當5G被廣泛提及時，網絡切片是討論最多的技術。KT、SK電訊、中國移動、DT、KDDI、NTT等網絡運營商和愛立信、諾基亞、華為等設備商認為網絡切片是5G時代理想的網絡架構。
這項新技術允許運營商在壹個硬件基礎設施中分割多個虛擬的端到端網絡，每個網絡切片從設備到接入網到傳輸網再到核心網進行邏輯隔離，以適應各類業務的不同特性。
對於每壹個網絡切片，虛擬服務器、網絡帶寬、服務質量等專屬資源得到充分保障。由於切片之間是相互隔離的，所以壹個切片的錯誤或故障不會影響其他切片的通信。
5G為什麽需要網絡切片？
從過去到現在的4G網絡，移動網絡主要服務於手機，壹般只針對手機做壹些優化。然而，在5G時代，移動網絡需要服務於各種類型和需求的設備。大家提到的很多應用場景包括移動寬帶、大規模物聯網、關鍵任務物聯網等。它們都需要不同類型的網絡，並在移動性、計費、安全性、策略控制、延遲和可靠性方面有不同的要求。
比如大規模的物聯網服務，連接固定的傳感器，測量溫度、濕度、降雨量等等。不需要移動網絡中主服務移動電話的切換和位置更新。此外，自動駕駛和機器人遠程控制等關鍵任務物聯網服務需要幾毫秒的端到端延遲，這與移動寬帶服務有很大不同。
5G的主要應用場景
這是否意味著我們需要為每項服務建立壹個專用網絡？比如壹個5G手機的服務，壹個5G大規模物聯網的服務，壹個5G關鍵任務物聯網的服務。其實我們並不需要，因為我們可以通過網絡切片技術在壹個獨立的物理網絡上切片多個邏輯網絡，這是壹個非常節約成本的做法！
網絡切片的應用需求
NGMN發布的5G白皮書中描述的5G網絡切片如下圖所示:
NGMN 5G網絡切片示意圖
我們如何實現端到端的網絡切片？
(1)5G無線接入網和核心網:NFV
在今天的移動網絡中，主要設備是手機。RAN(DU和RU)和核心功能由RAN制造商提供的專用網絡設備構建。為了實現網絡切片，網絡功能虛擬化(NFV)是先決條件。基本上，NFV的主要思想是將所有網絡功能軟件(即分組核心中的MME、S/P-GW和PCRF以及RAN中的DU)部署在商用服務器上的虛擬機上，而不是單獨部署在其私有網絡設備上。這樣，RAN充當邊緣雲，而核心功能充當核心雲。邊緣和核心雲中虛擬機之間的連接使用SDN進行配置。然後，為每項服務創建切片(即電話切片、大規模物聯網切片、任務關鍵型物聯網切片等。).
如何實現壹個網絡切片
下圖顯示了特定於每個服務的應用程序如何被虛擬化並安裝在每個tile中。例如，可以按如下方式配置切片:
(1)UHD切片:在邊緣雲中虛擬化DU、5G核心(UP)和緩存服務器，在核心雲中虛擬化5G核心(CP)和MVO服務器。
(2)電話切片:虛擬化核心雲中具有全移動功能的5G核心(UP和CP)和IMS服務器。
(3)物聯網(如傳感器網絡)大規模切片:在核心雲中虛擬化壹個簡單輕量的5G內核，沒有移動性管理功能。
(4)物聯網關鍵任務切片:將5G核心(UP)和相關服務器(如V2X服務器)虛擬化在邊緣雲中，最大限度地降低傳輸延遲。
到目前為止，我們需要為具有不同需求的服務創建專用的切片。並且根據不同的業務特性，將虛擬網絡功能放在每個切片中的不同位置(即邊緣雲或核心雲)。此外，壹些網絡功能，如計費和策略控制，可能在壹些網絡片中是必需的，但在其他網絡片中不是必需的。運營商可以按照自己想要的方式定制網絡切片，這可能是最劃算的方式。
如何實現第二次網絡切片
(2)邊緣和核心雲之間的網絡切片:IP/MPLS-SDN。
軟件定義的網絡，雖然剛推出時是壹個非常簡單的概念，但現在變得越來越復雜。以Overlay為例，SDN技術可以在現有網絡基礎設施上提供虛擬機之間的網絡連接。
端到端網絡切片
首先，我們來看看如何保證邊緣雲和核心雲中的虛擬機之間的網絡連接是安全的。虛擬機之間的網絡需要基於IP/MPLS-SDN和Transport SDN來實現。本文主要討論路由器廠商提供的IP/MPLS-SDN。愛立信和Juniper都提供IP/MPLS SDN網絡架構產品。操作略有不同，但基於SDN的虛擬機之間的連接非常相似。
核心雲中是虛擬化服務器。在服務器的虛擬機管理程序中運行內置的vRouter/vSwitch。SDN控制器提供虛擬化服務器與DC G/W路由器(用於在雲數據中心創建MPLS L3 VPN的PE路由器)之間的隧道配置，並在核心雲中的每個虛擬機(如5G物聯網核心)與DC G/W路由器之間創建SDN隧道(即MPLS GRE或VXLAN)。
然後，這些隧道與MPLS L3 VPN(如物聯網VPN)之間的映射由SDN控制器管理。這壹過程在邊緣雲中是相同的，從邊緣雲到IP/MPLS主幹，壹直到核心雲，創建壹個物聯網切片。這個過程可以基於目前成熟可用的技術和標準來實現。
(3)邊緣和核心雲之間的網絡切片:IP/MPLS-SDN。
現在剩下的就是移動轉發網了。我們如何在邊緣雲和5G RU之間切割這個移動轉發網絡？首先，妳要先定義5G轉發網絡。討論中有壹些選項(例如，通過重新定義DU和RU的功能來引入新的基於分組的轉發網絡)，但沒有做出標準定義。下圖是ITU IMT 2020工作組給出的示意圖，給出了壹個轉發網絡虛擬化的例子。