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5G网络端到端切片架构及实现浅析

摘要：5G时代已经到来，5G技术正在成为社会数字化发展的强力催化剂，

移动通信网络价值的进一步挖掘就取决于垂直行业的多样化业务需求，由此切片

技术应运而生。无切片，不TOB,通过网络切片，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，满足不同客户对网

络能力的不同需求，是5G服务千行百业的关键切入点。本文就5G切片原理架构、

网络实现进行了相关探讨研究，对于基础运营商的5G网络运维优化、切片价值

输出具有一定的参考价值。

关键词：5G；切片；核心网；应用

1引言

回首2022年，北京冬奥会为我们带来了一场绿色、科技、人文交织的盛宴，

生动展示了新一代信息技术对于构建人类美好未来的巨大潜力。作为新兴信息技

术代表--5G，正以大带宽、低时延、广联接的颠覆性优势走近我们生产生活。5G

不仅是一轮通信技术的代际跃迁，更将带来网络服务架构的根本变革。“网络切

片”是5G区别于4G的标志性技术之一，通过逻辑“专网”服务千行百业，是运

营商拓展行业客户、催生新型业务、提高网络价值的有力抓手。通过基于服务化

架构的5G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，优化网络建设投资，构建灵活和敏

捷的5G网络。

2原理架构

切片最简单的理解，就是通过对5G无线网、承载网和核心网进行差异化配

置，将5G网络虚拟成满足客户业务需求的端到端逻辑网络切片，从而为不同垂

直行业场景提供相互隔离、网络能力可确定的网络服务，满足差异化数据传输的

保障需求，实现端到端的SLA业务保障。每个端到端切片均由无线网、传输网及

核心网子切片组合而成，并通过切片管理系统进行统一管理。

网络切片提供的是端到端的网络服务，因此逻辑“专网”需要终端，无线网，

承载网，核心网各领域协同构建完成。

终端要具备感知切片与匹配切片的能力。5G终端预置/获取切片标识，并与

具体应用APP关联。应用会话建立时，上传切片标识，5GC根据用户签约切片信

息，选择相应网络切片建立会话。

无线网灵活切片及统一空口架构适配多样化切片场景。无线侧包含三种切

片机制：QoS调度、RB资源预留和独立载波。QoS调度（俗称软切），即通过

5QI或切片ID+5QI为业务提供差异化服务质量。RB资源预留，允许多切片共用

同一个小区RB资源，并为一个切片或切片组分配不同的PRB份额，基站根据分

配份额进行无线资源调度。独立载波，则通过划分不同频段，构成物理隔离的独

享切片。

传输网SDN化配合多层次切片技术构建定制切片。传输网切片运用虚拟化技

术，将网络拓扑资源虚拟化，按需组成虚拟网络，构建虚拟网络(vNet)。支持多

层次的切片隔离技术：VPN+QoS、以太独立端口及Flex-E等。VPN+QoS，即根据

QoS优先级标识、时延等需求，在相应的虚拟网络上建立面向业务的连接隧道，

实现承载切片。以太独立端口切片技术，是根据需求使用以太物理端口做切片，

并配置独立的传输资源，每个切片使用不同的物理端口实现隔离，根据业务的优

先级选择不同的切片承载。FlexE技术通过将一个或多个捆绑后的物理端口划分

为多个逻辑端口实现切片，可实现带宽的灵活伸缩以及逻辑端口之间的隔离。由

于FlexE技术具备大带宽、灵活分配、硬管道和通道化的技术特点，因此能较好

地满足5G网络切片的需求。

核心网服务化支撑切片按需构建。5G核心网基于全新的服务化架构，将网

络功能解耦为服务化组件，组件之间使用轻量级开放接口通信。这种高内聚低耦

合的结构使其具备敏捷、易拓展、灵活、开放的特性，从而满足网络切片的按需

构建、动态部署弹缩和高可靠性要求。当前根据业务需要，核心网可实现完全

共享、部分共享和完全独立三种切片模式，用户面UPF根据时延、分流需求，可

按需下沉部署。

3网络实现

切片端到端编排管理实现模型驱动运营。通过CSMF、NSMF、NSSMF和MANO

实现5G端到端切片的订购、编排、部署的自动化。NSSMF既可以和NSMF集中部

署，也可以下沉到子切片域进行部署，以适配对不同厂家设备的编排。

CSMF（CommunicationServiceManagementFuntion)是通信服务管理功能。

租户或