网络切片分级白皮书

2020年3月网络切片分级白皮书目 录引 言分级原则及架构分级方案3.1 5G网络切片隔离能力3.2 5G网络切片安全能力3.3 运营运维模式3.1.1 无线切片隔离方案3.1.2 传输切片隔离方案3.1.3 核心网切片隔离方案4.1 公众网切片用例4.2 行业网切片用例4.1.1 公众网切片场景及需求4.1.2 云游戏网络切片组网4.2.1 行业网切片场景和需求4.2.2 超高清直播回传切片组网方案4.3 行业网（特需行业）切片用例4.3.1 特需行业切片场景和需求4.3.2 电网切片组网方案123典型用例分级建议4成本分析5产业应用建议6总结及展望7附录85G不仅是无线技术的一次升级换代，更将带来网络服务架构的变革。“网络切片”是5G区别于4G的标志性技术之一，通过逻辑“专网”服务垂直行业，是运营商拓展行业客户、催生新型业务、提高网络价值的有力抓手。目前，电力、媒体、银行、工厂和交通等很多行业伙伴已经对网络切片技术表现出极大的热情，希望借此培育创新业务、实现产业升级。当前网络切片技术在R15版本中（3GPP是制定5G标准的主要标准开发组织，并于2019年6月冻结了其首个支持切片的版本，即Rel-15版本。）已经初步实现网络切片的基本功能和基本流程的定义，为第一波5G部署和网络切片业务商用奠定了坚实的基础。但切片作为一个按需定制的端到端的逻辑网络涉及到无线、传输、核心网和管理域，如果完全按照各个领域的能力进行排列组合将会形成非常多的选择。在商用初期，如何能让行业更清晰的认识切片的能力并能最优匹配到大部分的行业应用是一个亟需解决的问题。本文聚焦于5G网络切片的分级，基于当前标准定义、产业在商用初期产品实现上的进展以及结合垂直行业需求经验给出当前5G端到端网络切片的5个能力等级；详细分析包括无线、传输、核心网的具体实现的不同能力等级以及安全、运营能力等影响切片分级的重要因素；基于上述的给出的能力及切片等级进行成本分析，给出不同级别切片的商业价格参考；根据几个典型垂直行业应用场景归纳垂直行业对5G网络及切片的需求并进行切片级别匹配，为行业应用提供定制化服务参考；最后，总结5G网络切片在产业的成熟度并展望未来应用趋势。总之，5G网络切片分级的划定，对垂直行业能够选择到更合适的切片网络具有重大参考意义。网络切片分级是垂直行业引入网络切片的前提，只有对网络切片所能提供的能力更加了解，才能更好的推动切片技术在各行各业的应用和推广，为垂直行业打造更加适配的逻辑“专网”和服务。引言1不同于传统的4G网络“一条管道、尽力而为”形式，5G网络切片旨在基于统一基础设施和统一的网络提供多种端到端逻辑“专用网络”，最优适配行业用户的各种业务需求。从性能指标、功能差异、对网络的需求、运维模式等方面分析后，可以将用户对5G需求归纳为2大类：1. 公众网用户需求：全面继承4G时为个人提供的业务，保证一致甚至更好的用户体验。2. 行业网用户需求：1）普通行业需求：面向普通行业用户，存在一定的隔离、业务质量保障需求，在连接管理等方面有定制化差异。2）特需行业需求：面向电网、党政军等具有高度隔离、或者高业务质量保障等特殊需求的用户，安全等级要求极高。5G公众网与行业网既有共享，又有区隔。公众网与行业网共享核心网硬件资源池、传输资源、无线资源，充分发挥网络规模效应；此外，公众网与行业网用户层面可以分别采用物联网码号和公众网码号进行隔离，又可独立网元、独立资源、独立基站等，提供多样的灵活架构和配置方式。总之，为应对上述两大类5G网络切片需求，综合考虑隔离性以及部署运营要求，5G网络切片分为公众网切片、行业网切片两个相对独立的网络。本文针对性的推出不同能力的多等级切片解决5G用户的差异化需求。2. 分级原则及架构核心网传输网无线网终端公众网行业网行业(普通、VIP)行业(特需)UDMPCFNSSFAMFSMFNRFUDMPCFNSSFAMFSMFNRFUDMPCFNSSFAMFSMFNRF大网（公网专用）大网（公网专用）定制建网定制建网UPFUPFUPF图 1 行业网和公众网组网方式根据网络现有能力，在不同切片等级内组合无线、传输、核心网和安全及运营等能力，匹配网络最有可能的部署策略，总共形成5种切片能力等级满足5G三大类需求。能力分级示意图如下图所示： 网络切片分级说明如下表所示：表1 网络切片分级切片等级网络类型等级划分资源定制业务体验资源隔离定义安全运营运维定制化服务L0L1L2L3L4公众网行业网普通VIP普通特需VIP基于5G公众网基础设施构建，无特殊需求基于5G公众网基础设施构建，叠加定制化需求基于5G行业网基础设施构建，提供增值服务基于5G行业网基础设施构建，提供部分资源独占及高级服务基于5G行业专网设施构建，提供全部资源独占能力及可靠性服务。完全共享基本安全无默认定制化定制化定制化定制化无可视可管可管eMBB增强安全业务特性安全业务特性高阶安全全面高阶安全完全共享（或部分独占）完全共享（或部分独占）部分独占完全独立1、切片等级：一共五个切片等级：L0-L42、网络类型：一共两种网络类型：公众网，行业网3、等级划分：公众网有两种等级：普通、VIP；行业网有三种等级：普通、VIP和特需4、切片分级定义：为每一种切片等级进行具体的定义。5、资源定制：一共三种选项：完全共享、部分独占和完全独立。建设初期会将公众网和行业网区分开，具有天然隔离的优势。资源定制指的是无线、传输及核心网的资源隔离程度，具体分类说明详见3.1章。L0公众网-普通L1公众网-VIP高隔离度高性价比尽力而为无差异化L2行业-普通L3行业-VIPL4部分差异化有条件差异化有条件确定性超高确定性高体验行业-特需6、业务体验：1）安 全：一共五种选项：基本安全、eMBB增强安全、业务特性安全、业务特性高阶安全和全面高阶安全，根据不同切片等级及网络类型配套不同的安全能力，具体分类说明详见3.2章。2）运营运维：一共三种选项：无运营运维，行业可视和行业可管，具体分类说明详见3.3章。3）定制化服务：除公众网普通用户无特殊需求外，从L1-L4均需要不同的质量保障能力，需根据不同场景按需求提供。除上述几大网络基础能力（网络资源、隔离性、运营运维、安全和SLA）外，不同的垂直行业还会有各自的定制化需求，需要网络切片提供定制化能力，如支持Non-IP传输、支持时钟同步、支持设备高处理速度等，都可以在上述每种能力等级基础上额外叠加。当前切片分级白皮书主要针对eMBB和低时延切片，后续uRLLC及mMTC场景根据标准完善情况和现网成熟度再进行等级优化。根据第二章节的描述，我们已经将5G网络切片根据三种类型需求分为L0-L4五种能力等级，主要通过四个维度：网络资源隔离性、运营运维、安全和定制化服务来区分每种能力等级。本章将基于上述维度，从各个域分析，给出五种分级能力的详细方案。在无线空口保障中，绝大部分都是通过差异化QoS优先级方式进行业务保障，以提升频谱这类稀缺资源的使用效率，但随着5G逐步渗透到各行各业的生产和管理环节，就需要无线侧提供不同等级保障；1、基于QoS的调度：可以确保在资源有限的情况下，不同业务“按需定制”，为业务提供差异化服务质量的网络服务，包括业务调度权重