新局勢下5G網(wǎng)絡切片技術的強化思考

吳功立

摘 要：在5G網(wǎng)絡技術中，網(wǎng)絡切片技術是一種較為常見的技術。這種技術的主要服務對象是個人以及不同的行業(yè)，因此不僅要滿足不同人員的使用需求，還應該滿足不同行業(yè)的發(fā)展需求。我們可以從網(wǎng)絡切片技術升級的角度研究分析3GPP標準下的網(wǎng)絡切片發(fā)展，其中涉及到很多方面的內(nèi)容，具體如下文所示。

關鍵詞：5G網(wǎng)絡切片;技術;強化

引言

在信息技術飛速發(fā)展的背景下，5G網(wǎng)絡切片技術的出現(xiàn)主要是為了更好地給人們提供服務，從而進一步滿足不同行業(yè)的數(shù)字化發(fā)展需要。網(wǎng)絡切片技術關系到5G問題的解決狀況，不同的組織和企業(yè)都著手落實網(wǎng)絡切片工作，5G網(wǎng)絡切片工作內(nèi)容受到3GPP的影響較大。該文主要針對3GPP網(wǎng)絡切片工作進行了相應的分析，希望能夠不斷強化網(wǎng)絡切片技術。

1針對核心網(wǎng)網(wǎng)絡切片準則的強化

1.1 分析3GPPR15版本的網(wǎng)絡切片技術強化

通過調查不難發(fā)現(xiàn)，5G技術中的網(wǎng)絡切片技術起到了不可或缺的重要作用。網(wǎng)絡切片技術的發(fā)展和提升得到了人們的重視和關注。3GPPR15版本網(wǎng)絡切片的標準主要在TS23.501和TS23.502中定義，包括網(wǎng)絡切片的基本架構、網(wǎng)絡切片標識和網(wǎng)絡切片基本操作等。（1）網(wǎng)絡切片架構基于TR23.799研究的控制面功能部分共享的組網(wǎng)架構，即部分控制面功能在切片間共享（如移動性管理、鑒權功能），其他控制面功能（如會話管理）及用戶面功能各切片專用。（2）網(wǎng)絡切片支持eMBB、URLLC和eMTC三種類型，支持運營商自定義切片類型，支持區(qū)分相同切片類型下的不同切片。（3）網(wǎng)絡切片標識（S-NSSAI）唯一標識一個網(wǎng)絡切片，NSSAI代表一組網(wǎng)絡切片，在切片選擇過程中，根據(jù)存儲位置和使用的不同，分為配置的NSSAI、簽約的NSSAI、請求的NSSAI、允許的NSSAI和拒絕的NSSAI。（4）網(wǎng)絡切片操作包括：支持網(wǎng)絡切片的AMF選擇、服務AMF的重分配、切片內(nèi)創(chuàng)建PDU會話、網(wǎng)絡切片的配置及配置更新、修改允許UE接入的網(wǎng)絡切片等。（5）支持網(wǎng)絡切片漫游、網(wǎng)絡切片與EPC的互通等。? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?1.2 分析3GPPR16版本的網(wǎng)絡切片技術強化

通過認真了解R15版本的網(wǎng)絡切片基本情況不難看出，R16版本的網(wǎng)絡切片功能得到了進一步增強，特別是對于一些具有特別功能的網(wǎng)絡切片，如車聯(lián)網(wǎng)切片、智慧醫(yī)療切片、工業(yè)制造切片等場景，可能會需要在UE主鑒權完成后仍需網(wǎng)絡切片特定鑒權與授權才能使用。R16版本定義了該場景下UE和網(wǎng)絡如何獲知網(wǎng)絡切片需要額外的鑒權與授權，以及特定鑒權授權如何觸發(fā)和執(zhí)行。下面從網(wǎng)元和流程增強的角度進行詳細分析。

（1）運用網(wǎng)絡切片特定鑒權與授權在增強UE和NF功能中的作用

網(wǎng)絡切片的特定鑒權與授權功能落實需要相應的技術支持，具體包含以下幾點：第一，UE注冊信息中包含相應的網(wǎng)絡能力，通過UEMMCoreNetworkCapability攜帶。TS23.501R16版本在該信元中增加了是否支持網(wǎng)絡切片特定鑒權與授權的指示NetworkSlice-SpecificAuthenticationandAuthorization。同時，UE需具備提供網(wǎng)絡切片特定鑒權與授權使用的UserID和證書。2）AMFAMF保存UE在注冊消息中攜帶的UEMMCoreNetworkCapability，并根據(jù)信元中NetworkSliceSpecificAuthenticationandAuthorization的取值判定是否需要執(zhí)行網(wǎng)絡切片特定鑒權與授權流程。對于R15版本之前的UE，在注冊消息中不攜帶網(wǎng)絡切片特定鑒權與授權指示，AMF不允許其接入需要網(wǎng)絡切片特定鑒權與授權的網(wǎng)絡切片。

（2）分析網(wǎng)絡切片特定鑒權與授權對相關業(yè)務的影響

完善后的網(wǎng)絡切片具備特定鑒權與授權的作用，為此我們應該進一步明確網(wǎng)絡切片技術對相關業(yè)務造成的影響。網(wǎng)絡切片特定鑒權與授權的基本流程為：1）服務PLMN基于簽約信息為HPLMN的S-NSSAI執(zhí)行網(wǎng)絡切片特有的鑒權和授權。2）UE在注冊請求消息中的UE5GMMCoreNetworkCapability中指示是否支持這個特性。如果UE不支持該特性，當UE請求需要網(wǎng)絡切片特有的鑒權和授權的S-NSSAI時，AMF不應為UE觸發(fā)相應流程。如果UE配置了需要網(wǎng)絡切片特有的鑒權和授權的S-NSSAI，UE需保存S-NSSAI和相應證書的關聯(lián)關系。3）為了執(zhí)行S-NSSAI的網(wǎng)絡切片特有的鑒權和授權，AMF發(fā)起基于EAP方式的網(wǎng)絡切片特有鑒權流程。

此外，不論UE網(wǎng)絡切片技術的自身功能是否得到有效發(fā)揮，只要UE在PLMN中處在注冊的狀態(tài)，就能確保相關業(yè)務的順利落實，還能讓AMF不需要在每次周期性注冊或移動性注冊流程中都執(zhí)行網(wǎng)絡切片特有的鑒權與授權。網(wǎng)絡切片特有的AAAserver可以隨時撤回授權或發(fā)起鑒權與授權流程。當在某種接入類型網(wǎng)絡中，針對當前AllowedNSSAI中的一個S-NSSAI撤銷鑒權時，AMF應給UE提供新的AllowedNSSAI并釋放該接入網(wǎng)絡類型中和該S-NSSAI關聯(lián)的所有PDU會話。最后需要強調的是，基于SUPI的UE主鑒權與授權獲得成功是網(wǎng)絡切片特定鑒權與授權的基礎，如果SUPI授權被撤回，網(wǎng)絡切片特有的授權也被撤回。

1.3 分析3GPPR17版本的網(wǎng)絡切片技術強化

早在去年上半年，網(wǎng)絡切片技術的通用切片模板概念就被人們提出來了，把網(wǎng)絡切片模板與終端用戶業(yè)務結合在一起能夠促進相關業(yè)務的落實，如每個切片支持的PDU會話數(shù)、每切片支持的終端數(shù)、每切片支持的最大UL/DL速率等，這些能力在當前的5G系統(tǒng)中尚未支持。3GPPSA2R17版本針對GSMANG.116中定義的網(wǎng)絡切片屬性申請了立項，已確定在R17版本進行網(wǎng)絡切片增強第二階段的研究。當前R17正處于研究階段，網(wǎng)絡切片增強課題已經(jīng)提出了8個需要研究的關鍵問題，并開始討論針對這些問題的可選解決方案。課題研究的關鍵問題包括：（1）如何支持網(wǎng)絡切片的最大終端數(shù)需要解決的問題有5G系統(tǒng)如何獲取網(wǎng)絡切片支持的最大終端數(shù)、當前已接入網(wǎng)絡切片的終端數(shù)以及5G系統(tǒng)如何使能網(wǎng)絡切片需要的配額。（2）如何支持網(wǎng)絡切片的最大PDU會話數(shù)需要解決問題有5G系統(tǒng)如何獲取網(wǎng)絡切片支持的最大PDU會話數(shù)、當前已建立的PDU會話數(shù)、哪個NF有這些配額信息;以及如果網(wǎng)絡切片的PDU會話數(shù)已經(jīng)達到最大值，還有UE需要接入該如何處理。（3）如何限制一個UE在網(wǎng)絡切片中的UL/DL速率需研究如何限定UE在網(wǎng)絡切片中的速率，確保使用相同網(wǎng)絡切片的多個PDU會話的聚合速率滿足網(wǎng)絡切片的UL/DL速率限制。（4）如何支持網(wǎng)絡切片配額事件通知涉及上述提及的最大終端數(shù)、PDU會話數(shù)、UL/DL最大速率等配額，需研究AF如何從5GS進行事件訂閱，5GS系統(tǒng)如何通知網(wǎng)絡切片配額相關的屬性。

2結束語

綜上所述，網(wǎng)絡切片技術經(jīng)過一段時間的發(fā)展后，其自身功能得到了有效強化，不僅具備一些基本的功能，還具備更加多元化的功能。R17版本所研究問題的解決會使網(wǎng)絡切片在更細的粒度上進行控制，以滿足不同場景的使用。端到端網(wǎng)絡切片方面，中國通信標準化協(xié)會（CCSA）已成立“5G網(wǎng)絡端到端切片特設項目組”，其目標為支持5G商用部署和垂直行業(yè)應用，加快國際標準推進，總體規(guī)劃5G網(wǎng)絡端到端切片標準體系框架，梳理現(xiàn)有相關標準情況，組織開展共性標準研究，上述端到端網(wǎng)絡切片問題的解決指日可待。

參考文獻：

[1]魏垚.網(wǎng)絡切片標準分析與發(fā)展現(xiàn)狀[J].移動通信，2019，43（4）：25-30