5G切片技术应用浅析

摘要：5G的应用以及网络切片技术的产生对人类的生产生活有重要影响。文章以5G为研究对象，对5G的应用前景及网络切片技术进行分析。网络切片技术是5G网络演变进程中的一项关键技术，该技术可将5G网络虚拟切割为分别具有增强移动带宽、海量物联和超可靠低时延通信等特性的若干网络片层，通过不同的切片可以使网络部署具有灵活性和扩展性，映射满足不同场景的差异化需求。相关研究人员需要不断对5G进行深入研究，以5G为依托，研发新的技术，从而不断推动社会的发展。

关键词：5G；切片技术；应用 引 言

与以往的移动通信技术不同，5G通信技术将大数据技术、云计算技术以及智能技术等融合在一起，将传统的无线通信网络升级为智能通信网络，能够针对特定的应用场景采用不同的网络通信方式。利用切片技术可以解决5G不同应用场景存在的问题，使5G网络通信更加灵活和安全，网络可拓展性更强，为用户提供良好的体验。

1 5G网络切片技术概述

在通信技术不断发展的时代背景下，差异化的应用场景会对网络产生不同的需求，这些需求中甚至会存在一定的对立性，单一化的网络模式已经无法满足人们对于网络资源的应用要求，不仅会影响网络架构的合理性，而且会对资源共享效率和管理水平形成制约，因此差异化场景需求的供给成为了5G技术发展的关键。为有效解决差异化需求供给问题，网络切片技术由此应运而生[1]。在5G网络切片技术体系中，借助虚拟化的处理模式，将物理网络划分为不同的虚拟逻辑子网，以应对不同的应用场景，有效实现网络功能和资源的合理分配。需要注意的是，子网之间会遵循一定的逻辑性，配合网络功能要求和协议就能实现网络体系的改革与升级。

另外，在5G网络切片技术体系中，网络资源和部署方案都要进行解耦处理，有效支持资源动态扩容缩容的具体调整动作，为网络服务灵活性和多样性的落实创设良好的平台，真正意义上增强网络资源的应用效能。

2 5G网络切片技术 2.1 内涵

网络切片技术主要是指对网络实行分流管理。网络切片是将一个独立的物联网切割成多个不同的、虚拟的、端到端的网络，每一个网络切片都可以获得一个独立的网络资源，并且切片之间相互绝缘，一旦某一个切片发生错误或者发生故障时，该切片并不会影响到其他的切片。但是网络切片本身是一个非常虚拟化的概念，每一个网络切片都有自己独特的生命周期，而切片也可以根据实际状况得到不同的应用和灵活的部署。修改、终止网络切片就是根据其安全性和可靠性等不同的要求，将5G网络切出多个端到端的虚拟网络，从而帮助人们在日常生活中灵活有效地应对各种不同的网络应用场景，进而提高应用的整体质量。当前，想要实现网络切片，首先要考虑到网络功能的虚拟化，这是网络切片技术的先决条件。以核心网为例，网络功能虚拟化就是从传统的网络设备中逐步分离出软硬件，硬件是由通用服务器统一管理，而软件则是由NF即网络功能来承担，其能直接满足现阶段5G网络切片技术在使用时的需求。

2.2 功能

5G网络切片技术从实际角度分析就是将所有的资源进行重组然后使用，从而达到最佳的使用效果。当前对5G网络切片技术的使用功能进行分析时，可以从以下两个方面进行了解。

2.2.1 通信服务管理功能

通信服务管理功能英文全称为Communication Service Management Function，下文简称CSMF功能。5G网络切片技术首先含有CSMF功能，这是根据3GPP标准定义得出的结论。CSMF功能可以将其简要为两个不同部分的功能，分别是面向网络资源的功能，以及面向客户的功能。分析面向客户的功能时，其中

主要的内容包括了SLA即服务等级协议（Service Level Agreement），其中涉及CSMF功能中的参数输入和业务分类、翻译、计费以及能力开放等不同的功能。在选择SLA后，利用其中涉及的输入和翻译功能可以实现对客户功能进行实时地定制，以提高翻译的质量。在使用SLA后，也可以将SLA含有的翻译功能作为网络设计以及网络配置相关的参数，以便CSMF发挥执行功能。考虑到SLA中所含有的业务分类功能时，其主要是根据客户的不同需求提供不同的功能，其中最重要的就是网络切片模板，这些切片模板主要是依据3GPP的定义，利用

serviceProfile即服务配置文件进行主要描述。在SLA中还含有计费功能，计费功能同样是面对客户需求的一种功能，根据用户所选择的不同业务模式、业务流程选择多种不同的计费方式。比如说在进行计费时，可以根据用户所占据的资源选择收费情况，或者是根据流量进行收费，从而提高其在计费时的整体效果[3]。5G网络切片的监控功能可以让客户了解不同切片资源在使用时的效果，并且监控SLA动态的统计效果，以及实现在线用户数量的实时统计等一系列的功能，方便客户使用并再次选择SLA后直观地了解到当前网络切片在运行时的整体状态和效果。面向资源管理这一功能则包括了CSI即通信服务实例（Communication Service Instance），在使用CSI时要考虑到CSI和NSI即网络切片实例（Network Slice Instance）的对应关系，对CSI进行实时管理，以提高5G网络切片运营管理的效果。

2.2.2 切片管理功能

切片管理功能英文全称为Network Slice Management Function，下文简称NSMF功能。5G网络切片技术中还含有一个非常重要的功能就是NSMF功能，该功能在使用的过程中，其主要的数据基础以及依据就是CSMF，根据其内容对5G网络切片进行设计、对SLA进行按域分解、实现网络切片模板管理等。在网络切片的设计过程中，核心功能之一就是NSMF功能，NSMF功能可以根据网络切片中CSMF所提供的用户，结合SLA的反馈以及NSSMF即子切片管理功能（Network Slice Subnet Management Function）提供的模板进行网络切片的实例设计，确保设计的效果能完全满足实际使用中的要求，其中设计的流程和内涵包括了网络拓扑设计、网络路由设计以及网络容量的设计等，这些都是实际使用中的重点内容。在网络切片的设计过程中，其具体的使用效果和网络设备密切相关，不同的

厂商在开展工作的过程中，由于自身的能力不同其使用的效果也不同，有的甚至无法实现完全的自动化分解，因此还需要设计一系列的自动化功能，辅助工作人员进一步操作[4]。特别是SLA按域分解，在使用中要求按照用戶的需求实现端对端的分解，并且将其直接发送到无线NSSMF、核心网NSSMF，进而按照指标进行工作，完成NSMF功能。

3、5G网络安全标准化发展

在5G网络应用过程中，网络安全问题值得关注，按照行业的标准选择正确的安全防护技术，防止在后续使用时存在较为严重的安全问题。为了保证5G安全研究效果提高，需要满足总体架构构建的标准，相关业务保持同步，并且推进技术的创新，构建科学性较强的网络安全模式，在后续工作中统一网络安全的认证架构，注重安全保护以及密码的计算等。根据5G网络的应用情况构建较为完善的安全屏障，之后配合虚拟化的网络产品来提供安全保证效果，满足5G网络安全防护的标准及要求。在实际工作中，通过安全框架和接入安全技术保证数据的私密性与完整性，实现不同数据之间的相互连接，推动我国5G技术的稳定发展。

结语

随着通信技术的飞速发展，5G技术所展现出的独特优势也成为现阶段人们高度关注的话题，5G技术的应用前景以及5G网络切片技术备受瞩目。当前端到端的网络切片已经初步具备商用条件，并且随着科技向前发展，网络切片在无线网络中的安全性逐渐得到保障，各终端所支持的多切片功能及服务也向着标准化不断完善，其具备基本的网络切片手段，能够实现自动化管理，无论是5G技术应用还是网络切片技术都在不断进步，对我国社会发展和人民日常生活产生了积极的影响。

参考文献：

[1]李芳,赵俊峰,李振文.5G承载网络切片技术和应用方案分析[J].通信世界,2020(32):36-38.

[2]刘洪朕,赵钰锋.基于5G切片技术的电力物联网应用[J].集成电路应用,2020,37(11):82-83.

[3]夏洪伟,尹霞,邓巍.5G网络切片技术研究[J].邮电设计技术,2020(03):54-59.