又分為無線接入網(wǎng)子切片、承載網(wǎng)子切片和核心網(wǎng)子切片,且一臺終端可能會同時接入多個切片,可謂縱橫交錯,非常復(fù)雜。

面向行業(yè)多維度需求的切片在運行過程中,可能會由于復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)條件的變化帶來KPI指標(biāo)變化,從而偏離切片本身的SLA要求,帶來用戶體驗的偏差,甚至行業(yè)應(yīng)用故障。要實現(xiàn)端到端SLA的實時保障,需要對網(wǎng)絡(luò)多項指標(biāo)實施分段監(jiān)控,并能夠進行預(yù)防性保障。

華為全自動多維智能動態(tài)切片使用輕量級監(jiān)控方案,對切片用戶數(shù)、吞吐、用戶級帶寬、時延等指標(biāo)進行實時監(jiān)控,并對時延進行端到端分段定界,實現(xiàn)切片級和用戶級多維監(jiān)控,SLA狀態(tài)秒級精準(zhǔn)感知。并通過端到端多維數(shù)據(jù)的采集,進行智能大數(shù)據(jù)分析和全網(wǎng)協(xié)同資源調(diào)度和優(yōu)化,實現(xiàn)基于AI的SLA動態(tài)優(yōu)化閉環(huán),保障各行業(yè)差異化和確定性網(wǎng)絡(luò)要求。

使用更便利

各行業(yè)對切片的使用普遍有自服務(wù)的需求,如制造工廠需要監(jiān)控切片狀態(tài)和關(guān)鍵KPI指標(biāo),以保證生產(chǎn)線的機器人都在線接受指令,并能夠在規(guī)定的帶寬、時延要求下工作,使生產(chǎn)過程順利進行。對于新增接入切片網(wǎng)絡(luò)的終端可以自主激活和簽約管理。如果購買了多個切片,需要根據(jù)業(yè)務(wù)要求修改終端關(guān)聯(lián)的切片。

華為全自動多維智能動態(tài)切片提供2B一站式運營平臺,提供包含自運營、自運維的行業(yè)自服務(wù)關(guān)鍵能力。企業(yè)通過統(tǒng)一的運營平臺,進行分權(quán)分域切片管理。為商品訂購到業(yè)務(wù)開通過程提供一站式自運營,實現(xiàn)商品自定義、自訂購、群組自管理。同時對已購切片提供用戶數(shù)、帶寬、時延等KPI監(jiān)控,以及5G LAN管理、分流策略配置、APP管理、網(wǎng)絡(luò)排障等關(guān)鍵運維服務(wù)。

簡而言之,從華為全自動多維智能動態(tài)切片解決方案看,一個優(yōu)秀的網(wǎng)絡(luò)切片解決方案需具備以下能力:

●切得更細

基于多維智能建模能力以及微服務(wù)粒度的按需編排,可實現(xiàn)精準(zhǔn)建模。

●切得更快

基于全自動可編程流水線引擎,實現(xiàn)在線化調(diào)研和網(wǎng)絡(luò)設(shè)計,以及一鍵式自動化部署。

●切得更準(zhǔn)

基于輕量級方案實現(xiàn)切片級和用戶級的KPI指標(biāo)實時監(jiān)控,分段定界,網(wǎng)絡(luò)資源實時調(diào)整,保障切片SLA要求。

●使用更便利

基于統(tǒng)一Portal,為行業(yè)用戶提供切片級分權(quán)分域管理,實現(xiàn)線上運營、運維的開放、可視。

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