中兴通讯:新兴行业应用将驱动5G切片的商用部署

未来5G时代,不同的行业对网络服务的要求存在较大差异.如果运营商用传统方式建设网络来匹配各行各业的服务需求,那么这张网络将会异常庞大、复杂,且不同业务需求互相交织,网络运维、管理将变得异常困难.为了满足未来网络的需求,网络切片技术应运而生. 作为5G产业链巨头之一,中兴通讯在2016年MWC巴塞展和上海展与中国移动合作展示了网络切片原型,并和Telefonica在马德里5G实验室进行了网络切片的验证测试.     

面对5G“优专尊”业务SPN传输网切片技术探讨

传输SPN网络是一张面向5G+ToB的精品传输网络,随着ToB业务开展,行业业务带宽、隔离性等KPI需求逐渐明朗,如何利用SPN的网络资源、切片资源对5G ToB业务进行个性化的保障与增值性的服务,本文进行了分析和讨论,提出了解决和应对的方法。     

5G网络无线切片技术研究

为满足千行百业多种业务场景服务的差异化需求,满足消费者应用体验的差异化,5G引入了网络切片技术。随着5G网络切片标准的完善,5G网络切片应用将更好地为垂直行业服务。本研究介绍了5G网络切片的概念和框架,重点研究注册、业务建立、切换等流程中无线网络对于切片的感知与处理,以及基于服务质量（Quality of Service,Qo S）调度、资源块（Resource Block,RB）预留、载波隔离三种切片方案原理、特点,不同策略下切片的应用具有安全隔离,生产控制业务高可靠性、低带宽、强保障、低时延的优点。     

面向5G的网络切片技术研究

网络切片技术是实现5G移动网络业务多样化需求以及实现网络资源高效管理的关键技术.如何设计和编排网络切片,以适应不同场景、不同终端的差异化要求,是一个亟待研究的重要课题.本文首先分析当前的5G网络切片技术发展现状,其次对核心网网络切片进行设计,最后通过XLABS 5G网络仿真平台进行切片编排和资源配置,验证了方案在实际应用中的可行性.     

5G网络切片应用及安全研究

网络切片是5G网络架构的重要特征之一,运营商可通过5G网络切片为不同的行业应用提供服务,实现灵活高效的网络资源编排和调度,满足差异化的业务特征及安全性需求。介绍了5G网络切片的基本概念及实现方案,阐述了5G网络切片应用场景及安全需求,分析了5G网络切片面临的安全风险及应对方法,并梳理了5G网络切片国际国内标准化进展情况,最后对5G网络切片及行业应用安全的总体发展方向进行了展望。     

诺基亚和上海贝尔:积极采用5G切片技术,构建可编程网络

目前5G已成业界热点话题,5G网络需要满足多类用户的不同需求,现有适用于所有应用场景、服务、设备的单一网络解决方案已不可行.5G网络切片技术可以在利用通用网络基础设施的同时满足不同业务的需求.业界对5G网络切片技术看法如何?5G切片的实现存在哪些挑战?业界应如何应对?针对相关问题,通信世界全媒体记者采访了诺基亚和上海贝尔核心网技术总监傅德鑫.     

面向5G垂直行业的网络端到端切片方案研究

随着5G垂直行业业务的快速发展，各行业客户对网络切片的定制化要求越来越高，而网络切片涉及多种技术方案，各类方案的特点和适用场景差别巨大，且各专业方案间的组合繁杂，各大运营商均推出相应产品清单和服务模式进行匹配。针对以上情况，本文梳理分析无线网、传输网和核心网三大专业可实现切片的技术方案，并分析各切片方案的适用场景；根据目前5G垂直行业业务需求特点，归纳四大类面向5G垂直行业业务的需求模型；结合需求模型、切片方案的特点和运营商的产品清单，综合考虑实施难度和成本等因素，制定端到端切片方案，从而指导客户经理快速为行业客户制定相应的切片方案。     

基于SecPSO优化的5G网络切片安全隔离算法

5G网络切片作为一种全新的网络技术,能够保障网络服务质量。网络切片技术的性能和安全是当前5G网络的研究热点。通过分析警务系统的业务需求,基于5G独立组网(5G SA)网络物理节点资源和链路资源以及带宽和时延参数计算网络切片的安全隔离评估值;利用优化的粒子群算法(SecPSO)将网络物理链路资源利用率和网络收益作为适值函数迭代求解最优解,同时以切片安全隔离评估值作为约束条件,实现网络切片的映射编排。5G SA现网实测结果表明,算法能够保证网络切片的安全隔离等级达到标准的同时提升5G网络收益成本比,提高链路利用率,使智慧警务5G网络切片满足服务质量区分(5QI)需求。     

5G边缘计算和网络切片技术

由于能够以低成本提供5G无线网络中多样化的业务场景,网络切片和边缘计算一直以来深受学术界和工业界的提倡.网络切片通过将网络实体划分成多个逻辑独立网络,为不同业务场景提供所需服务,而边缘计算利用网络中用户和边缘网络设备的计算和存储功能,承载部分核心节点中的控制、管理、业务功能,能够提升传统移动宽带业务能力和应对新兴的机器类业务.将网络切片和边缘计算融合,提出了基于边缘计算的接入网络切片,能够满足5G中广泛的用例和商业模型,使得运营商能够根据第三方需求和网络状况以低成本为用户灵活提供个性化的网络服务.     

面向多业务场景的端到端网络切片安全部署算法

5G移动通信中,网络切片(NS)的引入成功解决了不同业务场景的网络资源分配不均问题.针对传统算法无法满足5G网络的多业务场景切片安全部署问题,该文提出一种针对于多业务场景的端到端网络切片安全需求(NSR)部署算法.首先,针对切片部署过程中节点的安全性进行了定义;其次,根据节点的安全性进行排序和映射,在此基础上,以最小化...     

面向服务的车辆网络切片协调智能体设计

针对现有研究中缺乏对车辆网络切片的部署和管理，该文设计了车辆网络切片架构中的切片协调智能体。首先基于K-means++聚类算法将车联网通信业务根据相似度进行聚类并映射到对应的切片中。其次，在考虑应用场景间的时空差异导致的无线资源利用不均衡现象，提出了共享比例公平方案以实现对无线资源的高效及差异化利用。最后，为了保证切片服务需求，采用线性规划障碍方法求解最优的切片权重分配，使切片负载变化容忍度最大化。仿真结果表明，共享比例公平方案相比于静态切片方案平均比特传输时延(BTD)更小，在每切片用户数为30的情况下均匀分布用户负载场景中二者的BTD增益为1.4038，且在不同的用户负载分布场景下都能求出最优的切片权重分配。     

基于在线拍卖的网络切片资源分配算法

为满足未来移动通信网络中多样化的业务需求,为用户提供定制化服务的同时提升网络经济效益,该文提出一种基于在线拍卖的网络切片资源分配算法。根据业务类型将用户的服务请求转化为相应投标信息,以最大化拍卖参与者的社会福利为目标,将切片资源分配问题建模为基于多业务的在线赢家确定问题。结合资源分配与价格更新策略,实现基于在线拍卖的资源优化配置。仿真结果表明,该算法能够在满足用户业务需求的同时,提升网络经济效益。     

基于电力光纤到户的网络切片资源管理方案

为解决电力光纤到户项目中网络管控不灵活、业务种类繁多且QoS复杂等问题,提出了基于电力光纤到户的网络切片资源管理方案和基于网络切片感知的多业务融合动态资源分配算法。仿真结果表明,所提方案能够有效实现不同切片的QoS保障,并显著提升网络资源利用率。     

Experimental validation of resource allocation in transport network slicing using the ADRENALINE testbed

Transport network virtualization provides the necessary data and control plane technologies as key enablers of future networks. The interaction between network slicing and optical transport network virtualization architectures is under study to automate effective network resource orchestration. In this paper, we present an harmonized network slicing and transport network virtualization architecture, including a network slice planner tool, which is designed and implemented enabling in-operation execution of network slice resource allocation algorithms. We validate the proposed architecture by providing a novel resource allocation algorithm, evaluating its performance and deploying two different slices on top of the ADRENALINE testbed, while measuring both slices key performance indicators.

     

H-CRAN网络下联合拥塞控制和资源分配的网络切片动态资源调度策略

针对异构云无线接入网络(H-CRAN)网络下基于网络切片的在线无线资源动态优化问题,该文通过综合考虑业务接入控制、拥塞控制、资源分配和复用,建立一个以最大化网络平均和吞吐量为目标,受限于基站(BS)发射功率、系统稳定性、不同切片的服务质量(QoS)需求和资源分配等约束的随机优化模型,并进而提出了一种联合拥塞控制和资源分配的网络切片动态资源调度算法。该算法会在每个资源调度时隙内动态地为性能需求各异的网络切片中的用户分配资源。仿真结果表明,该文算法能在满足各切片用户QoS需求和维持网络稳定的基础上,提升网络整体吞吐量,并且还可通过调整控制参量的取值实现时延和吞吐量间的动态平衡。     

非正交多址接入系统中基于受限马尔科夫决策过程的网络切片虚拟资源分配算法

针对无线接入网络切片虚拟资源分配优化问题,该文提出基于受限马尔可夫决策过程(CMDP)的网络切片自适应虚拟资源分配算法。首先,该算法在非正交多址接入(NOMA)系统中以用户中断概率和切片队列积压为约束,切片的总速率作为回报,运用受限马尔可夫决策过程理论构建资源自适应问题的动态优化模型;其次定义后决策状态,规避最优值函数中的期望运算;进一步地,针对马尔科夫决策过程(MDP)的“维度灾难”问题,基于近似动态规划理论,定义关于分配行为的基函数,替代决策后状态空间,减少计算维度;最后设计了一种自适应虚拟资源分配算法,通过与外部环境的不断交互学习,动态调整资源分配策略,优化切片性能。仿真结果表明,该算法可以较好地提高系统的性能,满足切片的服务需求。     

基于预测的5G网络切片算法

5G网络实时应用场景对网络切片的建立提出了严格的要求,需要使用预测算法提前隔离资源,降低网络切片的建立时间。提出了基于预测的 5G 网络切片算法,以四阶矩为代价函数,在算法复杂度不高的前提下提供必要的预测精度,根据预测结果在5G网络中提前隔离虚拟节点资源和虚拟链路资源,当网络切片请求到达时,直接拉起容器,完成网络切片的动态创建。仿真结果表明,所提算法的预测精度能够达到 90%,在复用原始网络切片资源的条件下,新请求网络切片的创建时间减少50%。     

TOPSIS‐based approach for network slice selection in 5G mobile systems

Fifth‐generation (5G) mobile networks can be perceived as highly manageable systems that provide increased performance while supporting a variety of services with widely diverse requirements. Recently, network slicing has been proposed by academia and industry as a resource provisioning technique capable to meet these requirements with reduced operating costs while opening new horizons for network efficiency. The aim of network slice selection function (NSSF) is an optimal selection of network instances serving the users, based on local configuration, and other available information including radio access networks (RANs) performances in the registration area. In this paper, NSSF based on Technique for Order Preference by Similarity to Ideal Solution (TOPSIS) is proposed. Here, the network slices are treated as alternatives while their performance indicators are considered as the criteria for decision making. The influences of various alternative techniques, taking into account all the three stages of decision making process, that is, normalization, weighting, and ranking, are analyzed through the rank reversal phenomenon and computational complexity. Simulation results reveal that the proposed techniques can significantly improve the network slice selection procedure.     

An efficient resource allocation to improve QoS of 5G slicing networks using general processor sharing‐based scheduling algorithm

Fifth generation (5G) slicing is an emerging technology for software‐defined networking/network function virtualization–enabled mobile networks. Improving the utilization and throughput to meet the quality of service (QoS) requirements of 5G slicing is very important for the operators of mobile networks. With growing data traffic from different applications of numerous smart mobile devices having several QoS requirements, we expect networks to face problems of congestion and overload that prevent the effective functioning of a radio access network (RAN). This paper proposes a more effective packet‐based scheduling scheme for data traffic by 5G slicing with two operation modes for improving the resource utilization of 5G cloud RAN and providing an efficient isolation of the 5G slices. These two operation modes are referred to as static sharing resource (SSR) scheme and dynamic sharing resources (DSR) scheme. The SSR scheme is a modified version of an existing method. The goal of this approach is to reallocate the shared available resources of 5G network fairly and maximize the utilization of bandwidth while protecting a 5G slice from overwhelming other 5G slices. Throughput and delays of the system model are also discussed to show its performance limits. On the basis of the simulation outcomes, we observed that the proposed DSR scheme outperforms the SSR scheme in terms of provided delay and throughput. In addition, the token bucket parameters together with the assigned capacity weight for each slice can be selected and configured based on the required QoS. Finally, a good estimate for the maximum delay bounds of the slices is provided by the derived theoretical delay bound.