技术|一文看懂网络切片:是时候表演 5G 真正的技术了( 二 )


不过不要慌,通信行业大佬们说,我们严格贯彻 3G 时代的交通方针,划分更多的车道,然后将不同车型的通行优先级进行更精细的划分,而且,我们还把马路拓宽了,尽可能地减少道路拥挤。
这样一来,4G 时代应对复杂业务的需求也这样解决了。
不过到了 5G 时代,又不一样了。
我们刚才说,5G 要适应万物互联的需求,海量终端等着接入网络,这个业务的复杂性和 4G 完全不在一个量级上。
技术|一文看懂网络切片:是时候表演 5G 真正的技术了】原来这条路上来来回回跑着很多汽车,现在可好,不仅要通汽车,还要通火车高铁,甚至有时候小飞机也要借这条路当跑道起飞降落,还有,这条路有时还得承办一些公开活动,什么马拉松啊之类的,总之就是承接的业务种类暴涨。
这怎么办呢?
人们从立交桥身上得到了灵感。对了,一条路不够走,可以分层啊,分层好多层,不就变成很多条路了?
技术|一文看懂网络切片:是时候表演 5G 真正的技术了
文章插图
于是运营商们就开始在 5G 这条 “通信道路”上修剪起了立交桥,这立交桥有很多层,运营商还给这些桥层进行了分类,总共有 3 大类。
为什么有 3 类呢?因为前面我们说,5G 有 3 大应用场景:增强型移动宽带、海量机器通信、高可靠低时延通信。
技术|一文看懂网络切片:是时候表演 5G 真正的技术了
文章插图
第一大类专门负责增强型移动宽带业务,第二大类专门负责高海量机器通信业务、第三大类专门负责高可靠低时延通信业务。
然后具体到每一层,我们再细分成更多的子楼层,供不同的交通工具使用。
这就相当于,原来一条路,被切成了好几层,每一层还要细切成很多子层,相当于车道,各司其职。
这一层一层的,像切片面包一样,其实就是所谓的 5G 网络切片技术。
技术|一文看懂网络切片:是时候表演 5G 真正的技术了
文章插图
例如说,这立交桥的第一大层是负责强型移动宽带业务的,其中被切成了很多子层,有智能手机业务层、虚拟显示业务层等。
第二大层是专门负责海量机器通信业务的,其内部也被切成了很多子层,有智慧水表业务层、有智能停车业务层等。
而第三大层专门负责高可靠低时延通信业务,有自动驾驶的子层,远程医疗的子层等等。
技术|一文看懂网络切片:是时候表演 5G 真正的技术了
文章插图
在 5G 的网络架构里,这三个大层和其中的子层各自分工合作,针对 5G 海量的应用场景分工合作,各自应对其擅长的业务,由此让整个网络有条不紊地运行,构成万物互联的基础。
那么,如此庞大的 “交通运输系统”,这么多的 “切片”,5G 是怎么做到统一管理的呢?
这就要回到我们前面所说的移动通信的基本架构了:接入网、承载网、核心网。
不论 5G 的技术细节怎么变,移动通信的这个基本架构是变不了的,所以我们就从这三个环节来看。
首先是接入网,粗略的理解其实就是基站。基站的作用就是接受、发射信号,并且对信号进行调制或解调,以及射频处理等。这个过程,是需要运算的。
5G 时代,基站数量会是 4G 时代的很多倍,不仅有外面的大基站,还有室内的微基站、皮基站、飞基站,如何对这这么多基站进行统一的管理而又不耗费非常高的成本呢?
这里有一个 NFV(“Network function virtualization”)网络功能虚拟化技术。刚才我们说,基站的运行是计算的功能,既然是计算,那么在某个时间里,那么多的基站肯定有很多基站的计算资源并没有用尽,甚至是空闲的。这些空闲的计算资源不用太可惜了。
技术|一文看懂网络切片:是时候表演 5G 真正的技术了
文章插图
所以人们就想到,把这些空闲的运算资源集中起来,用虚拟化的技术进行统一调配。
过去基站的运算设备是专用的,而有了上面这个想法后,人们可以把通用服务器的运算资源集中起来,加上一个虚拟化层,运行具备基站运算的软件就行了。在此基础上,人们可以把网络中的计算资源划分成很多子硬件,进行统一管理,按需划分。
这个逻辑其实和云计算非常相似。
有了这个技术,加上对基站内部结构的重新构造,就可以在接入网层面支持网络切片,并对子切片进行管理。
在承载网层面也是类似,但主要是通过 SDN 技术支持网络切片。SDN 技术叫做 “Software Defined Network”,软件定义网络。
它的内含和机理很复杂,大意是过去上层用户发出请求时,需要通过网络服务提供商传达给网络上的每一个网络设备,再由设备的控制功能来控制设备进行数据转发,实现整个通信网络的数据流通。