當5G被廣泛提及的時候，網路切片是其中討論最多的技術。像KT、SK Telecom、China Mobile、DT、KDDI、NTT等網路運營商，以及Ericsson、Nokia 、Huawei 等裝置商都認為網路切片是5G時代的理想網路架構。
這個新技術可以讓運營商在一個硬體基礎設施切分出多個虛擬的端到端網路，每個網路切片從裝置到接入網到傳輸網再到核心網在邏輯上隔離，適配各種型別服務的不同特徵需求。
對於每一個網路切片，像虛擬伺服器、網路頻寬、服務質量等專屬資源都得到充分保證。由於切片之間相互隔離，所以一個切片的錯誤或故障不會影響到其它切片的通訊。
為什麼5G需要網路切片
從以往到目前4G網路，行動網路主要服務移動手機，一般來說只為手機做一些優化。然而在5G時代，行動網路需要服務各種型別和需求的裝置。大家提的比較多的應用場景包括移動寬頻、大規模物聯網、任務關鍵的物聯網。他們都需要不同型別的網路，在移動性、計費、安全、策略控制、延時、可靠性等方面有各不相同的要求。
例如一個大規模物聯網服務連線固定感測器測量溫度、溼度、降雨量等。不需要行動網路中那些主要服務手機的切換、位置更新等特性。另外像自動駕駛以及遠端控制機器人等任務關鍵的物聯網服務需要幾毫秒的端到端延時，這就和移動寬頻業務大不相同。
5G的主要應用場景
這是不是意味著我們需要為每一個服務建設一個專用網路了?例如，一個服務5G手機，一個服務5G大規模物聯網，一個服務5G任務關鍵的物聯網。其實不需要，因為我們可以通過網路切片技術在一個獨立的物理網路上切分出多個邏輯的網路，這是一個非常節省成本的做法!
網路切片的應用需求
NGMN釋出的5G白皮書中闡述的5G網路切片如下圖所示：
NGMN 5G網路切片示意圖
我們怎麼實現端到端網路切片?
(1)5G的無線接入網路和核心網：NFV化
在如今的行動網路中，主要的裝置是手機。RAN(DU和RU)和核心功能由RAN廠商提供的專用網路裝置構建。為了實現網路切片，網路功能虛擬化(NFV)是一個先決條件。基本上，NFV的主要思想是將網路功能軟體(即分組核心中的MME，S / P-GW和PCRF以及RAN中的DU)全部部署在商業伺服器上的虛擬機器，而不是單獨部署在其專用網路裝置。這樣，RAN當作邊緣雲，而核心功能當作核心雲。位於邊緣和核心雲中的VM之間的連線使用SDN進行配置。然後，為每個服務(即電話切片、大規模物聯網切片、任務關鍵的物聯網切片等等)建立切片。
如何實現網路切片之一
下圖顯示了每個服務專用的應用程式如何可以虛擬化並安裝在每個切片中。 例如，切片可以配置如下：
(1)UHD切片：在邊緣雲中虛擬化DU，5G核心(UP)和快取伺服器，以及在核心雲中虛擬化5G核心(CP)和MVO伺服器
(2)電話切片：在核心雲中虛擬化具有全移動功能的5G核心(UP和CP)和IMS伺服器
(3)大規模物聯網切片(例如感測器網路)：在核心雲中虛擬化一個簡單輕便的5G核心沒有移動性管理功能
(4)任務關鍵的物聯網切片：在邊緣雲中虛擬化5G核心(UP)和相關伺服器(例如V2X伺服器)，用於最小化傳輸延遲
到目前為止，我們需要為具有不同要求的服務建立專用切片。並且根據不同服務特性將虛擬網路功能放置在每個切片中的不同位置(即邊緣雲或核心雲)。此外，一些網路功能例如如計費，策略控制等，在某些切片中可能是必要的，但在其他網路切片中不是必需的。運營商可以按照他們想要的方式定製網路切片，而且可能是最具成本效益的方式。
如何實現網路切片之二
(2)邊緣與核心雲間的網路切片：IP/MPLS-SDN
軟體定義網路，儘管在首先介紹的時候是一個很簡單的概念，但現在變得越來越複雜。就以Overlay形式為例，SDN技術能夠在現有的網路基礎設施上提供虛擬機器間的'網路連線。
端到端網路切片
首先我們看如何保證邊緣雲與核心雲的虛擬機器間的網路連線是安全的，虛擬機器間的網路需要基於IP/MPLS-SDN和Transport SDN來實現。本文我們主要討論路由器廠商提供的IP/MPLS-SDN。Ericsson和Juniper都提供IP/MPLS SDN網路架構產品。操作有些許不同，但基於SDN的虛擬機器間的連線是極其相似的。
在核心雲中是虛擬化伺服器。 在伺服器的管理程式中，執行內建的vRouter / vSwitch。 SDN控制器提供虛擬化伺服器和DC G / W路由器(雲資料中心中建立MPLS L3 VPN的PE路由器)間的隧道配置，在核心雲中的每個虛擬機器(例如5G IoT核心)和DC G / W路由器間建立SDN隧道(即MPLS GRE或VXLAN)。
然後，由SDN控制器管理這些隧道和MPLS L3 VPN(例如IoT VPN)之間的對映。該過程在邊緣雲中也是一樣，建立一個物聯網切片從邊緣雲連線到IP / MPLS骨幹，並一直到核心雲。 這個過程可以基於目前為止成熟可用的技術和標準來實現。
(3)邊緣與核心雲間的網路切片：IP/MPLS-SDN
現在剩下的是移動前傳網路。 我們如何在邊緣雲和5G RU之間切割這個移動前傳網路? 首先，必須首先定義5G前傳網路。大家在討論中存在一些選擇(例如通過重新定義DU和RU的功能來引入新的基於分組的前傳網路)，但是還沒有做出標準定義。下圖是在ITU IMT 2020工作組中給出的圖示，並給出了虛擬化前傳網路的示例。
ITU組織5G C-RAN網路切片的示例
5G時代的網路切片技術依然發展變化，一些關注和問題仍未解決。 因此，我們將跟蹤韓國和世界各地的運營商，供應商和標準化組織的技術更新，以便讓您瞭解有關該技術的最新資訊。