5G网络切片的概念、工作原理和行业应用

jupitars · 发表于 2020-9-10 08:56:26

[paragraph]在不久的将来，5G所提供的服务将使许多行业受益，5G物联网具有连接数十亿设备包括传感器、摄像头、可穿戴设备、车辆甚至是机器人。5G的超可靠低延迟通信将在基础设施或制造业等关键领域，从医疗行业到车联网，从智能家居到智能城市，解锁变革性的更新。
5G真的可以实现这些功能吗？是的，但是需要根据每个应用的特性具体分析，因为不同应用都有其自己的需求。

视频传输可能需要巨大的下行带宽，但不需要低延迟或高可靠性。车联网可能需要低延迟和超高可靠性，但是并不需要太多带宽。因此，即使5G技术不能同时实现大带宽，低延迟和高可靠性，它仍然可以支撑每种目标应用。
为此，5G定义了网络切片技术。
1、什么是网络切片？
网络切片将一个物理网络切分成多个虚拟的端到端网络，它们都共享相同的基础资源，但这些网络针对不同的应用进行了增强。完全物理上隔离的计算和网络资源虽然可行，但性价比很低，所以网络切片使用的是逻辑隔离。过去，逻辑隔离仅意味着将不同用户流量分开。

例如，VLAN是局域网的虚拟实例，在以太网帧泛洪的情况下，它可以保证泛洪仅发生在VLAN内部，仅此而已。没有资源隔离，如果一个VLAN引起交换机拥塞，则其他VLAN经过该交换机时同样会遇到这个问题。因此，隔离实际上是尽力而为的隔离，尽管服务提供商从未向客户承认过这一点。
与VLAN相比，网络切片是真正独立的网络资源。通过使用网络功能虚拟化（NFV），每个分片都有自己的转发，控制和管理实体（共用分片编排和分类器）。同样，通过使用NFV，网络切片也可实现真正独立的网络故障管理和性能分割，一个片的行为对其他片的性能没有任何影响。尽管物理网络元素故障可能会影响多个片，在极端情况下，特定切片可能需要专用的物理硬件（即真正的物理隔离），但这种情况是极其罕见的。
2、网络切片适用的不同行业场景
3GPP使用切片／服务类型（SST）来区分不同的切片类型，可以同时使用切片区分器（SD）做进一步区分。目前，3GPP已经定义了三种类型的切片：

· 增强型移动宽带（eMBB）
eMBB是大多数消费者所关注的5G类型，eMBB提供了比现有4G 快100倍的超快传输速率。
为此，需使用更高的蜂窝网络频段以传输更多数据，但较高的频段无法很好地穿透建筑物，因此必须在整个城市安装接收器和发射器阵列（基站），以保证信号的传输。eMBB网络目前已在大多数一线城市中部署，您只需一部5G手机，并在运营商处开通5G套餐，即可体验5G带来的魅力。
eMBB不仅可用于娱乐类的消费内容，还可以在旅行时使用基于云的应用程序为远程办公人员提供支持，远程工作人员可以在任何地方，与整个智能办公室进行通信，所有设备都可以无缝且无线地连接。最终，它将使完全身临其境的VR会议成为可能。
· 超可靠的低延迟通信（URLLC）
URLLC适用于需要低延迟和高可靠性的关键应用，例如自动驾驶或机器人手术。
对于这些应用，在传输过程中丢失数据包或数据包的缓慢传送可能会带来风险。URLLC标准要求亚毫秒级延迟，和低于十万分之一的丢包率。URLLC令人兴奋，但是随之也带来了许多技术挑战，例如时间同步和对时间敏感的网络管理。
5G驱动的物联网系统将极大地改变我们的通勤方式，它还可以创造出更高效安全的自动驾驶车辆。车辆自动驾驶有望成为5G物联网应用中的先锋力量，5G联网的车辆还可以进行车辆健康和性能数据的自动化收集，维修机构可以基于此判断车辆的状况，主动通知车主进行维修，车主再通过使用智能手机中的APP以安排维修时间。
· 海量设备通信（mMTC）
mMTC适用于使用电池供电，低成本和低数据速率设备的海量物联网设备。
mMTC所描述的规格：
1．每20字节数据包的平均延迟＜ 10秒
2．正常使用情况下电池寿命为10年
3．低成本设备
4．每平方公里支持多达一百万个设备
这些设备的实际应用可能包括智能计量，智能垃圾桶，智能养猪场甚至是自行车或捕鼠器。针对这些用例设计的技术和协议，例如NB－IoT和LTE－M，已经进行了升级以支持mMTC。
5G技术的到来，将变革性地支持许多当今尚不可行的应用场景，尤其是在城市地区，5G的应用将不仅限于特定领域，消费者、企业、行业和城市将从“5G金三角（eMBB、URLLC、mMTC）”中的一个或多个维度中受益。
为此，SIMBOSS已经开始了5G物联网卡的部署，通过SIMBOSS平台，可以方便地购买5G物联网卡。目前已有客户通过SIMBOSS平台，成功的实现了车联网系统，随着5G车联网技术的不断发展，用户的消费欲望也不断提高，无缝互联的车联体验与自动驾驶将成为用户的下一目标，SIMBOSS领先的行业洞察力将助您一同实现行业变革，带来全新科技影响力。
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