5G关键技术 ----网络切片

不同场景有不同需求

5G里面的三大场景：

（1）eMBB:增强型移动宽带

对连接密度和延迟时间要求不高

（2）mMTC:大规模机器通信

对连接密度要求高，这就要就核心网的UPF覆盖范围大，离基站比较远

（3）uRLLC：超可靠和低时延通信

对延迟时间和移动性要求高，UPF离基站比较近

满足不同需求----切片的提出

不是建立多个5G网络，而是1个5G网络，满足多个应用场景。

网络切片定义：

一个5G网络切片是一组网络功能、运行这些网络功能的资源以及这些网络功能特定的配置所组成的集合。

这些网络功能及其相应的配置形成一个完整的逻辑网络，这个逻辑网络包含满足特定业务所需要的网络特征，为此特定的业务场景提供相应的网络服务。

网络切片的优势：

网络切片允许共享同一基础设施的运营者为切片配置网络以及定义具体功能，

并且可以根据运营者的策略通过SDN、NFV灵活地动态创造以及撤销切片。

这样可以灵活的管理网络资源，通过只提供必要的网络资源以满足服务需求来极大的提高网络资源的利用率。

端到端网络切片的实现

终端切片 接入网切片 传输网切片 核心网切片 切片管理系统

1. 虚拟化技术、
2. 控制面与用户面分离解耦、
3. 网络功能与实体网元解绑、
4. 核心网、接入网、传输网甚至终端都要具备切片的能力

• 核心网：要定义统一的功能服务模板还有服务总线 SBA这种架构，

  ​ 可以给上层的业务提供标准的网络接口。这样即可转化为 纯粹的虚拟化架构。

• 传输承载网：对底层的网络节点，网元拓扑链路和基础设施资源也进行虚拟化，统一安排。上层也可以进行调用，甚至逻辑隔离

• 接入网：空口资源和网元的部署 进行切分。

• 终端切片：更多的是概念上的描述

  切片管理系统：网络基础设施、切片策略等进行统一的管控；根据业务的需求、调配、各层级网络的资源；完成编排，实现切片的设计、生成、运营、移除等等。

核心网切片

左图：规范定义的标准的三个切片，不管那个运营商网络都要有，这是最基本的；

​ 便于在漫游的时候，终端从一个网路漫游到另一个网络，服务质量不至于发生变化。

​ 通过接入网（RAN）手机就可实现这种完整的逻辑网络。具体的实现：右图

右图：三个框，代表三个切片

核心的网元已经变成NF网络功能。

网络功能：有专用网络功能、共享网络功能、全局网络功能（例：NSSF）

样例：

同一种颜色代表共享的NF，切片A和B共享了较多的NF。

切片C 自己专用的一套NF。

核心网通过不同的NF的划分来进行网络的切片。

网络切片与QoS的区别：QoS是在单一网络上适用 而网络切片可从资源上、网络功能上进行区分；

规范中核心网切片的选择

R15是3个，R16加了一个V2X；

SD是内部的区分，例如：同样是eMBB,视频和下载的类型不一样。SD是同一类型切片的区分器。

1）SST（Slice/Service type），切片/服务类型，它指的是在功能和服务方面的预期网络切片行为。

2）SD（Slice Differentiator），切片差分器，这是可选信息，补充切片/服务类型，以区分相同切片/服务类型的多个网络切片。

Subscribed S-NSSAIs：订阅S-NSSAI，属于用户的订阅数据。

Default S-NSSAI：默认S-NSSAI，根据运营商的策略，用户的订阅S-NSSAI中可能会一个或多个被设置为默认S-NSSAI；如果UE在注册请求消息（Registration Request）没有携带Allowed NSSAI，则网络会使用默认S-NSSAI来给UE提供服务，如果默认S-NSSAI存在的话。

Requested NSSAI：请求NSSAI，也就是UE在注册请求消息(Registration Request)携带的Allowed NSSAI。

Allowed NSSAI：允许NSSAI，表示UE请求的NSSAI中，哪些S-NSSAI被网络允许了，网络会在注册接收消息（Registration Accept）的"Allowed NSSAI" IE 带给UE。

Rejected NSSAI：拒绝NSSAI，表示UE请求的NSSAI中，哪些S-NSSAI被网络拒绝了，网络会在注册接收消息（Registration Accept）的"Rejected NSSAI" IE 带给UE。

Configured NSSAI：配置NSSAI，网络配置给UE使用的NSSAI，收到这个配置参数收，UE就知道网络下有哪些S-NSSAI可用；网络会在注册接收消息（Registration Accept）的"Configured NSSAI" IE 带给UE，如果注册后UE的配置有变化，则网络可通过Configuration update command通知UE更新；UE会在非易失存储空间保存每个网络给它配置的Configured NSSAI 【见TS24.501 Annex C】；每个PLMN最多只能配置一个Configured NSSAI。

核心网切片选择

并非标准的流程，便于理解版！

注册：选择AMF 和 PDU会话的建立 两个部分

AMF选择

1）UE发起注册 UE->AMF

Registration Request里面包含Request S-NSSAIs;

2）AMF->UDM请求切片信息

3）UDM->AMF进行响应，包含Subscribed S-NSSAIs;查询用户签约的切片数据 返回 属于用户的订阅数据。

如果AMF不是需要的AMF，

4)AMF->NSSF 发起请求

5）NSSF->AMF返回，哪一个是UE需要的AMF,Target AMF

（A） （B)执行一个就好，分别对应的是需不需要重定向Target AMF

在做业务的时候，要选择用户面，这是另外一个流程

PDU会话建立

一个PDU会话，只对应于 一个切片 1:1

要使用不同切片的业务就建立不同的PDU Session

一个PDU Session 里面的S-NSSAI 只有一个，发给AMF

1）UE->AMF UE向AMF发起PDU会话建立请求,一个PDU Session 里面的S-NSSAI 只有一个，发给AMF

2）AMF->NSSF,AMF不清楚找哪一个SMF,到NSSF查询

3）NSSF->AMF，查询结果返回给AMF

4）AMF->NRF，AMF再向NRF，查询SMF的地址

5）NRF->AMF，把查询到的地址，返回给AMF

6）AMF->SMF，AMF查找到对应的SMF，把请求发送给SMF

7）SMF->UPF 会话建立，SMF来选择该切片对应的UPF。例如，如果uRLLC切片则选择一个下沉到接入网的UPF；eMBB切片就可选择一个全局的UPF；等等

8）SMF->AMF 选择好之后进行一个响应，PDU会话建立响应；

9）10）11）反馈给UE，然后就是AMF登记

12）13）14）涉及到PDU Session的更新

传输网切片

硬切片：例如通过信道，信道使用不同的

软切片：L2 L3有软管道，可实现逻辑隔离，例如不同的QoS,时延不同，丢包率不同等

接入网切片

通过网元的不同部署模式，实现接入网的不同切片。

终端切片

概念性 的

a)没有切片

b)垂直切分，不同APP，使用不同OS（操作系统）；不同OS使用不同CPU；相当于一个终端使用两个不同的内核。

c)水平切分，横向的切分方式。操作系统和应用能感知到不同的网络切片，里面会进行调度，相应的里面的CPU也可进行调度；比较灵活的方式。

切片管理系统

参考链接：https://www.bilibili.com/video/BV1jt411j7PK（视频资源）
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最后

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