自从 5G 时代到来,被提到最多、最引人注目的技术恐怕当属网络切片了。什么是网络切片?通俗来讲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。

 

网络按需服务的形式,是 5G 能够赋能千行百业的关键切入点。网络切片的好处这里就不多赘述了,那么网络切片到底应该如何应用,终端用户又是如何使用这个看不见、摸不着的网络切片服务呢?

 

【4G 传输的大锅饭】

我们先从用户是如何在移动网络环境下使用数据业务说起:众所周知,终端用户要想要通过运营商网络使用数据业务,要具备这几个条件:

 

一、得有终端设备,比如说智能手机;


二、手机里装有 app,比如游戏、视频类应用;


三、处在手机所属的运营商服务范围内。

 

在 4G 网络环境下,对于搭载了 Android 操作系统的终端设备,操作系统会在开机时建立一路默认数据承载,当用户想要使用某个 APP 时,比如说在运营商网络环境下在线游戏、观看视频等时,应用数据就会通过这路默认承载发送到运营商网络侧。绝大多数的 Android 设备,其应用程序数据都是通过这一路默认承载进行传输的,并且应用数据都跑在同一个网络上。

 

 

【5G 时代的按需服务】

到了 5G 时代,引入网络切片,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。

 

那么,想要实现这一点,需要具备哪些条件呢?

 

首先,运营商网络需要支持网络切片技术,这就需要运营商部署 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。这里我们需要简单介绍下 3GPP 标准是如何规范 app 与网络切片之间的关系的。在 3GPP 5G 协议中定义了一个 URSP(用户终端路由选择策略)规则。这个规则就描述了 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。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 该接入哪个网络切片也就很明了了。

 


【解决落地最后一公里】

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。

 

为此,紫光展锐提出了基于 Android 操作系统的网络切片选择方案。URSP 规则是网络下发至终端设备的,终端设备需要完成的是 app 与网络切片的选择以及承载的建立。上文提到了想要完成网络切片的选择,需要传递与 app 相关的 Traffic Descriptor 参数,那么 Traffic Descriptor 参数从何而来呢?最理想的来源是 app 在请求数据承载时传递到操作系统,但是这里又面临了两大问题,第一,虽然 Android 操作系统为应用程序提供了申请数据承载的接口,但是并没有传递 Traffic Descriptor 参数的接口。

 

第二,如上文所提到的,Android 应用市场上,绝大多数 app 是不会向操作系统申请数据承载的,应用数据均通过默认数据承载进行收发。

 

针对第一个难点,紫光展锐自主开发了 app 向操作系统传递所有 Traffic Descriptor 参数的接口,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。

 

对于第二大难点,紫光展锐联合中国联通创新性地提出了通过第三方模块为 app 申请数据承载,来匹配网络切片。这样对于 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。

 

可以说,紫光展锐的网络切片方案是从 app 开发者的角度出发,既解决了 URSP 规则带来的 app 与操作系统耦合的问题,又为 app 开发者们减少了更新 app 的时间成本。

 

另外还值得强调的是,为避免受操作系统的影响,URSP 的规则匹配选择在 modem 侧处理,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 .

 

目前,搭载紫光展锐芯片的 5G 智能手机和 5G CPE 均在北京联通 5G SA 试商用网络上完成技术验证。紫光展锐和中国联通经过技术研讨,难点攻关,彻底将 app 与网络切片联通,这是 5G SA 商用进程中的具有“里程碑”意义的事件。作为中国领先的芯片设计企业,紫光展锐携手合作伙伴打通 5G 网络切片的端到端业务流,将大力推动 5G 赋能千行百业的数字化转型。