網絡切片從某種意義上可以認為是輕量級的5G專網,如果說垂直行業(yè)獨立5G專網需要大規(guī)模投資、技術研發(fā)和長時間商業(yè)驗證才能進入成熟發(fā)展期,那么網絡切片相對更容易落地。

5G自打誕生起就被賦予了有別于此前移動通信的更宏大的使命,即面向萬千垂直行業(yè)進行數(shù)字化賦能,這也是“5G改變社會”之說的來由?；谇邪贅I(yè)行業(yè)差異化的需求,5G專網成為了布局這一領域行之有效的手段。

從實現(xiàn)手段來講,5G專網主要有兩種實現(xiàn)方式,一種為基于獨立的網絡資源建設的5G行業(yè)網絡;另一種為基于公網按照業(yè)務需求定義的邏輯子網,也就是網絡切片。以目前來看,我國大陸運營商更偏向于“公網專用”為優(yōu)先的方案,并且從實際進展來看,后者的進度顯然要更快。

物聯(lián)網智庫專家趙小飛曾指出,“網絡切片從某種意義上可以認為是輕量級的5G專網,如果說垂直行業(yè)獨立5G專網需要大規(guī)模投資、技術研發(fā)和長時間商業(yè)驗證才能進入成熟發(fā)展期,那么網絡切片相對更容易落地。”

 談及5G切片,或許大多數(shù)非業(yè)內人士并不能理解為什么5G可以被“切片”。切片,意為從物體上切出一個扁薄的片狀,多用于生物、醫(yī)學當中。那么5G中的“切片”到底是如何切?切的是什么?能切出怎樣的價值?以及與專網相比為什么“它”更容易實現(xiàn)?這就是今天本文所要講述的。

5G切片是什么?為什么需要它?

面向5G,業(yè)界有一個著名的比喻,相比4G高帶寬的網絡像一把吹毛可斷、削鐵如泥的利刃,5G則更像一把靈活多變、功能十全的瑞士軍刀。

因為從5G的特征來看,其蘊含了三大原子能力——超大帶寬(eMBB)、超低時延和高可靠(uRLLC)以及海量連接(mMTC),因此5G主要面向的也是“海納百川”的物聯(lián)網。不同于當下主流的消費設備,物聯(lián)網領域千行百業(yè)、分門別類,對網絡的移動性、安全性、時延、可靠性,乃至計費方式分別提出了不同的需求。因而更需要5G網絡能因地制宜地提供差異化的解決方案。

比如,當5G應用于現(xiàn)下如火如荼的自動駕駛當中,往往在極短的時間里就能決定一車人的生命安全,這需要汽車除了有著敏銳的感知和計算能力之外,還要有絕對快的傳輸速度和比智能手機上更低時延的通信保障,通常這一延遲時間不能超過幾毫秒。

而在其他靜態(tài)物聯(lián)網應用中,比如消防煙感、水表氣表、測溫測試等領域,則通常對數(shù)據(jù)傳輸速度沒有太高的要求,也不需要太低的時延條件,但由于這些設備通常遍布城市每個角落,因而就需要海量的連接能力,保障它們的實時在線。

因而業(yè)界提出利用“網絡切片”來實現(xiàn)5G一張網感知千行百業(yè)不同業(yè)務類型的設想,原理就是將運營商的物理網絡劃分為多個虛擬網絡,每一個虛擬網絡根據(jù)不同服務需求,比如時延、帶寬、安全性、可靠性等來劃分,可以獨立為每一個應用場景提供服務。

用通俗的比喻來講,5G網絡就好比一條很寬的公路,切片就類似于在這條公路上劃分出不同的道路(網絡資源),每條道路上都有自己專屬的用途和規(guī)則(切片規(guī)則),承載不同的獨有適合的交通工具(業(yè)務需求),比如在自行車道上可以騎自行車,在公交專用道上可以跑公交車,在慢車道上可以跑低速行駛的小汽車等等,這樣就能最高效地發(fā)揮這條道路的交通屬性。

當然,上述例子僅顯示了在物理層面上的劃分,實際中5G網絡切片則可以發(fā)揮網絡功能虛擬化、軟件定義網絡等技術,理論上可以劃分出更多虛擬網絡。

5G切片“切”的是什么?

其實像網絡切片為不同數(shù)據(jù)業(yè)務進行分類,制定優(yōu)先級并不是5G時代的專利,從3G時代開始,數(shù)據(jù)業(yè)務讓手機上網這一業(yè)務異軍突起,并在后來的4G中甚至大有替代語音業(yè)務的勢頭。

數(shù)據(jù)的業(yè)務有許多種,但網絡資源卻是有限的,如何對不同的數(shù)據(jù)業(yè)務排定優(yōu)先級?最簡單的方式便是對業(yè)務進行不同的劃分,并按照業(yè)務需求給出不同的資源適配,從而做到網絡服務的最優(yōu)解,這就是QoS(Quality of Service)。

這種方式在4G時代可以說是大獲成功,QoS等級也從3G時代的4種增加到了9種,根據(jù)業(yè)務的不同需求進行了更加細致的劃分,在管理上提供更加精細化的服務。從第一等級到第四等級為保證速率類,比如會話語音業(yè)務、會話視頻業(yè)務等;第五等級到第九等級為不保證速率類,比如直播流媒體、交互式游戲等等。

但以上皆有一個共同點,無論3G還是4G皆是以服務人為主。廣和通IoT產品行銷總監(jiān)熊波表示,網絡發(fā)展一般分為三代,第一代以PC為連接點的互聯(lián)網,第二代以手機為主的移動互聯(lián)網,第三代則是正在快速發(fā)展中的物聯(lián)網。4G處在移動互聯(lián)網的階段,主要需求還是手機、平板等手持的設備,垂直行業(yè)類的業(yè)務需求不多,因而對切片的訴求并不大。

5G就像是一個擁有“三頭六臂”的“小哪吒”,比如eMBB主要在于網絡峰值速率、容量、頻譜效率、移動性、網絡能效等這些指標,與以往3G、4G發(fā)揮的主要功能一致;uRLLC主要在于高可靠性、低時延和移動性;mMTC則主要在于連接數(shù)量方面。

這三種功能實際對應的業(yè)務也是千差萬別,比如uRLLC就能滿足自動駕駛、遠程機器操控等對時延比較敏感的業(yè)務場景;mMTC對于數(shù)據(jù)下載的速度、移動性等指標沒有特別要求,但卻能廣泛適用于智能水表、氣表、煙感等應用場景中。

于是,要實現(xiàn)5G物聯(lián)網的宏大愿景,就需要把原來QoS只局限于一張網絡內部的二維服務模式立體化,拓展到三維。比如建立三大類子網絡——eMBB、mMTC和uRLLC,這些網絡之間相互獨立不受影響,每張子網絡內部的不同業(yè)務再使用Qos來管理。并且在同一類子網絡下還能再度資源劃分,形成更低一層的子網絡。比如對uRLLC切片再細化出自動駕駛類子網絡、工業(yè)控制類子網絡、遠程醫(yī)療子網絡……

總而言之,切片越多,就意味著應用越多,應用越多,也就意味著網絡的價值越大,進而得到的投資回報也就越大。

5G切片還是行業(yè)專網?

觸及到利益的爭論,一定有不同的意見,就如同文章開頭提到。其實在業(yè)界也一直存在兩種態(tài)度,一種力挺基于公網的模式,比如用切片技術來實現(xiàn);另一種則力挺基于獨立頻段的專網網絡。

熊波認為,按照業(yè)務需求定義邏輯子網,在一個物理網絡下切片運營,一般不需獨立網絡資源,有助于高效的讓垂直行業(yè)在一個5G物理網絡中運作。而獨立專網方式則需要申請獨立的網絡資源,建設運維成本都會比較高,對行業(yè)客戶的使用門檻會很高,不利于垂直行業(yè)的鋪開。

另外從標準方面來看,5G網絡切片經歷了R15版本的基本架構定義,R16版本的功能增強,具備了可使用的基礎能力,即將在明年凍結的R17中,也會對切片能力進行更細粒度上的增強。

并且,切片在5G Advanced也是一個技術發(fā)展重點,屬于使能的一部分,會在原來的基礎上進行技術增強:一是當前的網絡切片配置主要是通過手工配置,在5G-Advanced會實現(xiàn)智能化配置,比如配置參數(shù)的自動化的閉環(huán)控制;二是SLA(服務等級協(xié)議)保障,更好地保障SLA服務,同時讓切片用戶也能看見切片資源的使用情況;三是更好地結合垂直行業(yè),將切片業(yè)務和垂直行業(yè)自身的一些特點結合得更緊密,比如行業(yè)對切片網絡的查詢、跟蹤、預警需求。

當然,這也并不意味著基于獨立網絡資源的專網就無法發(fā)揮。不久前,工信部聯(lián)合發(fā)改委等十部門聯(lián)合印發(fā)的《5G應用“揚帆”行動計劃(2021—2023年)》中就提到,“開展5G工業(yè)專用頻率需求以及其他無線電系統(tǒng)兼容性研究,研究制定適合我國的5G工業(yè)專用頻率使用許可模式和管理規(guī)則。”

可以說,在將來很長的時間里,公專網可能會處于一個長期共存、互為補充的局面,在發(fā)揮基于公網的切片優(yōu)勢的同時,也將會探索出基于獨立頻段在特殊領域中為特殊行業(yè)用戶提供服務的可能。然而,總的來說我國獨立的5G專網的進度還是較為緩慢的。

而就切片來說,其進度并非一帆風順,但卻快速落地于物流、能源、電力等對切片需求更緊迫的行業(yè)中。5G應用最終落地取決于終端、芯片、系統(tǒng)集成等生態(tài)全方位的努力,而其中最關鍵的環(huán)節(jié)之一非模組行業(yè)莫屬了。

模組是垂直行業(yè)的5G入口,也是業(yè)務應用、操作系統(tǒng)、通信芯片的匯聚點,因而模組廠商要積極地投身到切片業(yè)務的研究探索中,和行業(yè)客戶、運營商、行業(yè)生態(tài)伙伴一起推動去解決:切片特性如何能方便地落地、切片如何和垂直行業(yè)應用結合地更緊密等問題。

前不久,廣和通加入到了5GSA聯(lián)盟,作為模組廠商,廣和通將與聯(lián)盟內的生態(tài)伙伴一同探討端到端切片治理系統(tǒng)建設,與生態(tài)伙伴共同推動垂直領域切片商用方案落地,在未來5G切片同盟的工作中創(chuàng)新商業(yè)模式和網絡切片治理方法,與同盟成員一起將切片應用到各個垂直行業(yè),助力數(shù)字化轉型,為社會締造更大價值。

結語

一句話,無切片,不To B有絕對的道理可言,切片也是以往代際移動通信區(qū)別于5G的關鍵差異,基于網絡切片,也讓5G真正有了賦能千行百業(yè)的技術支撐。

關于5GSA

5G切片產業(yè)聯(lián)盟(5G Slicing Association,5G SA)旨在聯(lián)合行業(yè)伙伴,運用5G網絡切片技術使能商業(yè)轉型,推動社會變革。面向千行百業(yè),打造按需定制差異化的5G網絡切片,通過5G切片技術為全行業(yè)、全社會創(chuàng)造更大價值。作為技術橋梁,5G SA將持續(xù)匯總各項目及組織在網絡切片領域的工作成果,并將成功案例傳遞給垂直行業(yè)。5G SA將不遺余力地探索5G切片商業(yè)模型,研究技術實現(xiàn)方式,促進行業(yè)高效運營,激活數(shù)字化業(yè)務創(chuàng)新。

本文特別鳴謝:深圳市廣和通無線股份有限公司IoT產品行銷總監(jiān)熊波提供采訪機會并給予支持。

參考資料:

1．《5G網絡切片賦予千行百業(yè)新機遇,商品化才能實現(xiàn)共贏?》物聯(lián)網智庫

2．《5G網絡切片,到底是什么?》．無線深海

3．《讀懂5G切片,這篇文章不可錯過!》．中興文檔

4．《通俗科普:什么叫5G網絡切片?》,網優(yōu)雇傭軍

5．《2000億美元的市場機遇: 5G切片, 切什么?怎么切?有何用?【物女心經】》物聯(lián)網智庫