5G 网络切片技术、分级原则及架构
一、5G网络切片简介
1、网络切片概述
网络切片是指为服务某个行业或某种应用场景，从网络中选取特定的特性和功能，定制出一个逻辑上独立的虚拟专用网络。一个虚拟专用网络就是一个切片，不同切片之间相互隔离。也就是说，在同一个物理网络上切分出多个功能、特性各不相同的逻辑网络，同时支持多种业务场景，相当于为每一个场景专门搭建一个网络。每个5G端到端网络切片都可以提供一套完整网络的功能，包括接入网功能和核心网功能。
网络切片技术使得网络运营商能够在统一的基础设施上为多个行业用户提供满足其定制化需求的多个专用虚拟网络，典型的网络切片架构如图1所示。网络切片具有的特点：一是可根据业务需求对网络功能进行定制裁剪和灵活组网，从而优化业务流程和数据路由；二是切片生命周期结束之后可以将资源释放给其他虚拟网络，实现网络资源的动态分配和灵活调整，提高网络资源利用率；三是可以隔离不同业务场景所需的网络资源，提供网络资源保障，从而增强整体网络的健壮性和可靠性；四是可提供差异化、端到端的安全机制，满足各应用场景不同的安全需求；同时，良好的切片间隔离还可以保障任何一个切片发生故障都不会影响到其他切片，增强网络的安全性。
网络切片架构示意图
传统网络通常是一种架构满足所有业务需求，而5G时代，利用网络切片技术，可以做到为每种有特定需求的业务量身定做专用虚拟网络（切片），其中特定需求包括功能需求（如优先级、计费、策略控制、安全、移动性等）、性能需求（如时延、移动性、可靠性、速率等）、服务对象（如所有用户、漫游用户、虚拟运营商等等。
因此，网络切片技术将从根本上改变传统的移动通信网络架构、网络规划及部署模式，同时也给运营商开拓商业模式带来新的契机，如给垂直行业提供网络切片服务，使其可在给定的权限范围内控制运营商的网络切片，实现定制化服务。
2、网络切片实现方案
一个UE（用户设备）通过5G接入网可以同时连接到一个或多个网络切片（最多8个）。服务于UE的AMF（接入管理功能）在逻辑上属于为UE服务的每个网络切片，即该AMF对于服务于UE的网络切片来说属于共享网络功能。同时，由于切片隔离，AMF可能只为部分切片服务，因此终端发起注册请求时，接入网
需要先进行初始AMF选择，然后AMF进一步进行切片选择，某些场景下可能会触发AMF的重选流程来适配终端希望连接的切片。注册完成后，AMF会通知UE其可以接入的切片信息。当AMF接收到来自UE的PDU会话建立请求消息时，该AMF会进一步发起网络切片中的SMF发现和选择过程。
二、分级原则及架构
智研咨询发布的《2024-2026年中国5G网络建设行业发展模式及投资价值研究报告》数据显示：不同于传统的4G网络“一条管道、尽力而为”形式，5G网络切片旨在基于统一基础设施和统一的网络提供多种端到端逻辑“专用网络”，最优适配行业用户的各种业务需求。从性能指标、功能差异、对网络的需求、运维模式等方面分析后，可以将用户对5G需求归纳为2大类：1.公众网用户需求：全面继承4G时为个人提供的业务，保证一致甚至更好的用户体验。2.行业网用户需求：1）普通行业需求：面向普通行业用户，存在一定的隔离、业务质量保障需求，在连接管理等方面有定制化差异。2）特需行业需求：面向电网、党政军等具有高度隔离、或者高业务质量保障等特殊需求的用户，安全等级要求极高。5G公众网与行业网既有共享，又有区隔。公众网与行业网共享核心网硬件资源池、传输资源、无线资源，充分发挥网络规模效应；此外，公众网与行业网用户层面可以分别采用物联网码号和公众网码号进行隔离，又可独立网元、独立资源、独立基站等，提供多样的灵活架构和配置方式。
行业网和公众网组网方式
总之，为应对上述两大类5G网络切片需求，综合考虑隔离性以及部署运营要求，5G网络切片分为公众网切片、行业网切片两个相对独立的网络。本文针对性的推出不同能力的多等级切片解决5G用户的差异化需求。根据网络现有能力，在不同切片等级内组合无线、传输、核心网和安全及运营等能力，匹配网络最有可能的部署策略，总共形成5种切片能力等级满足5G三大类需求。
网络切片分级说明
网络切片分级 网络切片分级 资源定制 切片网络等级等级 类型 划分 业务体验 运定义 资源隔离 安全 营运维 基于5G公众网基础L0 公众网 L1 普通 设施构建，无特殊需求 基于5G公众网基础完全共享 基本安全 eMBB定制化服务 无 默认 VIP 设施构建，叠加定制完全共享（或部分独占） 增强无 化需求 行业基于5G行业网基础安全 定制化 业务可定制L2 普通 完全共享（或部分独占） 网 设施构建，提供增值特性视 化
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