5G時代的網絡要滿足增強移動寬帶(eMBB)、海量機器通信(mMTC)、低時延與高可靠通信(uRLLC)三大類重要場景的需求。但現有的網絡架構很難滿足如此復雜的網絡需求，因此網絡切片的概念應運而生，國內外許多運營商和設備廠商都認為網絡切片技術是5G時代的理想網絡架構解決方案。

網絡切片技術可以讓運營商在一個硬件基礎設施上切分出多個虛擬的端到端網絡，每個網絡切片在設備、接入網、傳輸網以及核心網方面實現邏輯隔離，適配各種類型服務的不同特殊需求。

對于每一個網絡切片而言，虛擬服務器、網絡帶寬、服務質量等專屬資源都能得到充分保證。同時由于切片之間相互隔離，所以一個切片的錯誤或故障不會影響到其他切片的通信。

為滿足5G網絡的需求，中國移動作為國內領先的運營商一直在積極開展網絡切片方面的研究工作。在2017年MWC展會上，中國移動聯合華為、德國電信、大眾集團發布了《服務可保證的5G網絡切片白皮書》。

中國移動在網絡切片白皮書中肯定了網絡切片在5G中承擔的重要角色，同時指出為保證5G網絡能夠應對多變的業務需求，尤其是對垂直行業的業務需求，網絡切片將提供服務可保證的端到端網絡解決方案。

網絡切片的切法多樣化

網絡切片技術可以通過將網絡進行分割，充分提高網絡資源的利用率，使網絡更加靈活、高效地適應5G的業務需求。切片技術也是未來5G網絡應當具備的能力，可以使CT系統像IT系統一樣進行虛擬化管理和維護。

如果要實現CT系統的IT化，那么網絡的SDN/NFV化是實現端到端網絡切片的基礎。運營商可以通過SDN/NFV平臺把網絡資源進行虛擬匹配、映射，生成不同的邏輯功能，再通過編排器提供相應的服務以滿足各個應用場景對網絡能力的需求，從而實現網絡的切片。

在第一屆全球5G大會上，IMT-2020(5G)推進組發布的《5G網絡架構設計》白皮書指出，與4G移動互聯網相對單一的應用模式不同，5G網絡的服務對象是海量豐富類型的終端和應用，其報文結構、會話類型、移動規律和安全性需求都不盡相同，網絡必須針對不同應用場景的服務需求引入不同的功能設計。

具體的網絡切片方法有很多種，例如可以按照業務場景、服務等級、網絡制式以及企業不同來進行切片。按業務場景切片，可以按5G的三大業務場景進行切片;按服務等級切片，例如中國移動可以將具有特殊安全需求的用戶劃分出一個切片，并采用特殊的計費方式;還可以按照企業不同進行切片，將同一類型的企業劃分為一個切片，可以提供一些定制化服務。

雖然切片的優勢顯而易見，但是切片并不是越多越好。在靈活性增加的同時，切片過多會造成不同切片之間的動態管理和資源共享難度增加，對平臺、編排、管理等都是比較大的挑戰。

切片不一定越多越好，重要的是如何充分地把相似需求歸為一類，從而減少切片數量對平臺的挑戰。對網絡進行切片后，還需要使用網絡編排器對切片進行統籌管理，實現資源合理安排，高效地針對業務需求進行調度。

網絡切片部署面臨的挑戰

網絡切片的理念是希望用IT的方式改造CT系統，這在CT系統還沒有成功的案例，雖然中國移動也在探索，但是目前還沒有大規模的商業案例來佐證這種方式一定可行。從目前發展狀況來看，將切片理念應用到現網，將面臨以下挑戰。

一方面，SDN/NFV是否適合電信級的大規模網絡，特別對傳統運營商來說，如何保證幾億用戶以及大量的數據在現網可靠地運行。

另一方面，如果要做到網絡切片，不僅切片的動態實時生成、管理和維護方式需要探索，而且生成多少切片，切片之間怎樣共享、隔離資源，以及安全性問題都需要進行探索。

未來核心網和無線網邊界會變得模糊

網絡切片技術不僅帶來業務部署方面的改變，還會帶來網絡結構方面的變化。未來低時延應用要求本地化部署，相互之間直接交互信息，在這種情況下核心網有些功能就要下沉，甚至會非常靠近基站，這樣才能真正保證業務直接下發到用戶，保證較短的時延。

低時延、高可靠業務是未來5G的重要業務，要求網絡端到端的延遲僅有幾毫秒，如果按傳統的方式部署網絡，從無線網到和核心網經歷的網元太多時延就會增大，這會造成時延很難滿足業務的需求。因此將核心網的功能下沉到邊緣以減少傳輸經過的網元數量從而降低時延，將是未來網絡發展的重要趨勢。

網絡切片技術可能會導致核心網和無線網的邊界變得模糊。切片技術可以靈活地根據用戶需求來調動網絡資源，從而構成虛擬網絡。這些切片之間邏輯上是獨立的，但物理上是共享的。

4G網絡采用核心網集中式部署、無線網邊界部署的方式，而在未來5G網絡中，無線網和核心網的邊界將會變得模糊。不僅核心網下沉到邊緣，無線網將來也會有集中式部署的趨勢，如果將協議中非實時的處理從基站里分解出來，基站就可以更好地進行協作，同時MEC的部署也可以更深入。

核心網功能的下沉會帶來很多問題，如計費問題。傳統核心網采用集中式的經營方式計費，未來核心網功能下沉則計費方式也要改變，如計費的代理可能下放到基站，基站在數據傳輸過程中把計費信息收集起來上傳給集中式的單元。

安全問題是重要的研究方向

將網絡進行切片后，如何保證安全性也是非常重要的。安全問題分為兩個方面，一方面是用戶數據安全，另一方面是網絡安全。

在用戶數據的安全方面，不同的用戶對安全性的需求不同，可以采用物理隔離等方式為不同用戶制定不同的解決方案。

在網絡安全方面，重要的是防止網絡自身被攻擊。核心網一直以來都采用集中式部署，比較易于管理，安全性容易得到保證。未來如果核心網下沉到邊緣甚至是基站，而基站周圍環境的安全性難以保證，一旦網絡被攻擊，數據的安全性就面臨極大威脅。因此網絡進行切片后，如何保證網絡自身安全是一個極大的挑戰。

為了保證網絡切片后的安全性，需要進行多方面的考慮，但不能因噎廢食，既要兼顧靈活性又要保證安全性，兩方面兼顧將是未來重要的研究方向。

國內外積極推進5G技術落地

5G網絡以用戶為中心、功能模塊化、網絡可編排為核心理念，重構網絡控制和轉發機制，改變單一管道和固化的服務模式，基于通用共享的基礎設施為不同用戶和行業提供按需定制的網絡架構，而且要構建資源全共享、功能易編排、業務緊耦合的社會化信息服務使能平臺，從而滿足極致體驗、效率和性能要求，以及“萬物互聯”的愿景。

國內外運營商都在密切關注5G切片技術的進展。AT&T、德國電信等國外運營商正積極研究5G切片技術并展開了業務試驗，試圖通過試驗帶動研發體系、運維體系進行調整以適應未來平臺的變化。AT&T提出，希望未來網絡完全實現軟件化、虛擬化，開發和應用緊密結合。而保守的運營商則考慮使用現有的EPC通過虛擬化的形式來實現部分功能。

“面向新的需求和技術挑戰，全球運營商、設備商和垂直行業應該共同考慮如何進一步提升網絡切片的可用性，需要接入網、核心網、傳輸和承載網、網絡功能、網絡平臺和業務層等多領域的跨層與協同，并以更開放的方式進行創新設計。”中國移動技術部王曉云總經理表示。

中國移動爭取在2020年5G全面商用時實現網絡的切片化，并實現端到端的網絡能力。中國移動正在嘗試用SDN/NFV技術改造EPC或IMS系統，目前在做5G切片方面的試點，取得了很好的進展。希望這些實踐可以給未來5G應用做鋪墊，推動5G核心網端到端切片的實現。

中國移動還將與華為、中興等設備廠商進行合作測試，配合正在進行的5G測試，逐步將5G切片技術推向成熟。