支持个性化需求 络切片让5G分身有术

据 道，中兴通讯近日携手中国电信浙江公司助力中控集团开通全国首个5G独立组 （SA）站点，并将“5G切片+边缘计算+智能制造”在浙江成功试商用，助力企业打造5G智慧新工厂。

那么，新闻中提到的切片是什么？它具有哪些技术优势？在5G时代， 络切片技术有哪些应用场景？作为业务时延和安全性的重要保障， 络切片技术在应用上还面临哪些瓶颈？

将5G 络切成多张虚拟 络

从技术原理角度来看，通过对各种物理或逻辑 络资源，比如频段、时间、设备、端口、带宽等进行虚拟化， 络切片将 络资源切分成更细的粒度或者聚合成更粗的粒度，并借助相关软件灵活地将 络资源按需分配给不同用户，在满足每个用户个性化需求的同时，保证不同用户间的 络资源相互隔离。

在北京理工大学计算机 络及对抗技术研究所所长闫怀志看来，所谓 络切片，其本质上是5G时代移动通信 的一种按需组 方式。

“我们可以把5G移动通信 比作一整块面包，运营商将这块面包切成很多块，即多张端到端的虚拟 络，以支持更多业务。每张 络切片从无线接入 、承载 再到核心 都实现逻辑隔离，以适配不同的需求和应用场景。”闫怀志解释道。

那么， 络切片是5G时代的专属吗？

对此，黄韬并不认同。他指出， 络切片被大家所了解是因为5G的发展，不过从技术的角度来看， 络切片可被看作是一种通用的 络能力，这种能力并不专属于5G。事实上，2005年学术界就提出了 络切片的概念，一些虚拟专 和4G移动通信 络也可应用该技术，并在不同用户间进行部分隔离，但隔离的程度并不彻底，这种 络技术可被称为软切片。

“5G的愿景是在保留软切片能力的基础上，在技术上实现对5G 络端到端（包括空口、回传 、核心 ）的资源强隔离。”黄韬进一步指出，从服务体验上来看，分配给用户多少 络资源，用户就一定可以用多少，这种技术可被称为硬切片，但目前实现5G 络端到端的硬切片仍面临着比较大的技术挑战。

可按需定制隔离度不同的切片

有专家表示，4G 络的影响范围主要集中在消费领域，而5G 络有望为行业生产领域带来巨大改变。5G时代， 络切片将如何大显身手呢？

闫怀志指出，5G 络所提供的基础 络架构及其优良性能，为近来提出的 络切片应用提供了前提条件，二者相辅相成、相得益彰。而此前的2G到4G 络仅能满足消费领域的单一语音通信或上 需求，难以处理5G新应用场景下的海量数据。在2G到4G时代， 络切片既无强烈的应用需求，也不完全具备基本的 络支持条件。

当前，5G的大规模应用远未普及，相关应用生态正处于培育过程之中。闫怀志认为，未来可预期的典型5G应用场景包括智能系统、传统通信和 络服务、工业互联 络等，这些应用可依靠构建不同的 络切片来实现。

“这些应用在服务模式、可用带宽、传输速率、安全性及可靠性等应用需求上存在较大差异，因而对 络切片技术提出了很高的要求。”闫怀志说。

对此，黄韬也表达了相近的观点。他指出，部分行业生产领域对于 络的要求比较严格，如果发生 络资源竞争，将会给生产环节带来极大的风险与不确定性，而利用“软切片+硬切片”的组合技术，5G能针对不同行业的需求定制出隔离度不同的 络切片，以满足不同行业对 络的多样需求。

黄韬举例道，比如，既可以切分出低时延切片，也可以切分出高带宽切片，还可以切分出海量连接切片。如果用户对安全有极致的要求，还可以交付给用户端到端的独享切片。

因此，5G的 络切片作为一项基础性技术可以广泛地服务于各类行业应用。黄韬举例道，比如VR直播、自动驾驶、远程医疗等等，其中非常值得期待的，是5G 络切片在工业物联 领域中的应用。

“如果结合边缘计算、人工智能等先进技术，5G 络切片便可为制造业提供更强壮的‘四肢’与更智慧的‘大脑’，对制造的工艺与流程进行全面的观察、分析与优化，从而实现智能制造，提高 会的整体生产效率。”黄韬说。

实现端到端的硬切片并非易事

络切片技术的优势显而易见，但在实际应用中也面临诸多现实挑战。

对此，闫怀志分析道，一方面，不同的5G 络切片应用，需要配置与应用、业务相对应的独立 络，其接入机制、协议栈、接口等需要实现端对端耦合，目前尚无一个统一、规范的接入 络架构来支持不同的切片用户和业务接入。另一方面， 络切片的部署和管理相对复杂，在资源共享、负载均衡、计费机制、切片启停等方面还存在不少技术难题。

“因此，找到 络切片完整的技术解决方案，需要各 络产品供应商、 络服务运营商齐心协力，构建完整的端到端的全系列标准协同与产品体系，而且还应有效平衡好 络切片的成本和效益问题。”闫怀志指出。

事实上，从技术角度来看，最终实现5G 络切片端到端的硬切片也非易事。这需要对包括空口、回传 、移动核心 等环节逐个进行 络资源的隔离。在各环节上还面临一系列技术挑战，比如，空口在高密度接入场景下的隔离、回传 带宽的最小隔离粒度、核心 相应的业务流程等等。

“另外，考虑到真正意义上的 络端到端，5G其实只是完成了‘最后一公里’的接入，同样不能忽视的、甚至更为关键的是完成长途传送的互联 。”黄韬指出，对于数据传输，传统互联 所采用的服务模型是“尽力而为”（Best-Effort），即 络会尽最大可能来传输数据，但不能对时延、可靠性等性能提供保证。这就导致了传统的互联 环境，难以匹配5G 络切片所提供的能力，这可能会成为行业应用发展的另一个瓶颈。

对此，黄韬打了一个形象的比方：“这就好比只保证了用户从家门口到小区门口的路程，而无法保证其出了小区之后的路程，用户的体验是不完整的。”

在他看来，要解决这一问题，需要将互联 从传统的“尽力而为”升级为“确定可控”，这将是未来 络一个重大的研究方向，它将从根本上变革互联 的基因，推动“消费型互联 ”向“生产型互联 ”升级。