5G_智能终端切片白皮书_54页_2mb

5G智能终端切片白皮书总结

核心内容概述

本白皮书由中国移动研究院、中国联通研究院及多家行业合作伙伴联合编写，旨在深入探讨5G智能终端切片技术的实现方案、关键技术和面临的挑战，为5G终端切片能力的产业落地提供技术指引。

5G网络切片是5G网络的关键技术之一，其核心目标是为不同业务需求提供差异化的网络服务，包括大带宽、低延迟、高可靠性、海量连接等。相比传统QoS服务，网络切片不仅支持基于业务的差异化服务，还能为同一业务的不同用户或应用提供定制化的综合体验。终端作为切片服务的入口，其切片能力的实现对终端操作系统、通信芯片、业务应用等均有深远影响。

主要观点

1. 5G终端切片需求

• 典型业务场景包括云游戏、视频直播、高清视频播放等，这些场景对网络提出了高带宽、低延迟、低抖动等特殊需求。
• 云游戏要求延迟低于20ms，带宽至少80Mbps；视频直播需要100Mbps上行带宽和50Mbps下行带宽，时延控制在100ms以内；VR/AR等高清视频播放业务对带宽和时延要求更高，通常需要下行带宽150Mbps，时延控制在20ms以内。

2. QoS服务的局限性

• 传统QoS仅能区分流量类型，无法对相同类型流量进行有效隔离。
• 无法满足物联网等场景对隐私、安全、可靠性的严格要求。
• 5G网络切片技术是解决这些问题的可行方案。

3. 切片服务的优势

• 网络切片可以为不同业务提供定制化的网络资源分配，包括传输、无线、核心网等。
• 切片服务能够实现“专属网络”，满足多样化业务对网络性能的要求。
• 通过切片技术，运营商可实现网络功能模块化，支持灵活的网络管理策略。

关键技术及端到端流程

1. 终端切片参数

• NSSAI（Network Slice Selection Assistance Information）：用于标识终端可使用的网络切片，包括Default Configured NSSAI、Configured NSSAI、Requested NSSAI、Allowed NSSAI、Rejected NSSAI等。
• URSP（UE Route Selection Policy）：指导终端根据业务特征选择合适的网络切片，包含Traffic Descriptor、Application Descriptors、IP Descriptors、Domain Descriptors等关键参数。

2. 终端切片基本功能

• 管理网络切片配置信息：包括NSSAI和URSP，支持终端与网络之间的动态协商。
• 建立面向切片的PDU会话：终端根据URSP选择合适的切片，发起PDU会话建立。
• 维护切片会话：在终端移动或网络切换过程中，维护切片承载的会话，确保业务连续性。

3. 关键信令流程

• 注册过程：终端在注册过程中获取当前区域允许的Allowed NSSAI。
• 切片/会话建立过程：终端携带S-NSSAI信息，由AMF和SMF进行匹配并建立PDU会话。
• 切片配置信息更新：通过UCU（UE Configuration Update）流程，更新终端的切片配置信息。

实现面临的困难与挑战

1. 原生操作系统尚未支持URSP功能

• Android系统将网络连接抽象为Network Capability和APN类型，不支持直接指定Traffic Descriptor（如APP ID、DNN等）。
• 应用程序无法直接控制切片，限制了切片的灵活性和精细化管理。

2. 对应用程序的潜在影响

• 传统应用程序多使用Internet类型的Network Capability，导致无法区分切片。
• 需要对现有系统进行改造，以支持基于业务特征的切片配置。

3. Traffic Descriptor获取与使用

• APPID：可唯一标识应用，但Android等系统未提供统一的命名规范，存在冲突风险。
• FQDN：由操作系统解析，Modem无法感知，限制其在切片中的应用。
• IP3元组：可识别目标IP地址，但业务可能频繁变换目标IP，导致切片配置失效。
• DNN：由操作系统封装为Network Capability，无法直接由应用指定，存在盗用风险。

参考设计解决方案

1. 切片关联方式

• 基于APPID：终端操作系统识别APP运行状态，提取APP ID，与URSP匹配后绑定切片。
• 基于FQDN：操作系统解析应用请求的域名，提取FQDN信息，与URSP匹配后绑定切片。
• 基于IP3元组：终端操作系统获取业务数据包的目标IP地址信息，与URSP匹配后绑定切片。
• 基于DNN：通过扩展Network Capability/APN类型，实现DNN的间接或直接传递，以支持切片关联。

2. DNN传递方式对比

方案	实现方式	优缺点
DNN间接传递方式	扩展Network Capability/APN type	修改小，迁移风险小；支持的DNN数量受限；新类型可能冲突
DNN直接传递方式	扩展NetworkSpecifier接口，支持DNN参数	支持任意DNN数量；需修改framework，迁移风险高

3. 切片实现方案

• Modem-Centric方案：业务属性与切片匹配在Modem中实现，终端操作系统传递信息。
• OS-Centric方案：业务属性与切片匹配在操作系统中实现，Modem负责切片连接建立。

总结与展望

1. 5G终端切片方案总结

• 5G终端切片方案分为基本方案和目标方案。
• 基本方案支持APPID、FQDN、IP3元组、DNN等切片关联方式。
• 目标方案在基本方案基础上增强DNN传递能力，支持定制化切片。

2. 终端切片发展展望

• 当前主流操作系统（如Android、iOS）尚未支持原生切片方案，终端厂商需进行系统改造。
• 需要产业各方合作，探索更完善的切片实现方式，推动标准制定。
• 二次鉴权和网络切片专用鉴权是保障切片服务安全的重要手段，需终端与芯片厂商协同实现。

3. 结语

• 5G网络切片是实现差异化网络服务的关键技术，有助于提升网络资源使用效率、优化运营商投资、支持新兴应用。
• 终端切片能力的实现将促进终端厂商、芯片厂商、操作系统厂商和运营商之间的深度合作，推动5G生态发展。

关键信息

• 5G终端切片技术为满足多样化业务需求提供了关键支撑。
• 切片服务需通过终端与网络之间的协同实现，包括URSP配置、NSSAI管理、PDU会话建立等。
• 现有操作系统和芯片平台对切片的支持尚不完善，需进行定制化改造。
• 产业界正在探索多种切片实现方案，包括基于APPID、FQDN、IP3元组和DNN的关联方式。