5G网络切片技术能源互联网应用分析

在全球能源互联网发展的背景下，能源、电网广域互联的需求巨大，全球范围内稳定、可靠、经济的通

随着第四代移动通信(The Fourth Generation, 4G)网络的标准化和不断成熟， 第五代移动通信(The Fifth Generation, 5G)系统的研究在国内外已经展开。为了应对未来网络流量的爆炸性增长，5G 网络应能够同时支持多样化的服务需求，以满足不同服务对网络吞吐量、延迟、数量和可靠性等指标要求。根据国际电信联盟(International Telecommunication Union, ITU)对未来5G 网络的研究规划，5G 网络需要具有高带宽以承载虚拟现实、超高清视频和其他服务。同时5G 网络需要提供海量连接和超低时延以更好的服务车联网业务、工业制造等。

不同的应用场景对网络功能、系统性能、安全性、用户体验等有不同的要求。如果使用同一网络提供服务，网络势必会非常复杂、繁琐，而且还会造成高额的网络维护费用。相反，如果对不同服务需求的不同业务提供专有网络， 而且专有网络仅包含此类业务所需的功能， 则该业务的服务效率将大大提高， 网络性能也会得保障。这将会保证应用程序方案所需的网络性能，网络的操作和维护也会变得简单。这个专有网络是5G 切片的一个例子。

5G 网络片将现有网络进行分割，形成独立的逻辑网络，为差异化业务提供定制服务。根据不同的服务质量要求，通过分配相应的网络功能和网络资源，实现5G 架构的实例化。5G 网络片的逻辑网络是网络功能资源和这些网络功能配置的集合。这个逻辑网络包含满足特定业务需求的网络特征。

作为5G 网络的关键技术之一，网络切片通过网络虚拟化技术将网络中的各种物理资源抽象为虚拟资源。其中，虚拟资源可以分为两类，一类是被特定切片使用的独占资源，另一类是被多个切片同时使用的共享资源。在网络切片的实例化过程中，首先对网络中的相关网元进行切片，进行业务适配，然后根据业务需求和当前网络资源情况配置专属资源和共享资源。通过分配资源，可以实现网络片中的虚拟网络功能和接口的实例化和服务编排， 即创建切片。

网络切片通过网络功能虚拟化(NFV)和软件定义网络(SDN)部署，以提供多样化和个性化的网络服务。其中，片间隔离保证了网络间的安全，而按需资源的分配和再分配过程实现了网络资源利用的优化，提高了片间资源的共享和利用。网络切片整体架构是由基础设施，管理层及运行在基础设施之上的切片实例组成，如图1 所示。

从标准上，国内外各个标准组织已经开启启动网络切片的标准化工作。目前ITU 早在2014 年10 月提出了“IMT-2020”(即5G)工作时间表，主要研究5G 关键需求和解决方案[1]。为了高效的支撑各种业务，ITU 期望通过网络软件化技术，如SDN、NFV 等，在通信基础设施上提供网络切片能力，为各种业务提供服务，满足各种需求。下一代移动通信网(Next Generation Mobile Network, NGMN)在2015 年，针