在上篇文章中,我们描述了5G带来的挑战、实现网络自动化和保障的需求,以及一些初期可以使用的关键自动化用例。在本文中,我们将阐述服务激活和启动用例,其中特别关注的就是网络切片技术。首先,我们来简要回顾一下网络切片技术,以及它是如何从4G向5G转变的。
什么是网络切片?
根据NGMN的定义,“网络切片是一系列的网络功能以及运行在这些网络功能上的资源,它们共同构成了一个完整的实例化逻辑网络,用以满足特定服务类型所需要的性能水平。”每个切片都可以在三个核心维度上实现性能能力的组合:
- 容量和吞吐量,即5G上下文环境中所谓的增强型移动宽带(eMBB)
- 可靠性和时延,即所谓的超高可靠低时延通信(URLLC)
- 连接的规模,即所谓的海量机器类通信(大规模物联网)mMTC
服务类型和切片性能需求的具体示例包括:
- 用于工业自动化的关键任务服务(超低时延和高可靠性)
- 用于固定无线接入的高速宽带(高容量和吞吐量)
- 用于远程计量的大规模物联网(低功率、大规模设备连接能力)
- 自主驾驶车辆系统(高移动性、高可靠性)
您可以将网络切片看作一系列的网络性能“节”,可以通过调高或调低性能满足具体的服务定制需求。下图显示的是一系列网络性能特性的示例,以及三个不同切片中可能存在的相对权重关系:
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5G带来动态的大规模切片
网络切片由子网络构成,包括无线接入网络、传输和核心网。在4G中,切片技术使用APN和载波路由在端对端网络中对流量进行逻辑分隔,将其路由至一个专用的包数据网络网关(P-GW)。虽然4G可能会使用服务质量(QoS)设置对RAN上不同的服务类型进行优先排序(例如VoLTE流量的QCI 1),但网络的切片过程只会通过特定服务类型的专用APN在核心网络中执行。4G网络中的切片过程已经有效地针对VoLTE进行了部署,但每个新的切片都会引入巨大的开销,因此能够有效得到管理的切片数量也会受到限制。除扩展能力方面的限制外,由于创建和部署每个切片的复杂性,4G网络切片在很大程度上还都是静态的。
5G引入了真正的端对端网络切片模型,可以从用户设备直接扩展到核心。下图描绘的是一个简化版的基于5G服务的架构,其中采用了全新功能集,包括接入和移动性管理功能(AMF)、会话管理功能(SMF)和用户层功能(UPF)等,这些全新的功能是从头开始重新设计的,目的就是采用网络编排和自动化系统驱动的动态资源分配来让5G切片具备极高的扩展能力。
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5G切片对自动化保障提出了更高的要求
5G网络切片需要自动化才能发挥其真正的潜力。这意味着运营测试和涉及设计、加载、部署、运行和维护这些切片的保障工作也需要实现自动化,这一过程中包含一系列的关键测试和保障功能,例如验证新版本的性能、以前瞻方式监控服务水平,以及隔离各类缺陷等。
在我们与一线运营商开展的早期5G合作中,正在讨论多项网络切片战略。有些服务商希望在可预见的未来提供内容有限的网络切片。还有一些服务商则希望在未来的几年中发布数以百计的网络切片,甚至有可能提供数千切片。很明显,传统的手动技术根本不够快,而无法达到规模经济的效果,不可能支持所构想的这种用户规模。
思博伦激活5G切片的方法
我们建议的方法是将切片激活的自动化保障集成为早期5G部署的一部分。5G的自动化保障需要包含模拟少量用户设备和gNB(例如5G RAN)的虚拟测试代理(VTA),用于执行核心网络到DN的各项测试(见下图)。此外,还应从用户的角度对吞吐量、包丢失、时延和抖动等关键性能指标进行测量。控制器和分析技术组件应当协助将这些VTA与管理和网络编排(MANO),以及自动化平台集成为一体。
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在新切片的设计阶段,VTA可用于协助查明哪些服务会从拥有自己的切片中受益,以及哪些具体的配置设计,例如QoS,带给客户可接受的质量。在网络切片的部署期间,自动化保障的分析技术、控制器和VTA组件可以在新网络切片被激活时自动执行性能测试,确保在客户开始使用时能够正常运行。在此过程中,我们可以帮助隔离任何问题,并为编排和自动化层提供解决办法和指导。当新切片开始运行后,性能测试将被连续执行,确保切片的具体性能能力得到满足,并使任何相关的服务水平协议得到有效的管理。
通过在激活过程中以前瞻方式执行性能验证,服务商可以确保兑现自己在新切片方面所做出的性能承诺。在关系到SLA的“任务关键型切片”(mission-critical slices)方面,这种能力涉及的不仅仅是客户的满意度和忠诚度,还将每年为您节省数百万美元!
您希望自己在多久后能为这种类型的自动化保障做好商用准备?一年还是两年?毕竟5G标准才刚刚完成,您还有时间实现这一目标。欢迎您与思博伦自动化保障专家咨询详情。