5G切片资源管理探讨

张清泉

（中国电信新疆分公司企业信息化部，新疆 乌鲁木齐 830011）

1 5G切片建模

（1）面向END-USER即终端用户的基于切片的通信服务。典型场景：语音、数据、AR/VR等。

（2）网络切片即服务，运营商通过直接向大客户售卖网络切片。典型场景：物联网、自动驾驶、智能家居等。

（3）基础设施即服务，运营商直接向大客户开放云网基础设施。典型场景：智能抄表、智能农业、工业控制、远程医疗等。

为支撑上述各种业务场景，针对切片进行建模时，就需要保障模型层面的高度灵活。一个网络切片实例NSI允许包含1到多个子切片实例并且子切片实例也允许在多个NSI实例间进行共享。一个子切片实例NSSI包含1到多个网络功能；每个网络功能NF可在多个子切片实例中共享。网络功能NF可以是物理的（PNF），即对应具体的传统网元设备；也可以是虚拟的（NFV），通过NFV-VNFM管理全生命周期。

切片实例的生命周期可大致分为四个阶段：设计态、创建态、运行态和终止态。设计态负责：切片模版设计、上线和验证。创建态负责：按照切片容量和各种性能指标要求分配资源。运行态负责：采集并监控网络切片的KPI/KQI，根据预定义的策略进行自动优化、故障自愈。终止态负责：终止切片服务，回收资源。

2 5G切片资源管理应用

对于5G切片的资源管理应用，需要系统具备跨网管跨网元，实现全网统一的切片设计、编排、运营与监控分析能力，为便于后续阐述方便，统一称切片管理系统。

图1 5G切片的管理系统架构

切片管理系统针对切片实例的全生命周期进行功能拆解。典型切片应用场景：切片管理系统接收来自BSS侧提供的切片服务商品和客户切片的特征需求，进行切片设计，将切片服务分解成切片（可跨厂家）以及对应的切片实例部署模版，根据实例模版进行子切片分解和NF，从而形成NF依赖的集合，然后针对隔离要求和租户的多切片关联关系确定最终的NF共享模式，完成切片服务的部署。

通过上述典型场景的切片发布说明，可以将切片管理系统大致分为：设计中心、编排中心、运营中心、监控分析中心四大模块。

2.1 设计中心

切片设计中心主要负责以自动化、可视化手段，协同各DSM形成网络端对端的切片模版，并实时保障这些模版在特定的时间内的可用性。设计中心通过南向接口实时获取各DSM能力，封装成原子服务供模板设计器作为原材料进行模板设计。当DSM新能力上线和已有能力下线，可通过关联关系更新切片模板。切片设计中心完成切片设计后，调用编排部署中心进行切片实例化测试，确认达到SLA要求后方可上线售卖。

2.2 编排中心

编排中心通过调用各域DSM的切片编排能力和各段网络（包括传统和SDN）的操作能力，在其他支撑系统和相关中心的驱动下，切片编排部署中心主要负责切片实例的开通编排部署、性能保障部署（扩缩容和漂移）、切片实例功能变更等工作。

编排中心需要具备灵活的切片编排、端到端的切片资源视图以及全面的切片能力目录，实现业务的快速加载上线。端到端的切片资源视图主要是端、管、云、DC的跨域资源管理/分配。切片能力目包含DSM/SDN/NFV/EMS的能力适配和调用。

2.3 运营中心

切片运营中心对切片实例进行全生命周期管理，从实例的初始化部署，到能力变更阶段，再到故障维护阶段，最后再到退服阶段。同时针对切片实例，提供了一系列的维护工具和手段，既可以以界面集成方式向门户提供集成，也可以服务向外部开放。

支持基于策略的自动运维，优化网络结构，自愈，自动伸缩和简化运维过程。自动运维过程，不影响客户体验。运维大脑智能分析与综合的业务编排，实现端到端的业务自调整；支持多领域（网络、业务、云端）扩缩容场景；大数据分析，策略优化和简化策略设计；支持在线策略定义和策略冲突检测。

2.4 监控分析中心

切片监控中心主要负责对各网络运行基础指标数据的采集，通过实时和离线计算技术，实时感知SNI的运行态势，对运行过程KPI进行全程记录，并将相关分析结果数据自动上报切片运营中心。

监控中心需要具备：从切片运营中心获取全量SNI信息，确认监控分析范围；根据采集规则自动适配各DSM、SDN控制器、网管的数据采集接口，获取原始运行日志文件；分布式数据计算框架，根据提取规则和KPI定义，自动实时计算SNI运行KPI，当产生SLA预警事件自动通知运营中心，同时获取到完整的切片运行KPI；根据计算结果提供各类监控界面、运行日志数据服务和运行分析结果。

采集网络运行基础指标数据，通过实时和离线计算，实时感知各切片实例KPI指标及运行态势，发现异常，则主动推送/呈现分析结果数据到切片运营中心，并自动启用切片修复功能，修复故障，若修复失败，则转人工处理。

3 5G切片管理的全网部署

前端根据客户请求设计和销售各种套餐、产品、服务和切片，并跨域跨厂家端到端交付。切片管理应用实现各技术域（无线、传输、核心网、NFV和SDN）的控制和执行，切片网络驱动。

切片管理应用管理各设备厂家开发上线的基础能力和软件包，形成企业统一的服务目录，提供可视化切片的服务设计，支持客户个性化需求定制，基于智能网络快速向市场推出新业务、新产品。向上层提供能力，如各个网元/网管的配置、资源、告警和性能接口能力，以及NFV生命周期管理能力和SDN连接的管理能力；协调设备厂家开发网络功能包提供各个技术域的基础能力，并按ETSI相关规范提供。

图2 全网部署示意图

4 结束语

目前提出的5G切片管理需要全网各专业统一行动，对于OSS侧需要具备针对5G网元等物理实体纳管的数据基础上进行切片管理，对于BSS侧需要满足各类切片服务的可销售产品订制。