中国联通 5G 网络切片白皮书 中国联合网络通信有限公司网络技术研究院 2018 年 6 月 中国联通 5G 网络切片白皮书 目 录 1 引言 ..................................................................................................................................... 1 2 5G 网络切片需求及挑战................................................................................................ 1 2.1 市场发展需求 .................................................................................................................... 1 2.2 网络挑战分析 .................................................................................................................... 2 3 5G 网络切片关键技术要求及解决方案 ..................................................................... 3 3.1 5G 网络切片整体架构 ....................................................................................................... 3 3.2 E2E 网络切片技术要求...................................................................................................... 4 3.2.1 核心网子切片技术要求 ................................................................................................. 4 3.2.2 无线网子切片技术要求 ................................................................................................. 6 3.2.3 传输网子切片技术要求 ................................................................................................. 8 3.2.4 切片编排管理系统技术要求 ......................................................................................... 9 4 5G 网络切片商业形态重构分析................................................................................ 11 4.1 5G 网络切片对业务及商业形态的影响 .......................................................................... 11 4.2 5G 网络切片典型业务场景及需求 .................................................................................. 12 4.2.1 自动驾驶 ....................................................................................................................... 12 4.2.2 增强现实 ....................................................................................................................... 13 4.3 面向 5G 网络切片的网络演进及业务需求对接规划 ...................................................... 14 5 总结和展望 ..................................................................................................................... 16 I 版权所有 ©中国联通网络技术研究院，2018 中国联通 5G 网络切片白皮书 中国联通 5G 网络切片白皮书 1 引言 5G 时代，移动通信技术将成为社会数字化发展的强力催化剂，未来的移动通信将进一 步发展并触及各种垂直行业，如自动驾驶、制造业、能源行业等，并持续在金融业、健康护 理等目前移动通信已有涉及的行业进一步深入发挥作用。移动通信网络潜力的进一步挖掘就 取决于这些垂直行业提出的多样化的业务需求。 但业务需求的多样性同样为运营商带来了巨大的挑战，如果运营商遵循传统网络的建设 思路，仅通过一张网络来满足这些彼此之间差异巨大的业务需求，那么对于运营商来说将是 一笔成本巨大同时效率低下的投资。基于这样的需求，网络切片技术应运而生，通过网络切 片，使得运营商能够在一个通用的物理平台之上构建多个专用的、虚拟化的、互相隔离的逻 辑网络，来满足不同客户对网络能力的不同要求。 由此，通过基于 5G 服务化架构的网络切片技术，运营商将能够最大程度地提升网络对 外部环境、客户需求、业务场景的适应性，提升网络资源使用效率，最优化运营商的网络建 设投资，构建灵活和敏捷的 5G 网络。 2 5G 网络切片需求及挑战 2.1 市场发展需求 5G 时代将是一个万物感知，万物智能和万物互联的时代。未来不同业务对于网络的要 求将是多样化的，例如智能家居、智能电网、智能农业和智能抄表需要大量的额外连接和频 繁传输小型数据包的服务支撑，自动驾驶和工业控制要求毫秒级时延和接近 100%的可靠性， 而娱乐信息服务则要求高质量的固定或移动宽带连接。上述服务需求表明 5G 网络需要更加 灵活，以支撑不同业务场景和环境下的差异性连接。 为了适配未来不同业务的需求，5G 网络被寄予了非常高的期望。5G 系统架构的设计 将直接影响到未来 5G 网元的性能以及网络能力的开放程度。同时，随着虚拟化技术的不断 成熟，未来 5G 网络需要充分实现底层虚拟化带来的挑战和诉求，通过变化上层设计最大程 度发挥虚拟化技术的优势。国际电信联盟（ITU）将 5G 时代的业务归纳成三种典型的类型， 增强型移动宽带（eMBB） 、超高可靠性低时延业务（URLLC）和海量机器类通信（mMTC） 。 1 版权所有 ©中国联通网络技术研究院，2018 中国联通 5G 网络切片白皮书 eMBB URLLC UHD(4K,8K) Personal Cloud Self-Driving Industrial Automation VR AR Tactile Internet Mission-Critical IoT (eHealth..) Smart City Smart Grid Smart Home Real-time telemetric, sensor network mMTC Machine to machine Person to machine Person to person 图 2-1 5G 业务趋势 2.2 网络挑战分析 随着技术和市场的发展，众多垂直行业将在 5G 时代完成数字化转型，例如德国提出的 工业 4.0，中国提出的中国制造 2025，以及炙手可热的人工智能技术在全球范围内的应用， 都需要借助网络来进行连接，并对网络，尤其是即将到来的 5G 网络，提出了新的挑战。为 通过网络切片实现众多垂直领域业务，网络需要实现按需的网络能力和灵活的运行与管理。 按需的网络能力 网络切片是 SDN/NFV 技术应用于 5G 网络的关键服务。一个网络切片将构成一个端到 端的逻辑网络，按切片需求方的需求灵活地提供一种或多种网络服务。考虑到 5G 网络能够 按照不同客户的需求灵活地划分网络切片，提供多种差异化的网络服务，5G 基础设施平台 需要选择由基于通用硬件架构的数据中心构成支持 5G 网络的高性能转发要求和电信级的 管理要求，并以网络切片为实例实现 5G 移动网络的定制化部署。 网络切片需要支持运营商，对时延、移动性、可用性、可靠性和数据速率等网络性能提 供差异化定制，例如有些情况需要 5G 系统支持的非常高的数据速率或流量密度，而另一些 情况需要支持非常低的延迟和非常高的通信服务可用性。 网络切片还需要支持针对公共安全、公司客户、漫游用户或托管 MVNO 等特定用户提 供逻辑隔离的网络，并对优先级、计费、策略控制、安全性和移动性等进行功能差异定制。 灵活的运行和管理 切片管理功能有机串联商务运营、虚拟化资源平台和网管系统，为不同切片需求方（如 垂直行业用户、虚拟运营商和企业用户等）提供安全隔离、高度自控的专用逻辑网络。 2 版权所有 ©中国联通网络技术研究院，2018 中国联通 5G 网络切片白皮书 切片选择功能实现用户终端与网络切片间的接入映射。切片选择功能综合业务签约和功 能特性等多种因素，为用户终端提供合适的切片接入选择。用户终端可以分别接入不同切片， 也可以同时接入多个切片。用户同时接入多切片的场景考虑到终端实现复杂度，可对移动性 管理等终端粒度的控制面功能进行共享，而业务粒度的控制和转发功能则为各切片的独立功 能，实现特定的服务。 3 5G 网络切片关键技术要求及解决方案 3.1 5G 网络切片整体架构 5G 端到端网络切片是指将网络资源灵活分配，网络能力按需组合，基于一个 5G 网络 虚拟出多个具备不同特性的逻辑子网。每个端到端切片均由核心网、无线网、传输网子切片 组合而成，并通过端到端切片管理系统进行统一管理。 端到端切片 编排管理系统  