從5G的特征來看,其蘊含了三大原子能力——超大帶寬(eMBB)、超低時延和高可靠(uRLLC)以及海量連接(mMTC),因此5G主要面向的也是“海納百川”的物聯網。不同于當下主流的消費設備,物聯網領域千行百業、分門別類,對網絡的移動性、安全性、時延、可靠性,乃至計費方式分別提出了不同的需求。因而更需要5G網絡能因地制宜地提供差異化的解決方案。

    比如,當5G應用于現下如火如荼的自動駕駛當中,往往在極短的時間里就能決定一車人的生命安全,這需要汽車除了有著敏銳的感知和計算能力之外,還要有絕對快的傳輸速度和比智能手機上更低時延的通信保障,通常這一延遲時間不能超過幾毫秒。

    而在其他靜態物聯網應用中,比如消防煙感、水表氣表、測溫測試等領域,則通常對數據傳輸速度沒有太高的要求,也不需要太低的時延條件,但由于這些設備通常遍布城市每個角落,因而就需要海量的連接能力,保障它們的實時在線。

    因而業界提出利用“網絡切片”來實現5G一張網感知千行百業不同業務類型的設想,原理就是將運營商的物理網絡劃分為多個虛擬網絡,每一個虛擬網絡根據不同服務需求,比如時延、帶寬、安全性、可靠性等來劃分,可以獨立為每一個應用場景提供服務。

    用通俗的比喻來講,5G網絡就好比一條很寬的公路,切片就類似于在這條公路上劃分出不同的道路(網絡資源),每條道路上都有自己專屬的用途和規則(切片規則),承載不同的獨有適合的交通工具(業務需求),比如在自行車道上可以騎自行車,在公交專用道上可以跑公交車,在慢車道上可以跑低速行駛的小汽車等等,這樣就能最高效地發揮這條道路的交通屬性。

    當然,上述例子僅顯示了在物理層面上的劃分,實際中5G網絡切片則可以發揮網絡功能虛擬化、軟件定義網絡等技術,理論上可以劃分出更多虛擬網絡。

5G切片“切”的是什么?

    其實像網絡切片為不同數據業務進行分類,制定優先級并不是5G時代的專利,從3G時代開始,數據業務讓手機上網這一業務異軍突起,并在后來的4G中甚至大有替代語音業務的勢頭。

    數據的業務有許多種,但網絡資源卻是有限的,如何對不同的數據業務排定優先級?最簡單的方式便是對業務進行不同的劃分,并按照業務需求給出不同的資源適配,從而做到網絡服務的最優解,這就是QoS(Quality of Service)。

    這種方式在4G時代可以說是大獲成功,QoS等級也從3G時代的4種增加到了9種,根據業務的不同需求進行了更加細致的劃分,在管理上提供更加精細化的服務。從第一等級到第四等級為保證速率類,比如會話語音業務、會話視頻業務等;第五等級到第九等級為不保證速率類,比如直播流媒體、交互式游戲等等。

    但以上皆有一個共同點,無論3G還是4G皆是以服務人為主。廣和通IoT產品行銷總監熊波表示,網絡發展一般分為三代,第一代以PC為連接點的互聯網,第二代以手機為主的移動互聯網,第三代則是正在快速發展中的物聯網。4G處在移動互聯網的階段,主要需求還是手機、平板等手持的設備,垂直行業類的業務需求不多,因而對切片的訴求并不大。

    5G就像是一個擁有“三頭六臂”的“小哪吒”,比如eMBB主要在于網絡峰值速率、容量、頻譜效率、移動性、網絡能效等這些指標,與以往3G、4G發揮的主要功能一致;uRLLC主要在于高可靠性、低時延和移動性;mMTC則主要在于連接數量方面。

    這三種功能實際對應的業務也是千差萬別,比如uRLLC就能滿足自動駕駛、遠程機器操控等對時延比較敏感的業務場景;mMTC對于數據下載的速度、移動性等指標沒有特別要求,但卻能廣泛適用于智能水表、氣表、煙感等應用場景中。

    于是,要實現5G物聯網的宏大愿景,就需要把原來QoS只局限于一張網絡內部的二維服務模式立體化,拓展到三維。比如建立三大類子網絡——eMBB、mMTC和uRLLC,這些網絡之間相互獨立不受影響,每張子網絡內部的不同業務再使用Qos來管理。并且在同一類子網絡下還能再度資源劃分,形成更低一層的子網絡。比如對uRLLC切片再細化出自動駕駛類子網絡、工業控制類子網絡、遠程醫療子網絡……