告别“大锅饭”，5G终端切片打通商用落地最后一公里

近日，中国联通携手紫光展锐，合作研发了全球首例符合3GPP标准的端到端全策略网络切片选择解决方案。该项目基于紫光展锐芯片平台实现了5G手机类和数据类终端的端到端切片解决方案，让用户能够在中国联通5G SA网络环境下，通过App ID、FQDN、IP三元组、DNN等业务标识，自主灵活地选择网络切片，不仅能为普通用户的游戏、视频、直播类应用提供差异化、定制化的网络服务，同时也为垂直行业的转型升级带来了更广阔的发展前景。

此外，11月9日，紫光展锐还与联通发布了全球首款支持完整3GPP标准化网络切片和eSIM的5G CPE VN007，可广泛应用于智慧工厂、智慧交通、智慧农业、智慧能源、智慧医疗、移动直播等场景。随后，在2020中国移动全球合作伙伴大会上，紫光展锐又联合中国移动、中兴通讯等产业链合作伙伴共同完成了业界首个5G终端切片目标方案的应用演示，标志着5G终端已具备切片能力。

为什么不“切”4G网络的“片 ”？

普通终端用户对于“切片”两个字的理解，可能主要停留在泡方便面时切一根火腿肠这样的场景中。对于“网络切片”/“终端切片”这种高难度的陌生词汇，感觉既看不见也摸不着，可能也搞不清楚它和4G网络环境下数据业务的使用有什么区别。日前，在“展锐5G终端切片技术分享会”上，紫光展锐产品规划总监汪大海为我们做出了详细解读。

通俗来讲，网络切片技术就是将运营商网络进行逻辑划分，将资源和服务进行逻辑隔离，不同等级的业务数据可以在不同逻辑层面的网络切片上传输，从而满足不同业务场景对网络的数据传输速率、安全性、可靠性等多方面的差异化需求。

众所周知，终端用户要想要通过运营商网络使用数据业务，首先得有终端设备，然后手机里要安装APP，还要处在手机所属的运营商服务范围内。在4G网络环境下，以搭载了Android操作系统的终端设备为例，在开机时，操作系统会建立一路默认数据承载，当用户想要使用某个在线游戏或是视频APP时，应用数据就会通过这路默认承载发送到运营商网络侧。

有什么不妥吗？似乎也没有，看起来一切都还挺顺畅的。

但进入5G时代后，随着应用场景的极大丰富，让所有数据跑在同一条路，同一张网上的场景让运营商想想都觉得后怕。于是，在网络切片技术的加持下，5G网络根据eMBB、uRLLC、mMTC三大应用场景划分出三大类切片，并且在每个大类的切片之下，又可以针对具体的应用划分为不同的子切片。

例如在eMBB切片下，根据不同应用对传输速率的差异化需求，可以划分为云游戏、虚拟现实、智能手机等子切片，uRLLC切片、mMTC切片下的划分也是同样的道理。通过这样的方式，将极大的提升各个不同场景下的各类应用在5G网络下的用户体验。

换句话说，就是让手机里不同的APP数据，通过不同的数据承载，跑在由运营商划分出来的不同的逻辑网络上，实现将网络资源面向不同的业务需求进行灵活动态的分配，从而优化连接、降低成本、提升效益。

汪大海用“大锅饭”和“自助餐”来描述4G和5G时代数据业务的差别。“4G时代，用户实际上是没有办法自主选择想要哪种网络服务，无论是打游戏，还是打电话，还是看视频，所有人使用的都是同样的通道。”他说这就好比吃大锅饭，资源有限，但分资源的人越来越多，每个人能分到的只会越来越少。具体到通信行业，消费者最直观的体验就是网速越来越慢。

那么，运营商网络想要支持网络切片技术，需要具备哪些条件呢？

首先，需要运营商部署5G SA网络；其次，APP本身或者操作系统要知道这个APP的数据应该跑在哪一个网络切片上。其实在3GPP 5G协议中定义了一个URSP(用户终端路由选择策略)规则，用来描述APP与网络切片之间的对应关系，终端操作系统需要根据URSP规则，为APP选择一个网络切片。

URSP规则中有两组重要的参数，一组是描述APP属性的Traffic Descriptor(通路描述符)参数，包含AppId、DNN(数据网络名称)、IP Descriptor(IP三元组)，Domain Descriptor(域名描述符)、Connection Capabilities等参数；另一组是描述数据承载属性的Route Selection Descriptor(路由选择描述符)，包含S-NSSAI(网络切切片)、SSC Mode(会话与服务连续性模式)、DNN等参数。

因此，所谓的URSP规则，其实就是多组Traffic Descriptor与Route Selection Descriptor的对应关系。当终端设备知道与APP相关的Traffic Descriptor参数后，自然可以根据URSP规则找到与数据承载相关的Route Selection Descriptor，其中就包含着网络切片信息，这样APP就知道自己该接入哪个网络切片了。

打通落地的最后一公里

但是，现有的操作系统以及终端设备，均不支持通过URSP规则为APP选择网络切片，当运营商SA网络部署完毕可以商用时，这个问题就成为了网络切片无法真正为终端用户提供服务的最大障碍。

另一方面，对于终端而言，切片是一种全新的实现方案，主要技术难点在于需要对打通芯片底层切片能力和上层应用的连接，需要对操作系统进行较大改造。由于终端操作系统的限制，终端芯片底层的切片能力，难以传递并匹配到第三方应用，同时，潜在的第三方应用改造量，也为切片业务模式的快速推广带来了巨大阻碍。

按照汪大海的说法，“通信行业几十年发展都有这样一个规律：端网协同。只有网络没有终端的配合，服务是没有办法最终落地的。”

全球首例符合3GPP标准的端到端全策略网络切片选择解决方案

如前文所述，4G时代，运营商、APP、智能手机并没有“我要上什么样网络”的概念，终端类型和操作系统也以智能手机和安卓系统为主，但5G时代，随着手机、VR、监控、机械手臂、云游戏、智能驾驶等海量设备接入网络，操作系统也更加丰富，实际上切片已经不仅仅是端到端了，还包括互联网和垂直行业的用户，只有产业链上的玩家形成合力，才有可能实现网络和终端切片技术的落地。

为此，紫光展锐提出了基于Android操作系统的网络/终端切片选择方案。在与联通共同发布的全球首例5G网络切片选择方案中，双方重点做了三件事：

第一， 确定“调制解调器中心化”理念。也就是说，把切片和网络之间进行选择的权利交给调制解调器，这样无论是何种终端类型，何种操作系统，都能够通过调制解调器去进行切片网络与终端的适配。这样一方面利于操作系统的升级与演进，另一方面极大简化了5GCPE及5G通用模组引入网络切片方案时的开发周期，实现对Linux等其他操作系统的支持。同时，对于APP开发者而言，与操作系统之间的交互方式与此前并无差异，不仅确保增量APP能够快速与运营商网络切片匹配，同时对于大量的存量APP，也能够享受网络切片服务。

第二， 对智能手机操作系统进行了扩展。打通了切片在APP和操作系统之间的网络连接。APP在发起“网络会话”的时候，把所需的正确切片的参数传递给操作系统。

第三， 联合运营商一起开发“切片管理器”。切片管理器定义了应用程序和操作系统之间关于网络切片的接口，能够保证运营商制定URSP规则不受终端操作系统的限制，可以灵活的制定、修改、更新，完全解除了这部分运营商与操作系统的耦合。

目前，通过调制解调器实现5G终端切片的只有紫光展锐。紫光展锐产品规划副总裁夏晓菲对此解释说，目前5G终端切片方案有两种：一种是操作系统中心化；第二种是基带芯片中心化。展锐选择基于基带芯片的方案，主要是认为这样对整个系统快速部署5G切片的应用代价最小，避免了操作系统和应用做大量改动。

“其它厂商会不会采用这个方案我们确实也不太清楚，不排除有些厂家会选择操作系统中心化的方向。从展锐的角度来看，基带芯片中心化能够最大限度的避免上层改动、使切片技术快速落地。而从整个生态的角度来看，这是能够快速把5G切片技术落地的一个最有效的方案。”他说。