解锁物联网和移动虚拟网络运营商的智能核心网络切片

网络切片是移动运营商可用的最重要的 5G 创新之一。在整个行业中，专家们都对未来的好处充满热情。然而，正如 Bart Salaets， F5 Networks Systems 工程总监说、 很少有人意识到其技术影响的各个方面已经可以使用。

网络切片有效地允许移动运营商将一个物理网络细分为多个逻辑网络（网络切片）。

每个“切片”都被配置为提供特定的网络特征，例如吞吐量、延迟和优先级，具体取决于底层用例。

这一点尤为重要，因为 5G 网络将用于支持不同垂直行业的各种用例——从汽车和农业到医疗保健、运输、物流等。通过动态端到端网络切片，行业可以开始转向服务根据流量需求扩展和收缩网络资源的模式。

例如，视频流将随着 5G 变得越来越流行，需要高吞吐量但通常能够处理中到高延迟。另一方面，自动驾驶汽车依靠超低延迟连接来保证道路安全。

在IP传输网络中，可以通过VPN技术在一定程度上实现网络切片。相比之下，5G 网络切片的独特之处在于它可以一直扩展到无线电网络中。然后可以分配资源并专用于不同的网络切片。因此，像自动驾驶汽车这样的用例可以映射到一个网络切片，以保证从无线电到核心网络的所有方式的低延迟承载。

今天的网络切片

随着在物联网 (IoT) 和移动虚拟网络运营商 (MVNO) 需求方面保持领先的压力越来越大，移动运营商越来越对现有 3G 和 4G 网络（它们不支持 Radio 层面的切片）。

当前将订户会话映射到移动核心元素（例如服务网关 (SGW) 和分组数据网络网关 (PGW)）的技术基于域名系统 (DNS) 并利用位置和接入点名称 (APN) 信息。

这种方法是有限的。首先，不可能将一系列设备或用户组分配给特定的 SGW，因为位置信息用于映射用户。此外，将用户组或设备范围映射到不同 PGW 的唯一方法是为每个新用户组或设备范围创建一个新的 APN。这是一种在移动核心级别隔离和细分各种物联网用例的繁琐方法。

幸运的是，那里有技术修复。例如，F5 Networks 可以帮助服务提供商克服当今的这些困难。 F5 GTP Session Director 无需依赖标准 DNS 技术为每个用户会话选择 SGW 和/或 PGW，而是可以做出更精细的决策。

由最终用户设备发起的每个 GTP 会话都会被拦截并基于本地配置的策略。 GTP 会话随后被定向到由本地策略确定的 SGW 和/或 PGW。例如，智能计量用例可能具有在特定国际移动用户身份 (IMSI) 范围内配备 SIM 卡的物联网设备。 GTP Session Director 中的本地策略可以将这个特定的 IMSI 范围映射到一组特定的 SGW 和/或 PGW。

在 MVNO 与移动运营商共享 APN 名称的情况下，可以应用相同的原则。同样，IMSI 范围将强制 GTP 会话导向器将属于该 MVNO 的用户会话引导到仅管理 MVNO 会话的专用 PGW。

第三代合作伙伴计划 (3GPP) 定义了新的元素和技术（DECOR 和 eDECOR），以提供一些 5G 前的切片技术。 F5 的 Session Director 因不依赖新属性或不需要任何网络元素升级来提供 SGW 和 PGW 级别的网络切片而脱颖而出。这可确保移动运营商可以智能地利用其 5G 前安装的 SGW 和 PGW 基础的容量来开发新用例，而无需创建新的 APN。

此博客的作者是 F5 Networks 的系统工程总监 Bart Salaets