S^2: 网络切片与节能

sola1217

文 | nyx

5G端到端网络切片（Network Slicing,  NS）是指将网络资源灵活分配，按需组网，基于5G网络虚拟出多个具有不同特点且互相隔离的逻辑子网，每个端到端网络切片均由无线网、传输网、核心网子切片组合而成，旨在满足多样化的应用场景，为不同应用需求提供定制化的虚拟网络。它的实现以网络功能虚拟化技术（Network Function Virtualization,  NFV）为基础。NFV可以实现传统的网元设备的App与硬件分离，将网络设备功能以App的形式运行在通用性硬件之上，为5G网络节能降耗的研究提供了新的思路。

01
基站资源切片

资源分为基站资源和无线资源。通过对这些资源的虚拟化，将同一无线网络虚拟成多个虚拟无线网络，将这些资源虚拟为一个个网络切片，各个切片可以共享这些无线资源，实现资源的高效利用，避免资源浪费，实现节能的效果。

基站资源包括计算资源、存储资源、网络资源和功率资源等。以计算资源为例，将物理CPU集中在一起形成一个计算资源池，并虚拟成一个个虚拟CPU，每个网络切片共享这个计算资源池，当切片较少或者负载较低的时候，可以将所需的虚拟CPU集中指定给一个服务器或一个机箱内的物理CPU，关闭其他服务器或机箱，从而实现节能省电的目的。

02
无线资源切片

无线资源主要是指时域、频域、空域、码域等资源。无线资源切片首先针对的是切片之间的无线资源共享，然后是每个切片内部的用户或数据流之间共享。因此，无线资源切片通常是分层的，第一层是切片管理，第二层是数据流管理。通过修改基站侧MAC调度器，可以实现切片管理和数据流管理。

以频谱资源软切分为例，独立预留出一些资源给紧急性的业务使用，然后网络切片的调度管理服务根据切片业务请求的实时到达情况按需分配时频资源，并确保各切片间的资源平衡分配，让整个频谱资源利用率大幅提升，从而避免了资源的浪费。

3GPP SA5/SA2针对节能，也提出了相应的关键用例，下面就由小编为大家先容一下。

03
SA5：UPF实例之间流量的重分配

网络数据分析可以表明，由某些UPF实例服务的UE可能是低优先级UE。基于此信息，SMF可以在较少的专用UPF实例中重新分配这些低优先级UE，这些实例仅用于在晚上为低优先级UE服务并在较少的专用服务器上运行。如此，那些未被分配UE的UPF实例便可以由NFV协调器删除，使更多的物理资源（例如服务器）在夜间关闭，进而使消耗的能源更少。

由于UE可以同时连接到最多八个网络切片，因此NWDAF做决策前，需要考虑UPF实例是否属于同一个网络切片：

当UPF实例属于一个网络切片时，只能在同一网络切片的UPF实例之间进行流量重新分配；

当UPF实例在两个网络切片或者更多切片之间共享时，可以在不同网络切片的UPF实例之间进行流量重新分配。

此外，从SA5的角度来看，将流量从某些UPF实例重新分配到其他UPF实例时，还需要考虑其他信息，比如：

将流量重新分配到较少的UPF实例的主要标准是什么，是否与UE优先级、一天中的时间或者服务级别参数有关，

UE优先级的评定标准是什么，NWDAF从何处获取UE优先级相关信息，以及UE优先级是相对于给定网络切片内UE之间，

还是相对于不同网络切片内UE之间，将流量重新分配需要与NFV MANO功能进行交互，因此，需要明确NWDAF如何与NFV MANO功能交互，以及通过哪个参考点进行交互等，

除以上列举的内容之外，还有一些别的信息需要考虑，具体内容可以参考3GPP SA5#131e文稿S5-203013 pCR 28.813 Network data analysis assisted energy saving.doc。