移动端与端基础 10

第8章5G网络的网络切片技术课件移动通信-端到端5G系统基础第8章5G网络的网络切片技术§8.1网络切片概述§8.2网络切片指标§8.3自动化网络切片§8.4承载网切片技术§8.55G承载网切片关键技术8.1网络切片概述移动通信-端到端5G系统基础8.1网络切片概述网络切片是一种对网络基础设施进行逻辑分区的方法，通过这种方法可以创建多个虚拟网络实例，从而实现了特定的网络资源能够高效地分配到给定的切片上。此外，网络切片还具备独特的服务质量(QualityofService，QoS)，它保证了定制的技术性能。最后，网络切片允许将特定的应用程序与给定的切片相关联，从而为用户提供了定制的、具有特定性能特征的专用通道。

8.1网络切片概述网络切片最初以一种相对简单和手动的方式存在，通常由网络运营商创建两个主要承载，即互联网数据和语音。此外，还可以选择性地创建一些专门的承载，例如物联网，以对现有的公共网络进行分区。最后，可以使用元素构建切片，例如专门的数据网关，其中包含了特定服务，如公共安全服务等。

8.1网络切片概述领域需求方案水平用户个人用户需要接入多个同时且关键的应用与服务用户设备至多同时连接8个切片垂直产业支持设备与机器应用能在不同的垂直划分的行业同时可以支持多个应用切片网络网络需建立不同QoS条件下的流量不同流量/总流量的比值相较于承载更灵活E2E管理1）切片间有效的区分；2）功能充足的网络切片管理；3）为应用自动化切片。1）专用切片区分器；2）专用5G核心网络功能；3）自动切片管理和编排E2E5G网络切片的不同用户及其需求8.1网络切片概述网络切片在5G端到端生态系统中扮演着至关重要的角色。尽管最基本的层面上，每个切片与特定的数据流相关联，但实际上网络切片的功能远远超出了这个简单的描述。8.1网络切片概述垂直产业SLA需求制造业1）实时控制的超低延时视频；2）基于云自动化的海量连接的传感器。运输业1）传感器的超低延迟、超相应、超可靠；2）高质量上行视频的极端吞吐量。医疗行业1）超低延迟的网络；2）超可靠与极端吞吐能力；3）提供关键的成像与即时反馈。运动与娱乐行业1）海量连接多种视频角度；2）为大量用户提供极端吞吐量与低延迟高清AR视频；公共安全1）多个视频源的极端吞吐量；2）低延迟；矿业1）超可靠与超低延迟的通信能源行业1）无人机需要的超低延迟；2）上行视频的极端吞吐量；垂直产业与SLA需求8.1

5G接入需求在10到100个切片之间的范围内，切片的创建可能是手动的或自动的，取决于业务流程。在这个范围内，切片的应用开始包括专门的生态系统，例如车辆和工业4.0等领域。在100到1,000个切片的范围内，切片的应用将由应用工具和业务流程驱动。在这个范围内，切片的应用可能涉及引入特定企业版本的生态系统切片。例如，汽车供应商可能会在车辆到一切切片类别中拥有一个特定的切片，每个供应商提供一个独特的变体。在1,000到10,000个切片的范围内，切片的创建工具将需要完全自动化，由不需要深厚技术知识的销售团队操作。在这个范围内，切片的应用将受到所谓的"超本地化"的驱动，即为特定的公司和用户创建专门的切片，例如工厂和体育俱乐部。8.2网络切片指标移动通信-端到端5G系统基础8.2网络切片指标网络切片实现了网络功能的灵活定制，这涉及到两个主要方面：技术和业务。在技术方面，网络切片采用了服务质量（QoS）机制，用于描述和测量整体性能。QoS机制通过为特定类型的数据设置优先级或分配专用资源来管理和控制网络资源。传统的QoS方面关注吞吐量、延迟和可用性等指标，但5G技术扩展了这些方面，以满足新的性能需求；技术方面（服务质量）：需要确保系统的各个组成部分，包括无线电、传输、核心和应用，都提供技术上的服务质量，以保证端到端的服务质量。在业务方面，网络切片采用了服务水平协议。服务水平协议是服务提供商与其内部或外部客户之间的合同，记录了提供的服务内容和服务标准，明确了提供商必须满足的服务要求。业务方面（服务水平协议）：需要制定服务水平协议，明确切片的使用情况、建议的服务以及网络供应商和客户之间达成的合同要素。8.2网络切片指标每一个网络切片都会涉及到具体的服务请求，它支持服务水平协议和服务质量。切片的主要属性或要求包括：1.吞吐量：切片需要提供特定的数据传输速率，以满足用户或应用程序的需求。2.延迟：切片必须满足特定的延迟要求，以确保及时的数据传输和响应时间。3.可靠性：切片需要提供高可靠性，以确保数据传输的稳定性和可用性。4.移动性：切片可能需要支持移动用户或设备，并在用户从一个区域切换到另一个区域时保持连接。5.安全性：切片需要提供强大的安全性措施，以保护数据和通信的隐私和完整性。8.2网络切片指标通过3GPP标准，我们可以更详细地了解各种服务水平协议的要求，特别是在提供超可靠低延迟通信方面。以下是一些示例用例以及相应的要求：1.可用性要求：通信服务的可用性可能从3个9不等，即99.9%可用性。这意味着每年约有9个小时的不可用性。这种情况下，需要自动化监控来确保服务的可用性，类似于高压配电要求的可靠性。2.延迟要求：低延迟通信的范围广泛，从亚毫秒级的离散自动化运动控制，到50毫秒级的远程控制过程自动化。超低延迟通信可能需要在边缘云的应用和用户平面终止，以满足这些要求。3.连接密度要求：不同用例的连接密度要求差异很大。例如，离散自动化可能每平方公里需要10万个连接，而智能交通可能只需要1000个连接。8.2网络切片指标网络切片是5G网络中的一个关键框架，它允许网络服务按照不同用例和应用的需求进行灵活和定制化的配置。

8.2网络切片指标基于服务质量的切片实例8.2网络切片指标网络切片的创建和管理需要综合考虑多个因素，包括切片的服务质量要求、资源分配、传输路由、无线电资源管理等等。因此，对网络进行适当的调整和配置是确保切片正常运行的关键步骤8.2网络切片指标E2E切片整体构想8.3自动化网络切片移动通信-端到端5G系统基础8.3自动化网络切片自动化是切片可扩展性的关键推动因素8.3自动化网络切片8.3自动化网络切片5G网络切片的演进8.4承载网切片技术移动通信-端到端5G系统基础8.4承载网切片技术带宽：带宽是单位时间内网络能够传输的最大数据量。上下行速率：上行速率影响用户上传数据，下行速率影响用户下载数据。在实际应用中，为满足用户需求，下行速率通常设置得高于上行速率。时延：指数据从网络一端传输到另一端所需的时间。抖动：指同一业务流中不同数据包到达时间的差异。丢包率：指在网络传输中丢失的数据包占总传输数据包的百分比。影响：少量丢包对某些业务影响不大，但大量丢包会严重影响传输效率和应用体验。例如，在远程驾驶中，丢包可能导致安全问题。承载网的服务质量（QoS）是衡量网络服务性能的关键指标，通过带宽、时延、抖动和丢包率等参数来全面评估。这些参数为关键业务提供了服务质量保证，确保了用户可以获得稳定、可靠的网络体验。8.4承载网切片技术5G承载网的切片架构通常包括三个平面：网络管理平面、网络控制平面和网络数据平面。网络管理平面的主要任务是负责切片网络的维护、虚实映射的维护以及物理网络的维护。网络数据平面包括逻辑切片层、资源映射层和物理网络层。8.55G承载网切片关键技术移动通信-端到端5G系统基础8.55G承载网切片关键技术FlexE技术FlexE是一种在路由器中使用的技术，用于对物理接口进行逻辑切片，以满足不同业务对网络资源的需求。而OTN与ODUk则是光传送网络中用于划分子管道的技术，这些子管道可以独立地传输和管理数据，从而实现了带宽资源的灵活分配和隔离。8.55G承载网切片关键技术FlexE技术提供的大带宽、长距离传输FlexE子时隙8.55G承载网切片关键技术SPN架构本章论述题1.网络切片的基本原理是什么?2.网络切片的发展历程是如何演变的？3.什么是网络切片的主要属性或要求？简要描述每个要求的