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5G需要怎樣的網(wǎng)絡(luò)切片?

2020-05-14 08:41 網(wǎng)優(yōu)雇傭軍
關(guān)鍵詞:5G網(wǎng)絡(luò)切片

導(dǎo)讀:網(wǎng)絡(luò)切片,大家應(yīng)該都很熟悉了。

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(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬、時(shí)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(gè)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(dòng)車聯(lián)網(wǎng)、智能工廠、無人機(jī)等海量垂直行業(yè)應(yīng)用,使能全社會(huì)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(shí)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(yùn)營(yíng)方式進(jìn)行分流隔離,比如設(shè)置BRT快速公交通道,非機(jī)動(dòng)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)椤叭诤闲袠I(yè)服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施”,運(yùn)營(yíng)商的商業(yè)模式也將從原來向消費(fèi)者“賣流量”擴(kuò)展為向各行各業(yè)“賣網(wǎng)絡(luò)能力”、“賣服務(wù)”,從而可實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)價(jià)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(duì)龐大而復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施,運(yùn)營(yíng)商該怎樣“切片”呢?如何“下刀”?

像切面包一樣嗎?根據(jù)每個(gè)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(jì)算和存儲(chǔ)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(shí)際上,網(wǎng)絡(luò)切片背后的過程沒那么簡(jiǎn)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(gè)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(yùn)營(yíng)商租用一張“切片”來為其無人機(jī)巡檢業(yè)務(wù)提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。

2)切片管理平臺(tái)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(jī)巡檢具體需要多大帶寬、多低的時(shí)延、多高的可靠性來支撐,有多少個(gè)無人機(jī)連接,巡檢區(qū)域是什么地方等。

3)切片設(shè)計(jì)

確定SLA需求后,根據(jù)該需求對(duì)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?fù)涞冗M(jìn)行設(shè)計(jì)。由于網(wǎng)絡(luò)切片設(shè)計(jì)很復(fù)雜,通常會(huì)先定義好各種網(wǎng)絡(luò)切片的基礎(chǔ)模板,再基于模板進(jìn)行修改、優(yōu)化。

4)切片實(shí)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?fù)涞炔渴鹪谔摂M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(yùn)維

就是指在網(wǎng)絡(luò)切片運(yùn)行階段,對(duì)網(wǎng)絡(luò)切片進(jìn)行監(jiān)控、調(diào)整等,以實(shí)時(shí)保障切片SLA。切片運(yùn)維可開放給垂直行業(yè)租戶,以便他們能實(shí)時(shí)了解和優(yōu)化調(diào)整切片網(wǎng)絡(luò),以及二次開發(fā)運(yùn)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(gè)過程是考驗(yàn)技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)的,原材料的比例得精準(zhǔn),而且還不能“慢工出細(xì)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(xiàn)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(dòng)等全球主流運(yùn)營(yíng)商進(jìn)行了多個(gè)行業(yè)的應(yīng)用試點(diǎn),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(dòng)多維智能動(dòng)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(diǎn)?

切得更細(xì)

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(jì),借鑒了“微服務(wù)”設(shè)計(jì)理念采用SBA架構(gòu),將VNF進(jìn)一步分解為粒度更小、無狀態(tài)、相對(duì)獨(dú)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(shí),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(jì)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(shí)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(duì)網(wǎng)絡(luò)功能組件、網(wǎng)絡(luò)資源、連接拓?fù)涞冗M(jìn)行靈活設(shè)計(jì)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(xì),才能既不浪費(fèi)材料,也讓客戶滿意。網(wǎng)絡(luò)切片的設(shè)計(jì)和部署過程也相似,只不過由于移動(dòng)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(yàn)細(xì)功。比如行業(yè)需求包括網(wǎng)絡(luò)性能、服務(wù)功能等多個(gè)維度,一個(gè)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(shí)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(jì)算限制,能夠基于SLA精準(zhǔn)計(jì)算,對(duì)網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷、拓?fù)涞热謱?shí)時(shí)數(shù)據(jù),通過在線模型優(yōu)化等算法達(dá)成SLA動(dòng)態(tài)驗(yàn)證、成本最優(yōu),輸出網(wǎng)絡(luò)資源模型,實(shí)現(xiàn)多維度網(wǎng)絡(luò)需求到精準(zhǔn)模型的轉(zhuǎn)換。

同時(shí)華為對(duì)網(wǎng)絡(luò)功能進(jìn)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(shí)時(shí)性更強(qiáng)。

切得更快

預(yù)計(jì)未來運(yùn)營(yíng)商將設(shè)計(jì)和維護(hù)數(shù)百個(gè)甚至數(shù)千個(gè)網(wǎng)絡(luò)切片,若靠傳統(tǒng)人工方式對(duì)不同行業(yè)的切片需求進(jìn)行調(diào)研、設(shè)計(jì),以及逐網(wǎng)元部署、撥測(cè)驗(yàn)收等,一個(gè)新業(yè)務(wù)上線要耗費(fèi)數(shù)月時(shí)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(chǎng)業(yè)務(wù)變化,自動(dòng)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(dòng)多維智能動(dòng)態(tài)切片解決方案基于全自動(dòng)可編程流水線引擎,可實(shí)現(xiàn)在線化調(diào)研和網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì),以及一鍵式自動(dòng)化部署。通過華為MAE-CN(MBB Automation Engine,移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)操作引擎)構(gòu)建在線化自動(dòng)編排和部署,實(shí)現(xiàn)周級(jí)切片開通。

根據(jù)不同的商業(yè)場(chǎng)景和安全隔離要求,華為的全自動(dòng)多維智能動(dòng)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(chǎng)景和商業(yè)模式訴求。專網(wǎng)隔離模式滿足如電網(wǎng)差動(dòng)保護(hù)這種對(duì)時(shí)延、抖動(dòng)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(chǎng)景,如視頻監(jiān)控類、直播類等場(chǎng)景。這要求控制面實(shí)現(xiàn)切片級(jí)用戶管理,轉(zhuǎn)發(fā)面實(shí)現(xiàn)切片級(jí)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(gè)端到端的網(wǎng)絡(luò)切片,縱向看每個(gè)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(tái)終端可能會(huì)同時(shí)接入多個(gè)切片,可謂縱橫交錯(cuò),非常復(fù)雜。

面向行業(yè)多維度需求的切片在運(yùn)行過程中,可能會(huì)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(yàn)的偏差,甚至行業(yè)應(yīng)用故障。要實(shí)現(xiàn)端到端SLA的實(shí)時(shí)保障,需要對(duì)網(wǎng)絡(luò)多項(xiàng)指標(biāo)實(shí)施分段監(jiān)控,并能夠進(jìn)行預(yù)防性保障。

華為全自動(dòng)多維智能動(dòng)態(tài)切片使用輕量級(jí)監(jiān)控方案,對(duì)切片用戶數(shù)、吞吐、用戶級(jí)帶寬、時(shí)延等指標(biāo)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控,并對(duì)時(shí)延進(jìn)行端到端分段定界,實(shí)現(xiàn)切片級(jí)和用戶級(jí)多維監(jiān)控,SLA狀態(tài)秒級(jí)精準(zhǔn)感知。并通過端到端多維數(shù)據(jù)的采集,進(jìn)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(shí)現(xiàn)基于AI的SLA動(dòng)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(duì)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(jī)器人都在線接受指令,并能夠在規(guī)定的帶寬、時(shí)延要求下工作,使生產(chǎn)過程順利進(jìn)行。對(duì)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(gè)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(dòng)多維智能動(dòng)態(tài)切片提供2B一站式運(yùn)營(yíng)平臺(tái),提供包含自運(yùn)營(yíng)、自運(yùn)維的行業(yè)自服務(wù)關(guān)鍵能力。企業(yè)通過統(tǒng)一的運(yùn)營(yíng)平臺(tái),進(jìn)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(yùn)營(yíng),實(shí)現(xiàn)商品自定義、自訂購、群組自管理。同時(shí)對(duì)已購切片提供用戶數(shù)、帶寬、時(shí)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(yùn)維服務(wù)。

簡(jiǎn)而言之,從華為全自動(dòng)多維智能動(dòng)態(tài)切片解決方案看,一個(gè)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(xì)

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(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)建模。

? 切得更快

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

? 切得更準(zhǔn)

基于輕量級(jí)方案實(shí)現(xiàn)切片級(jí)和用戶級(jí)的KPI指標(biāo)實(shí)時(shí)監(jiān)控,分段定界,網(wǎng)絡(luò)資源實(shí)時(shí)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(jí)分權(quán)分域管理,實(shí)現(xiàn)線上運(yùn)營(yíng)、運(yùn)維的開放、可視。