馬文濤，馮慧瓊，趙國(guó)華

（1.中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)山西有限公司運(yùn)城分公司，山西 運(yùn)城 044000；2.中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)山西有限公司太原分公司，山西 太原 030001）

1 研究背景與解決目標(biāo)

從近年來運(yùn)營(yíng)商電信業(yè)務(wù)的發(fā)展情況來看，利潤(rùn)增長(zhǎng)乏力，以后各電信運(yùn)營(yíng)商很可能走向斷崖式負(fù)增長(zhǎng)，再加上“降費(fèi)提速”的巨大壓力的存在，只有通過“降低成本”和“發(fā)現(xiàn)利潤(rùn)增長(zhǎng)點(diǎn)”才能破解困境。但是成本的持續(xù)壓降，會(huì)導(dǎo)致運(yùn)營(yíng)成本、采購(gòu)成本、人力成本的降低，進(jìn)而會(huì)出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的下降，優(yōu)秀人才的流失。而在發(fā)現(xiàn)利潤(rùn)增長(zhǎng)點(diǎn)方面，隨著用戶ARPU值連年下降，用戶數(shù)也已經(jīng)負(fù)增長(zhǎng)，相互競(jìng)爭(zhēng)惟一的手段就只剩下低價(jià)競(jìng)爭(zhēng)，不限量套餐的引入導(dǎo)致行業(yè)資費(fèi)競(jìng)爭(zhēng)惡化，而物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展滯后，遠(yuǎn)未達(dá)到大規(guī)模商用，想要依靠物聯(lián)網(wǎng)來擴(kuò)充用戶、提升收入成為利潤(rùn)增長(zhǎng)點(diǎn)還為時(shí)尚早。隨著5G網(wǎng)絡(luò)的大規(guī)模建設(shè)，針對(duì)5G網(wǎng)絡(luò)是否能成為運(yùn)營(yíng)商利潤(rùn)快速增長(zhǎng)的阻燃劑是近年來各行業(yè)持續(xù)探討的話題。

2 5G無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對(duì)切片的支持

之所以5G能擔(dān)此重任，最主要的一個(gè)技術(shù)是5G網(wǎng)絡(luò)切片。5G端到端網(wǎng)絡(luò)切是什么呢？眾所周知，5G先天具有eMBB，mMTC和uRLLC三大應(yīng)用場(chǎng)景，也叫三大應(yīng)用子網(wǎng)，這些網(wǎng)絡(luò)之間是獨(dú)立不受影響，每張子網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的不同業(yè)務(wù)使用QoS來進(jìn)行管理。并且在同一類子網(wǎng)絡(luò)之下，還可以再次進(jìn)行資源的劃分，形成更低一層的子網(wǎng)絡(luò)，把QoS進(jìn)行了維度擴(kuò)展，這些相互隔離的子網(wǎng)絡(luò)就叫做網(wǎng)絡(luò)切片或者子切片。每個(gè)端到端網(wǎng)絡(luò)切片均由無線網(wǎng)、傳輸網(wǎng)、核心網(wǎng)子切片組合而成，并通過端到端切片管理系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一的管理，并根據(jù)不同業(yè)務(wù)應(yīng)用對(duì)用戶數(shù)、QoS、帶寬的要求，將物理網(wǎng)絡(luò)切成多張相互獨(dú)立的邏輯網(wǎng)絡(luò)。如果把4G網(wǎng)絡(luò)比作一把刀，那么5G網(wǎng)絡(luò)堪稱功能齊全的瑞士軍刀，因?yàn)?G使用了網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)，切出了多張?zhí)摂M網(wǎng)絡(luò)讓業(yè)務(wù)變得更加靈活多樣，也就是按照需求方定制出你想要的5G網(wǎng)絡(luò)，這個(gè)網(wǎng)絡(luò)從時(shí)延、帶寬、用戶、質(zhì)量保證（QoS）等各方面滿足需求方要求。

2.1 SA組網(wǎng)架構(gòu)

SA就是獨(dú)立組網(wǎng)，而NSA叫非獨(dú)立組網(wǎng)，區(qū)別在于非獨(dú)立組網(wǎng)采用LTE網(wǎng)絡(luò)與5G NR同時(shí)連接，NR控制面錨定于LTE網(wǎng)絡(luò)，并利用LTE的核心網(wǎng)實(shí)現(xiàn)信令回傳。而在獨(dú)立組網(wǎng)模式下，NR直接與5G核心網(wǎng)連接，它不再依賴4G網(wǎng)絡(luò)，從無線網(wǎng)到核心網(wǎng)是一個(gè)完整獨(dú)立的5G網(wǎng)絡(luò)。這兩種組網(wǎng)方式，在各項(xiàng)KPI上差別較大，比如網(wǎng)絡(luò)時(shí)延、上行帶寬、網(wǎng)絡(luò)靈活敏捷性和服務(wù)可靠性等，比較于GSM/TD-SCDMA/LTE，5G核心網(wǎng)是一次革命性的設(shè)計(jì)，它基于云原生和SBA服務(wù)化架構(gòu)，賦能敏捷高效的實(shí)現(xiàn)“網(wǎng)絡(luò)切片”，不同的切片應(yīng)對(duì)不同行業(yè)的多樣化的5G用例，不同的業(yè)務(wù)采取不同的QoS，這樣可大大提升網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量，并可降低部署成本，從而幫助運(yùn)營(yíng)商從個(gè)人市場(chǎng)向商業(yè)市場(chǎng)拓展，尋求新的商業(yè)模式和收入增長(zhǎng)點(diǎn)。

但在NSA組網(wǎng)下，由于沒有5G核心網(wǎng)，是不能夠支持網(wǎng)絡(luò)切片的，因此在NSA的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)在網(wǎng)絡(luò)時(shí)延、業(yè)務(wù)部署敏捷性和服務(wù)可靠性上以及在支持5G新用例方面，會(huì)大打折扣。SA組網(wǎng)架構(gòu)是網(wǎng)絡(luò)切片的必要條件。

2.2 頻譜共享、資源預(yù)留

從無線資源角度進(jìn)行分析：第一，通過頻譜共享，資源調(diào)度優(yōu)先級(jí)。其主要特征是每個(gè)TTI（典型值是0.5 ms），進(jìn)行RB（典型值是260Khz）粒度的資源分配，高優(yōu)先級(jí)切片用戶優(yōu)先占用資源，容易達(dá)到所需速率。transmission time interval （TTI）發(fā)送時(shí)間間隔； resource block （RB）資源塊。

第二，頻譜分割，資源預(yù)留。技術(shù)上可以實(shí)現(xiàn)面向切片級(jí)的RB粒度頻譜預(yù)留，但是無線空口信道復(fù)雜，多天線（MIMO）的流數(shù)因素，頻選的干擾因素等使得頻譜的資源利用率并不能直接轉(zhuǎn)換為下載速率；為不同切片保留頻譜會(huì)導(dǎo)致運(yùn)營(yíng)商頻譜碎片化，頻譜利用率下降。

圖1 頻譜共享，資源調(diào)度優(yōu)先級(jí)

圖2 頻譜分割，資源預(yù)留

兩種方法需要匹配業(yè)務(wù)訴求與網(wǎng)絡(luò)能力，進(jìn)行頻譜分割。第一階段先通過資源調(diào)度優(yōu)先級(jí)，第二階段（按需驅(qū)動(dòng)）進(jìn)行資源預(yù)留與頻譜隔離。在具體實(shí)現(xiàn)上，所有切片業(yè)務(wù)都配置在2.6 GHz上，不同業(yè)務(wù)通過配置不同的目標(biāo)速率以差異化優(yōu)先級(jí)方式共享頻譜資源。下行帶寬為主的業(yè)務(wù)可以2.6 GHz為主；上行帶寬為主的業(yè)務(wù)可以4.9 GHz為主；低時(shí)延高可靠（往往也需要廣覆蓋）的業(yè)務(wù)以FDD NR為主（FDD之前可以使用物理層增強(qiáng)、預(yù)調(diào)度等技術(shù)）；在每個(gè)頻點(diǎn)（具備差異化的硬能力資源集合），切片用戶間仍可通過不同的調(diào)度優(yōu)先級(jí)體現(xiàn)差異化。

圖3 頻譜隔離的應(yīng)用場(chǎng)景

2.3 CU/DU架構(gòu)分離

2016年11月，中國(guó)移動(dòng)研究院聯(lián)合國(guó)內(nèi)外部分設(shè)備上和芯片廠商發(fā)布了“邁向5G C-RAN：需求、架構(gòu)與挑戰(zhàn)”白皮書，其中對(duì)CU和DU分離架構(gòu)論述如下：“5G的基帶處理單元（BBU）功能將被重構(gòu)為集中單元（CU）和分布單元（DU）兩個(gè)功能實(shí)體。集中單元與分布單元的切分以處理內(nèi)容的實(shí)時(shí)性進(jìn)行區(qū)分。集中單元設(shè)備主要包括非實(shí)時(shí)的無線高層協(xié)議棧功能，并實(shí)現(xiàn)部分核心網(wǎng)功能下沉和邊緣應(yīng)用業(yè)務(wù)的部署，而分布單元設(shè)備主要處理物理層功能和實(shí)時(shí)性需求較強(qiáng)的層二功能”。采用集中和分布單元架構(gòu)后，兩個(gè)單元可以由獨(dú)立的硬件來實(shí)現(xiàn)。從功能實(shí)現(xiàn)來看，一部分核心網(wǎng)功能可以下移到集中單元甚至分布單元中，用于實(shí)現(xiàn)對(duì)時(shí)延要求比較高的切片業(yè)務(wù)。而原有的層一/層二/層三等功能都在基帶處理單元中實(shí)現(xiàn)，新的架構(gòu)下可以將層一/層二/層三功能進(jìn)行分離，分別放在集中單元和分布單元甚至射頻單元中來實(shí)現(xiàn)，以便靈活地應(yīng)對(duì)各種不同業(yè)務(wù)需求的變化。

由此可見，5G系統(tǒng)中采用CU-DU分離架構(gòu)后，傳統(tǒng)BBU和RRU網(wǎng)元及其邏輯功能都會(huì)發(fā)生很大變化。架構(gòu)分離后，對(duì)我們有什么好處呢？CU和DU分離的架構(gòu)下可以實(shí)現(xiàn)性能和負(fù)荷管理的協(xié)調(diào)、實(shí)時(shí)性能優(yōu)化并使用網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化（NFV）/軟件定義網(wǎng)絡(luò)（SDN）功能，進(jìn)一步更加靈活的支持網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)，功能分割可配置能夠滿足不同應(yīng)用場(chǎng)景的需求，如對(duì)時(shí)延多變性帶來的需求。

3 5G業(yè)務(wù)需求

網(wǎng)絡(luò)切片是5G正式提出的全新概念，借鑒了互聯(lián)網(wǎng)虛擬機(jī)VM的概念。如何能夠很好的運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)切片實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)增長(zhǎng)，是我們本文研究的目的。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，網(wǎng)絡(luò)切片能夠?yàn)檫\(yùn)營(yíng)商提高30%的營(yíng)收，甚至于更高。本文從三個(gè)層面進(jìn)行闡述，個(gè)人用戶（B2C）、企業(yè)用戶（B2B）或從企業(yè)再到個(gè)人用戶（B2B2C）。

3.1 B2C

5G網(wǎng)絡(luò)切片就是要切分人群，創(chuàng)造高價(jià)值的人群。5G網(wǎng)絡(luò)切片的不同，相當(dāng)于給不同的消費(fèi)者單獨(dú)開辟一條VIP高速通道，不但不堵，還非常的快，用戶必定愿意為這樣的服務(wù)買單。千萬不要認(rèn)為，5G時(shí)代來臨，人人隨時(shí)都有1Gbps的高速速率。根據(jù)5G規(guī)范TS 22.262規(guī)定的期望值，密集人群里的5G理想下行速率是50Mbps，且這個(gè)速率只滿足30%的部分用戶，況且這是理想值，更別提如果是在例如世界杯、演唱會(huì)等這種超密集區(qū)域，資源永遠(yuǎn)都不可能夠用。從中國(guó)移動(dòng)第一次推出“全球通”到今年再次推出“全球通”可以看出，品牌的差異化服務(wù)是行得通的。

“提速降費(fèi)”從國(guó)家層面來看是為了保障最基礎(chǔ)的用戶、企業(yè)都能夠消費(fèi)得起，但是對(duì)于愿意支付更高費(fèi)用，愿意享受更好品質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容的用戶來說，是鼓勵(lì)的。這時(shí)候就可以通過切片技術(shù)滿足有高品質(zhì)網(wǎng)絡(luò)需求的人群。

“網(wǎng)絡(luò)保障”在4G時(shí)代，我們的網(wǎng)絡(luò)保障都是免費(fèi)的，并且每一項(xiàng)保障任務(wù)需要付出大額的保障成本，每個(gè)集團(tuán)、企業(yè)、單位都可以無條件的提出進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)保障的要求，但是5G時(shí)代，我認(rèn)為保障是分級(jí)別的，分業(yè)務(wù)品質(zhì)的，基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)保障可以是免費(fèi)的，但是超低時(shí)延、超高帶寬、超可靠的網(wǎng)絡(luò)保障是收費(fèi)的，運(yùn)營(yíng)商通過切片技術(shù)，為受保障企業(yè)、個(gè)人虛擬一張滿足保障要求的網(wǎng)絡(luò)，在不增加成本的情況下實(shí)現(xiàn)了利潤(rùn)增長(zhǎng)。

“低價(jià)競(jìng)爭(zhēng)”是一種惡意的競(jìng)爭(zhēng)營(yíng)銷方式，損人不利己。5G網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)，可以按照不同的價(jià)格，切分網(wǎng)絡(luò)?？梢砸蛢r(jià)，但是你只能享受對(duì)應(yīng)的“低價(jià)”網(wǎng)絡(luò)。

3.2 B2B

我國(guó)人口增長(zhǎng)放緩，長(zhǎng)遠(yuǎn)來看，移動(dòng)用戶的增加已經(jīng)飽和，但是對(duì)于企業(yè)用戶而言，將成為運(yùn)營(yíng)商業(yè)務(wù)增長(zhǎng)的主要群體，對(duì)于企業(yè)集團(tuán)用戶，做直接的商業(yè)模式將是采取5G網(wǎng)絡(luò)切片，為企業(yè)用戶實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的定制化。

我們可以想象一下，擁有上百萬員工的大型制造企業(yè)，工廠分布在全國(guó)各地，需要進(jìn)行智能制造升級(jí)，提高效率減少人力成本。如果依賴于現(xiàn)有的4G或者有線網(wǎng)絡(luò)的話，幾乎難以實(shí)現(xiàn)，時(shí)延、帶寬、可靠性等都難以得到保證，更重要的一點(diǎn)是：安全性。架設(shè)專網(wǎng)安全性較好但成本太高，基于公網(wǎng)，成本低安全性差。此時(shí)一個(gè)完全隔離的5G網(wǎng)絡(luò)切片，即可解決所有問題。完全隔離的，和專網(wǎng)無異而成本低。高可用性，全國(guó)的工廠之間交互，幾乎沒有差別。定制化：根據(jù)企業(yè)的生產(chǎn)需求，需要高速率的地方就給高速率，需要低時(shí)延就給低時(shí)延，因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)切片的可定制化這些實(shí)現(xiàn)起來都非常簡(jiǎn)單。

我們還可以想象，中國(guó)移動(dòng)將來會(huì)有5G切片商城，可以讓企業(yè)根據(jù)自己的需求在5G切片商城上定制化自己的需求，如果這個(gè)想法推進(jìn)，將極大拓展運(yùn)營(yíng)商的企業(yè)用戶資源。就像淘寶一樣，一鍵式操作即可自動(dòng)部署和激活網(wǎng)絡(luò)切片，當(dāng)用戶數(shù)量增加或KPI性能降低時(shí)，系統(tǒng)可自動(dòng)調(diào)整資源以適應(yīng)KPI的變化。5G切片商城將是下一個(gè)火熱的應(yīng)用。

3.3 B2B2C

所謂B2B2C就是需要運(yùn)營(yíng)商與互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)合作，為互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)的APP定制專用的網(wǎng)絡(luò)切片，借助于互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)APP與用戶之間的粘性產(chǎn)生利潤(rùn)，運(yùn)營(yíng)商從中參與分成。比如目前很火的王者榮耀，為了獲得良好的高清體驗(yàn)，騰訊可以為王者榮耀按照3D立體效果、時(shí)延分為不同的等級(jí)，運(yùn)營(yíng)商為王者榮耀不同的體驗(yàn)等級(jí)定制不同的網(wǎng)絡(luò)切片，各個(gè)切片按照帶寬需求、時(shí)延等進(jìn)行區(qū)分為不同的游戲等級(jí)提供服務(wù)，騰訊從中收取不同游戲體驗(yàn)等級(jí)的費(fèi)用，運(yùn)營(yíng)商參與分成。這樣可以形成差異化服務(wù)與前后相收費(fèi)。

4 結(jié)束語

基于5G網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)增長(zhǎng)是運(yùn)營(yíng)商保持持續(xù)發(fā)展的必然之路，運(yùn)營(yíng)商將基于網(wǎng)絡(luò)切片向2C/2B市場(chǎng)擴(kuò)展。5G的發(fā)展目標(biāo)就是“1+3”：1就是一個(gè)基于5G核心網(wǎng)、承載網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)切片并最終實(shí)現(xiàn)一張全云化的網(wǎng)絡(luò)；3就是eMBB、uRLLC和mMTC三大應(yīng)用場(chǎng)景。5G時(shí)代，運(yùn)營(yíng)商將以“1+3”為發(fā)展目標(biāo)，從個(gè)人市場(chǎng)向商業(yè)市場(chǎng)拓展，最終賦能萬物互聯(lián)和全行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，支撐國(guó)家智慧城市演進(jìn)。