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2020/1/8 10:12

大唐移動網絡切片技術及應用案例

C114通信網  馮寧

引言

今年6月中國正式頒布5G商用牌照,10月底正式在50個主要城市提供5G商用服務,并將逐步覆蓋到所有地級以上城市,發展速度進入沖刺期。5G相比4G,擁有更加靈活的配置方式、更有保障的通信質量。因此,面對不同的使用場景,5G能夠提供差異化業務服務。當前各大運營商和設備商都圍繞此特性在教育、交通、醫療等多個領域展開研究與應用。而實現這種差異化優勢的關鍵技術正是網絡切片。

一、網絡切片

網絡切片技術就是采用切片標識對網絡承載的業務進行標記,并可對每一類切片業務的優先級、預留網絡資源進行配置,并保障不同通信業務之間的隔離?傮w而言,網絡切片主要針對5G的三大基礎能力進行定制并提供差異化通信保障服務,包括超高帶寬、超低時延、海量連接。當前大類應用場景劃分為三類: eMBB(增強型移動寬帶)、URLLC(超可靠、低延遲通信)、MIoT(海量物聯網)。其中eMBB對寬帶數據容量要求較高,主要面向超高清視頻、虛擬現實、同步型全息投影的應用。URLLC主要應用于自動工廠、智能管控等領域,其需求是超低時延和高可靠性。MIoT針對密集部署靜態傳感器的數據傳輸場景,如智能農業、智能電網、智能城市等。除確定的三種切片大類外,運營商還可根據自身特色化服務需求基于大類切片個性化制定更細化的小類網絡切片。

二、網絡切片技術特點

5G從頻譜數量、頻譜效率、組網方式三個方面提升數據吞吐量,但從行業應用的角度看,并非所有切片類型均需要高寬帶,因此特性中提供了各切片體驗保證的方式。切片優先級保障可在網絡擁塞時優先保障高優先級切片用戶體驗;基于速率的保障,當速率低于GBR優先調度;為了保障某類切片的獨立資源,可對切片資源比例、資源是否可專用進行配置;此外,還可以對切片配置專用頻段,實現更強化的隔離。

URLLC切片類型將低時延發揮到極致,相比4G,5G時延主要在資源調度請求和指派、傳輸時間間隔進行提升。5G采用特殊包結構使得信道操作串行進行,減少處理時間;可變的子載波間隔降低傳輸時間;mini-solt的結構將傳輸間隔降低到符號級別;異步HARQ快步重傳可以動態指派HARQ的時間間隔等。除此之外,UPF下沉部署、核心網處理加速、組網方式等都能起到降低時延的作用。

隨著物聯網應用的發展,MIoT對于連接數的需求是海量的,這將帶來巨大信令開銷、容量限制等。因此,5G使用新多址技術保證用戶通過多種維度接入;新波形的引入使得不同業務自適應選擇合適的波形;在頻段的選擇上低頻頻段可獲得更好的覆蓋。

切片主要依賴于切片編排與自動部署、SLA性能保障實現對切片的運維和管理。切片編排與自動部署負責切片從準備、調試、運維、退網的整個過程。SLA性能保障主要對切片各維度服務質量的管理,如速率保障、資源保障。想要把網絡切片發揮到極致,還需要與網絡功能虛擬化技術結合。根據不同的切片類型和網絡指標需求將網絡中軟硬件功能放置在不同層次的虛擬服務器中,將切片的執行變得更加容易。

三、大唐移動垂直行業應用案例

大唐移動作為5G產業“國家隊”,積極參與并完成工信部5G技術研發試驗、發改委5G規模組網建設及應用示范工程、運營商5G聯合試點等。且在武漢、重慶、鄭州等地建成并通過多個5G試驗網,基于規模試驗網積極實踐和驗證5G切片技術。為促進網絡切片的實際落地,大唐移動主動尋找各行業痛點,加強與垂直行業的交流與合作,并攜手運營商共同推動項目實際應用。當前,大唐移動已將切片應用布局在10大領域,并完成相關典型案例的實施。

eMBB場景中,大唐移動主要布局在智能旅游、智慧教育、智能畜牧。張掖大佛寺AR景區導覽項目利用5G網絡承載,結合AR和光學定位技術實現虛擬與現實場景的實時重疊。MR遠程教學意在解決教育資源不均衡的痛點,利用全息投影技術和eMBB大帶寬特點為異地學生提供跨空間教學,實現湖北華師附中武漢、福建兩地全息遠程課堂。

基于uRLLC場景實現了湖北省內首次醫聯體內5G遠程協同手術。十堰太和醫院專家與神農架林區人民醫院醫生進行實時視頻互通,完成病情會診、麻醉、氣管插管,并遠程指導腹腔鏡下行膽囊切除手術。如圖為手術現場,過程畫面清晰、毫無延時卡頓等情況,充分體現了5G網絡的大帶寬、低時延等技術優勢。除智慧醫療外,大唐移動在武漢虹信實施智慧工廠解決方案,實現預制自動化、總裝一個流自動化、生產線視頻回傳等功能,使得生產線總體效率提升30%,生產周期縮短50%。

5G車聯網也是依托于uRLLC網絡優勢產生,將車云網、車際網、車內網三網融合,提供5G智能網聯汽車解決方案并提供包括超視距防碰撞,實時車路協同,智能車速策略,智慧遠程駕駛,高效編隊行駛等豐富的車輛網聯業務。大唐移動在多地開展5G網聯汽車示范區。如廈門BRT 5G智能網聯車路協系統、鄭州智慧島智能公交、天津高速編隊行駛示范等,如圖為大唐移動在重慶建立的首個5G自動駕駛應用示范公共服務平臺。大唐移動“5G+網聯智能汽車”解決方案已成為公認的業界領先車聯網系統解決方案。

大唐移動除對切片技術方案進行研究外,基于垂直行業特點發揮技術優勢,依托切片技術給行業提供更好的實施建議并引入多樣化的創新方式,通過服務創造更大的價值。在切片業務創新上只是個開始,隨著物聯網、AR等技術的不斷發展,對于各類型切片的需求不斷增加,更多行業需求待挖掘。同時,切片除了在業務類型差異化的應用外,如虛擬專網等運營模式也有用武之地。對于切片更多個性化行業定制上,大唐移動未來還將不斷挖掘、試驗與推廣,攜手運營商和各行各業共同打造切片業務生態圈,共享、共贏地推進5G切片應用創新。

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寫得不太好

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