網絡切片“火鍋論”:同一口鍋,不同的夢想
這“屋里蒸饅頭,屋外鐵板燒”的三伏天里,空調配火鍋簡直是人生一大美事。說到火鍋,絕對是來自五湖四海飲食習慣不同的小伙伴一起聚餐的首選,口味不同沒關系,番茄鍋、菌湯鍋、牛油鍋、麻辣鍋、鴛鴦鍋甚至是泰式冬蔭功鍋多種類型任君挑選。
其實網絡技術發展也跟火鍋一樣,如果把1G-2G-3G-4G的發展看作是一條直線演進路線,那么到了5G就是從“直線”向“面”的擴張,從人與人連接轉換到了萬物互聯的時代,物聯網設備和數據流量開始呈現爆炸式增長。
網絡切片的“九宮格”火鍋:你要的“火候”我都有
就像五湖四海小伙伴的口味千差萬別一樣,不斷涌現的各類新業務和應用場景對網絡功能、連接性能及安全性等方面的需求也存在著很大的差別。
無人機或云端游戲等類型的新興業務,它們對時延的要求很苛刻,要求網絡能在極短時間內響應,避免出現隊友上去開團,而自己卻卡成PPT的尷尬狀況;而像4k/8K視頻等業務則需要高帶寬,對時延沒太大的要求;像賽事、演唱會等人流密集的地方則是大連接的需求。
如果每種業務場景都要單獨新建網絡的話,這個成本是巨大的,但用同一張網絡去承載不同的業務,很難同時滿足高帶寬、低時延、高可靠性等需求,這就要求5G必須要靈活方便且能滿足不同的業務需求。
就像九宮格火鍋,中間格火力旺盛不宜久煮,適合放一些質地嫩脆、頃刻即熟的食物,比如毛肚、鴨腸等。旁邊格(十字格)火力稍弱,但火力均勻適合煮食,長時間加熱鎖住食材原香的種類,如菇類、肉丸、蓮藕等。四角格屬文火,火力溫和適合燜菜,讓食物軟糯入味,如腦花、鴨血、鵪鶉蛋、肥腸等。為了給不同的業務提供差異化保障服務,3GPP提出了網絡切片的需求,就像“九宮格“、”鴛鴦鍋“一樣,不同的切片共享網絡物理資源(火力、鍋身),但又可以滿足不同場景的不同需求。
說到現在,那么什么是網絡切片呢?真的是像切土豆一樣把5G網絡切成片嗎?
1.切片定義
我們可以把交通系統比作網絡,1G/2G時期業務單一、需求少,網絡傳輸就像鄉間小路的車輛一樣。
3G/4G時期數據業務異軍突起,車輛增多,單一路徑已無法滿足日常需求,于是就出現了雙向車道。
到了5G時期,車流量成指數級增長,極易造成交通堵塞,于是交通部門就劃分出了BRT快速公交通道,非機動車專用通道等,劃分越精細,通行效率就越高。
網絡切片(Network Slicing)是指在同一網絡基礎設施上,將運營商的物理網絡劃分為多個邏輯獨立的虛擬網絡,每個虛擬網絡具備不同的功能特點,可以靈活的應對不同的需求和服務,這些虛擬網絡相互隔離,其中一個發生故障不會影響到其它虛擬網絡。
網絡切片有下面四個特性:
- 隔離性:不同的網絡切片之間互相隔離,一個切片的異常不會影響到其他的切片。
- 虛擬化:網絡切片是在物理網絡上劃分出來的虛擬網絡。
- 按需定制:可以根據不同的業務需求去自定義網絡切片的業務、功能、容量、服務質量與連接關系,還可以按需進行切片的生命周期管理。
- 端到端:網絡切片是針對整個網絡而言,不僅需要核心網,還要包括接入網、傳輸網、管理網絡等。
2.切片類型
切片可以按照業務場景和訪問對象的不同分為以下幾種類型。
(1)基于業務場景的切片
目前主流的方式是基于業務場景進行切片,分為eMBB切片、mMTC切片及uRLLC切片,也就是5G網絡切片的三大應用場景。
- 增強型移動寬帶(eMBB):顧名思義針對的是大流量移動寬帶業務,該類型業務要求蜂窩網絡提供大帶寬,AR/VR、4K/8K超高清視頻等業務屬于該類型。
- 海量機器類通信(mMTC):針對大規模物聯網業務,對帶寬和移動無要求,但是要求蜂窩網絡支持海量接入。
- 高可靠低時延通信(uRLLC):該類業務要求蜂窩網絡提供超高可靠超低時延通信,例如無人駕駛等業務(3G響應為500ms,4G為50ms,5G要求0.5ms)。
(2)基于切片資源訪問對象的切片
可根據切片功能資源是否可被其他切片資源共享,分為獨立切片和共享切片。
- 獨立切片:是指擁有獨立功能的切片,網絡資源經切片后,指定的用戶對象群體或業務場景可獲得網絡側完整且獨立的端到端網絡資源和業務服務,不同切片間的資源邏輯上相對獨立,切片資源僅在相應切片內部可被調用并提供服務。
- 共享切片:是指切片資源仍可供其他不同的獨立切片共享調度和使用,以提供部分可共享的業務功能和服務,提高資源利用率。共享切片提供的功能可以是端到端的,也可以提供部分共享功能。
5G網絡切片技術是實現網絡架構的多元化架構關鍵方法之一,隨著虛擬化等技術的不斷發展,網絡切片的價值和意義正在逐漸顯現。Gartener的研究報告指出,5G的最大收入潛力將是網絡切片開發,網絡切片作為5G網絡為適配不同的業務需求進行的靈活配置,又會帶來商業模式的哪些變革?
5G網絡切片商業模式的變革
近些年來運營商都陷入了困境,電信業務的收入持續下降,中國移動今年一季度營收1850億,比上年同期下降0.3%,而利潤下降了8.3%。
“傳統電信商業模式在2G是語音經營,3G和4G是流量經營,4G時代的流量經營已經走到盡頭,5G需要全新的賺錢模式和全新領域。”在5G時代運營商需要開創一個多元的經營模式,而網絡切片技術一直被專家視為能夠提升運營商的經濟效益,成為5G商業價值變現的“利器”。
在切片商業模式中,電信運營商的關鍵業務是向各個垂直行業銷售行業切片,據GSMA估計,到2025年運營商在網絡切片方面的收益將達到3000億美元。
運營商在5G網絡中可以以兩種形態提供網絡切片,一種是運營商將網絡切片作為網絡的內部實現,不對外呈現;另一種是以NSaas(網絡切片即服務)業務方式提供給第三方。
作為內部網絡時,網絡切片不是提供給客戶的通信服務產品的一部分,而是運營商出于內部網絡優化等目的,部署網絡切片來為客戶提供通信服務。以Nsaas業務方式提供給第三方,行業客戶可以通過開放的接口把網絡切片和自己的應用相結合,可以自由地使用和管理切片網絡,實現更便捷的服務,更好地滿足用戶的定制化需求。
5G網絡切片技術是運營商介入垂直行業市場的機會,將會開拓眾多垂直領域的新業務,促成新的商業模式和新的生態環境。另外網絡切片可以在業務部署過程中實現隔離,減少了業務和網絡功能的集成,從而加速新業務的推出,提升運營商的新業務收入。
面向2020年及未來,5G技術的發展將越來越成熟。網絡架構的多元化是5G網絡的重要組成部分,而網絡切片技術是實現網絡多元化架構的關鍵方法。在5G和網絡切片等技術不斷發展的推動下,我們所追求的萬物互聯終將會成為現實,而智慧工廠、遠程醫療、自動駕駛、無人飛機等新興業務會日益增多,給我們的生活帶來極大的便利,開創另一種全新的生活模式。
今天就先講到這里啦,后面將講解端到端網絡切片的實現原理、常見問題和技術難題等,一層一層剝開網絡切片的心,敬請期待。
參考鏈接:
1.https://wenku.baidu.com/view/ee82121e3d1ec5da50e2524de518964bcf84d281.html
2.http://www.sohu.com/a/257683684_468736
3.https://mp.weixin.qq.com/s/rtnlMPVanBE_8sSyJ1SnIA