物聯網，無物不聯的時代，將有大量的設備接入網絡，這些設備分屬不同的工業(yè)領域，它們具有不同的特點和需求。換句話說，它們對于網絡的移動性、安全性、時延、可靠性，甚至是計費方式有了更高的要求。
為滿足這些需求，5G網絡通過對實際網絡的資源和功能進行劃分，形成了不同的網絡切片。每個切片可以被看作是一個邏輯網絡，是實現網絡靈活性和可擴展性的關鍵技術之一，在提高網絡安全性的同時，降低了網絡運營投資成本。
當全世界都在談5G的時候，通信業(yè)界里談論得最多的是——5G網絡切片技術（Network Slicing）。網絡切片，已成為中國移動，韓國KT、SK電信，日本KDDI和NTT，以及愛立信、諾基亞、華為等設備商公認的最理想的5G網絡構架。
網絡切片技術的定義
網絡切片是將一個物理網絡切割成多個虛擬的端到端網絡，每個虛擬網絡之間（包括網絡內的設備、接入、傳輸和核心網）是邏輯獨立的，任何一個虛擬網絡發(fā)生故障都不會影響其他虛擬網絡。
依據應用場景可將5G網絡分為3類：移動寬帶、海量物聯網和任務關鍵性物聯網。由于5G網絡的3類應用場景的服務需求不同，且不同領域的不同設備大量接入網絡，這時網絡切片就可以將一個物理網絡分成多個虛擬的邏輯網絡，每一個虛擬網絡對應不同的應用場景，從而滿足不同的需求。
如上表所示，5G網絡的三類應用場景的服務需求是不一樣的：
1）移動寬帶
5G時代將面向4K/8K超高清視頻、全息技術、增強現實/虛擬現實等應用，移動寬帶的主要需求是更高的數據容量。
2）海量物聯網
海量傳感器部署于測量、建筑、農業(yè)、物流、智慧城市、家庭等領域，這些傳感器設備是非常密集的，大部分是靜止的。
3）任務關鍵性物聯網
任務關鍵性物聯網主要應用于無人駕駛、自動工廠、智能電網等領域，主要需求是超低時延和高可靠性。
網絡切片要做的就是將一個物理網絡分成多個虛擬的邏輯網絡，每一個虛擬網絡對應不同的應用場景。
網絡切片是怎么個切法
實際上，從2G到4G網絡只是實現了單一的電話或上網需求，卻無法滿足隨著海量數據而來的新業(yè)務需求，且傳統(tǒng)網絡改造起來非常麻煩；而5G可以說是為了應用而生，需要面向多連接與多樣化業(yè)務，需要部署更靈活，還要分類管理，而網絡切片正是這樣一種按需組網的方式。
就像上面這張圖展示的那樣，運營商在同一的基礎設施上“切”出多個虛擬網絡，每個網絡切片從無線接入網到承載網再到核心網，都是邏輯上隔離，且每個網絡切片至少包括無線子切片、承載子切片和核心網子切片，以適配各類業(yè)務與應用?？梢哉f，網絡切片做到了端到端的按需定制并保證隔離性。
那么，如何實現端到端的網絡切片呢？NFV是先決條件。比如核心網，NFV先從傳統(tǒng)網絡設備中分離軟硬件，硬件由通用服務器統(tǒng)一管理，軟件則由不同的NF承擔，以實現靈活滿足業(yè)務需求。這樣看來，“切”這個動作實際上就是在進行資源重組。
重組的依據是什么呢？其實，是根據SLA（服務等級協議）為指定的通信服務類型，選擇它需要的虛擬和物理資源。這里，SLA包括了用戶數，QoS，帶寬等多項參數，且不同的SLA將定義不同的通信服務類型。
當然，這并不是說我們需要為每一個服務都建一個專用網絡，因為網絡切片技術在一個獨立的物理網絡上，可以切分出多個邏輯網絡，所以說它真的非常節(jié)省成本！因此，我們說在一個網絡中，切片越多加載的應用越多，意味著其網絡價值越大，性價比也就越高。
目前，5G幾個主流的應用場景，包括eMBB、uRLLC、mMTC三個通信服務類型，當然還有公認的5G未來殺手級應用之一的VR、AR，自動駕駛，無人機，智能電網，無線醫(yī)療，5G將提供適配不同領域需求的網絡連接特性，推動各行業(yè)的能力提升與轉型。
例如在自動駕駛中，其所依賴的V2X通信，需要的是低延遲卻不一定需要高吞吐量，在汽車行駛時觀看的媒體服務需要高吞吐量且容易受到延遲影響，兩者都可以通過虛擬網絡切片上的相同公共物理網絡傳送，以優(yōu)化物理網絡的使用。
又或者在智能電網，用5G網絡切片承載電網業(yè)務是一種全新的嘗試，將運營商的網絡資源以相互隔離的邏輯網絡切片，按需提供給電網公司，可以應用在智能電網用電信息采集、分布式電源、電動汽車充電樁控制精準負荷控制等關鍵業(yè)務中，滿足電網不同業(yè)務對通信網絡能力的差異化需求。
網絡切片的分類及應用
不同的場景對網絡有不同的要求，如果使用單個網絡為不同的應用場景提供服務，可能會導致復雜的網絡架構、低效的網絡管理和低效的資源利用。5G網絡切片技術為不同的應用場景提供隔離的網絡環(huán)境，使不同的應用場景可以根據自身要求定制功能與特性。
5G網絡切片的目標是結合終端設備、接入網資源、核心網資源、網絡運營和維護管理系統(tǒng)，為不同的業(yè)務場景或業(yè)務類型提供獨立、隔離和集成的網絡。
1、網絡切片的2種形式
（1）獨立切片
擁有獨立功能的切片，包括控制面、用戶面及各種業(yè)務功能模塊，為特定用戶群提供獨立的端到端專網服務或者部分特定功能服務。
（2）共享切片
共享切片即資源可供各種獨立切片共同使用的切片。共享切片提供的功能可以是端到端的，也可以提供部分共享功能。
2、端到端網絡切片
（1）空中接口的網絡切片
空中接口的網絡切片概念是指對物理無線電資源進行適當劃分，將其映射到邏輯資源，并且基于邏輯物理資源創(chuàng)造媒體訪問控制和更高層的操作。
（2）無線接入網的網絡切片
考慮到切片的特殊性，無線接入網中的網絡切片描述了控制平面和用戶平面的優(yōu)化配置。此外，還需要研究兩個方面。
a、無線接入類型。它支持由切片提供的服務。
b、無線接入網功能的正確配置。它適用于基于需求的每個切片中的合適的單元部署。
基于QoS需求、通信負載或通信類型等因素，RAN體系結構對于每個切片應做出適當的調整。例如，由于RAN配置，每個切片使用不同類型的單元：切片1只使用宏單元；切片2只使用小單元；切片3使用宏單元和小單元。在其他場景中，切片1可以使用宏單元和小單元，而切片3只使用小單元。
（3）核心網中的網絡切片
由于網絡功能虛擬化和軟件定義網絡兩種技術，核心網絡中的網絡切片是可能的。軟件定義網絡的目的是將控制平面和數據平面分離。此外，控制平面應該通過API來編程，以引入管理的靈活性。支持SDN類平面分離是5G核心網絡體系結構的主要原則之一，因為它允許：
a、數據和控制資源的獨立調整；
b、數據平面更接近用戶設備；
c、適當選擇不同切片所需的數據平面功能。
3、網絡切片的3種部署場景
（1）共享切片與獨立切片縱向分離。端到端的控制面切片作為共享切片，在用戶面形成不同的端到端獨立切片?？刂泼婀蚕砬衅瑸樗杏脩舴?，對不同的個性化獨立切片進行統(tǒng)一管理，包括鑒權、移動性管理和數據存儲等。
（2）獨立部署各種端到端切片，每個獨立切片包含完整的控制面和用戶面功能，形成服務于不同用戶群的專有網絡，如CIoT、eMBB和企業(yè)網等。
（3）共享切片與獨立切片橫向分離，共享切片實現一部分非端到端功能，后接各種不同的個性化獨立切片。典型應用場景包括共享的vEPC+GiLAN業(yè)務鏈網絡。
5G技術作為面向未來新需求的新一代通信技術，已經獲得了全球范圍的廣泛關注，并得到了幾乎所有電信運營商。電信設備制造商和研究機構的支持，其技術發(fā)展獲得了全產業(yè)鏈的支持，為未來商用做好了充分準備。
在網絡切片的推動下，未來萬物互聯的場景將會得到實現。自動工廠、遠程醫(yī)療、無人駕駛、車聯網等以超高速率、超低時延、高可靠性的通信為基礎的新技術日益普及，這給人們的生活帶來了更大便利，極大地改變了人們的生活方式。
