之前的系列文章中我們已經(jīng)介紹了5G網(wǎng)絡(luò)切片的三大基礎(chǔ)能力武器：超高帶寬、超低時(shí)延、海量連接，以及實(shí)現(xiàn)切片三大核心能力——按需定制、安全隔離、切片服務(wù)等級保障的兩大核心武器：端到端編排管理、基于業(yè)務(wù)體驗(yàn)的SLA保障，以及實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)切片服務(wù)用戶管理接口的切片商城，本篇是網(wǎng)絡(luò)切片七種武器的最后一篇，介紹網(wǎng)絡(luò)切片服務(wù)的設(shè)計(jì)接口，即：網(wǎng)絡(luò)切片能力開放。

 

實(shí)際上，對于5G面向的大部分行業(yè)應(yīng)用，不管是從技術(shù)上還是經(jīng)濟(jì)上考慮，網(wǎng)絡(luò)切片提供的通信服務(wù)在很大范圍和很長時(shí)間內(nèi)都只是其滿足業(yè)務(wù)需求的通信服務(wù)體系的一部分，將包括切片服務(wù)在內(nèi)的通信服務(wù)與業(yè)務(wù)深度融合，使能智能化的行業(yè)應(yīng)用，網(wǎng)絡(luò)切片能力開放至關(guān)重要，運(yùn)營商作為切片服務(wù)需求者，垂直行業(yè)和服務(wù)提供者也一直非常關(guān)注。

 

武器七：網(wǎng)絡(luò)切片能力開放

 

網(wǎng)絡(luò)切片能力開放作為網(wǎng)絡(luò)能力開放的一部分，為了了解其整體情況，我們先介紹5G的網(wǎng)絡(luò)能力開放。實(shí)際上，網(wǎng)絡(luò)能力開放并不是在5G中首次提出的，在之前的網(wǎng)絡(luò)中提出過基于PCC（策略控制和計(jì)費(fèi)：Policy Control and Charging），以及在此基礎(chǔ)上增加AAC（應(yīng)用接入控制網(wǎng)元：Application Access Control）的能力開放架構(gòu)，但該架構(gòu)并不是一個(gè)針對全網(wǎng)通用的統(tǒng)一能力開放架構(gòu)。3GPP 標(biāo)準(zhǔn)組織在4G中同時(shí)新定義了SCEF（網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)能力開放功能：Service Capability Exposure Function），對外通過 T8 北向 API 接口與第三方業(yè)務(wù)提供商進(jìn)行業(yè)務(wù)交互、對內(nèi)通過南向各類 3GPP 接口連接不同的網(wǎng)元實(shí)體，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)能力的統(tǒng)一開放。但5G由于其網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、能力集，以及面臨的需求都更復(fù)雜，如何進(jìn)行能力開放仍然是擺在行業(yè)面前的問題。

 

聚合的5G能力體系 

 

5G提出了“改變社會”、“使能行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型”等宏大愿景，并描繪了美好的藍(lán)圖，讓增長乏力的通信服務(wù)行業(yè)熱情澎湃。但歸根結(jié)底，要獲得各行各業(yè)的認(rèn)可，讓這些遠(yuǎn)景落到實(shí)處，必須要有能夠滿足各行各業(yè)需求的核心能力體系，并通過能力開放和行業(yè)業(yè)務(wù)應(yīng)用結(jié)合，真正創(chuàng)造價(jià)值才是根本。

 

從能力開放的類別來說，5G網(wǎng)絡(luò)本身具備的策略開放能力，如路由策略、QoS策略、計(jì)費(fèi)策略等；配置開放能力，如網(wǎng)絡(luò)參數(shù)配置、通信模式配置等；終端開放能力，如狀態(tài)、位置等；數(shù)據(jù)開放能力，包括網(wǎng)絡(luò)側(cè)統(tǒng)計(jì)到的各種數(shù)據(jù)信息......等等均可以開放給AF，此外，5G網(wǎng)絡(luò)本身具備的網(wǎng)絡(luò)切片，包括切片的管理能力和配置能力等，以及和5G網(wǎng)絡(luò)結(jié)合緊密的MEC能力，云能力；還有行業(yè)應(yīng)用需要的大數(shù)據(jù)能力、AI能力等；和運(yùn)營商傳統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng)能力、4G中得到應(yīng)用的語音和網(wǎng)絡(luò)加速等已經(jīng)開放的能力，共同聚合構(gòu)成了5G時(shí)代的運(yùn)營商能力體系。

 

以中國移動為例，提出“5G+計(jì)劃“，并將融合創(chuàng)新的核心能力體系歸納為”5G+AICDE“，其中5G作為接入方式，和人工智能（AI）、物聯(lián)網(wǎng)（IoT）、云計(jì)算（Cloud Computing）、大數(shù)據(jù)（Big Data）、邊緣計(jì)算（Edge Computing）等新興信息技術(shù)深度融合、系統(tǒng)創(chuàng)新，以充分發(fā)揮關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施的重要作用，孕育新興信息產(chǎn)品和服務(wù)，成為推動各類產(chǎn)業(yè)發(fā)展的核心引擎。目的是打造以5G為中心的泛在智能基礎(chǔ)設(shè)施，構(gòu)建更多新能力，推出更多新應(yīng)用，拓展更多新場景，催生更多新業(yè)態(tài)。

 

中國電信同樣強(qiáng)調(diào)能力的聚合創(chuàng)新，計(jì)劃打造五大核心能力，賦能十大垂直行業(yè)，推動5G應(yīng)用創(chuàng)新轉(zhuǎn)型。五大核心能力為云網(wǎng)融合、邊緣計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)切片、網(wǎng)絡(luò)安全和智慧運(yùn)營。十大垂直行業(yè)為智能制造、智能交通、智慧警務(wù)、智慧教育、智能生態(tài)、智慧醫(yī)療、智慧黨建、媒體直播、車聯(lián)網(wǎng)、智慧旅游。

 

5G能力開放標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu) 

 

3GPP在5G R15標(biāo)準(zhǔn)3GPP TS 23.501架構(gòu)中引入了NEF（Network Exposure Function：網(wǎng)絡(luò)開放功能：），通過SBI（Service-Based Interface：服務(wù)化接口：）與NF（Network Function：網(wǎng)絡(luò)功能)交互，同時(shí)也通過NEF向AF（Application Function：應(yīng)用功能）開放能力。

 

 

圖1. 3GPP非漫游網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

 

按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，NEF通過8個(gè)標(biāo)準(zhǔn)能力開放服務(wù)，向AF提供QoS能力、事件監(jiān)控、參數(shù)配置、設(shè)備觸發(fā)、PFD管理（Packet Flow Description）、流量引導(dǎo)、背景流量以及策略計(jì)費(fèi)等服務(wù)能力。R16規(guī)范對R15中定義的開放服務(wù)進(jìn)行了補(bǔ)充和增強(qiáng)，同時(shí)新增了NIDD（Non-IP Data Delivery）、數(shù)據(jù)分析、網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)、MSISDN-less MO消息、IPTV配置等能力開放服務(wù)。

 

為了進(jìn)一步規(guī)范能力開放，在3GPP TS 23.222中規(guī)定了NEF外部開放時(shí)的CAPIF（Common API Framework：通用API框架），實(shí)現(xiàn)和AF（Application Function：應(yīng)用功能）的交互接口。

 

 

圖2. 3GPP CAPIF

 

從以上架構(gòu)圖可以看出，CAPIF提供了4個(gè)邏輯功能：CAPIF Core Function，API Exposing Function，API Publishing Function和 Management Function。4個(gè)邏輯功能可以集中，或者分布式部署在PLMN可信域中（標(biāo)準(zhǔn)提供了幾種部署模式參考），向內(nèi)部NF（作為AF）和外部第三方AF提供API，調(diào)用網(wǎng)絡(luò)提供的能力。

 

盡管3GPP從5G網(wǎng)絡(luò)的角度規(guī)范了能力開放的標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu)和API框架，使得5G的能力開放相對于以往更深更廣，具備了從網(wǎng)絡(luò)使能到業(yè)務(wù)使能轉(zhuǎn)變的基本條件，但客觀的說，5G能力開放不管是從標(biāo)準(zhǔn)層面、業(yè)務(wù)需求，還是能力開放的產(chǎn)品研發(fā)，都還處于探索階段。

 

切片能力開放的場景需求 

 

網(wǎng)絡(luò)切片不止是一種技術(shù)，同時(shí)也是一種商業(yè)模式，其通過定制化、可保障、安全隔離的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)使行業(yè)應(yīng)用的價(jià)值得到提升，而能力開放是實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)和應(yīng)用結(jié)合的關(guān)鍵手段。我們舉兩個(gè)例子來看看設(shè)計(jì)和管理行業(yè)切片的關(guān)鍵點(diǎn)，并以此探索網(wǎng)絡(luò)切片能力開放的要素。

 

電力行業(yè)是傳統(tǒng)專網(wǎng)應(yīng)用的行業(yè)，多種通信和數(shù)字化技術(shù)得到應(yīng)用，正處于智能電網(wǎng)和能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展階段中，其對通信服務(wù)的需求基本涵蓋了5G的高帶寬、低時(shí)延、海量連接三種場景，因此從技術(shù)視角來說，5G也就具備了滿足電力行業(yè)需求的基礎(chǔ)條件，而從業(yè)務(wù)視角來看，電力行業(yè)的業(yè)務(wù)有明確的分區(qū)，不同分區(qū)有不同的安全和管理要求，對網(wǎng)絡(luò)SLA性能的要求也不一樣，在5G網(wǎng)絡(luò)上通過切片的方式滿足不同業(yè)務(wù)區(qū)的要求成為可行選擇。在電力行業(yè)切片的設(shè)計(jì)上，重點(diǎn)考慮兩個(gè)維度，一是安全隔離要求，二是業(yè)務(wù)性能要求。因此在電力切片的設(shè)計(jì)上需要業(yè)務(wù)部門介入，將切片的設(shè)計(jì)能力開放給業(yè)務(wù)部門。在電力切片的運(yùn)行階段，業(yè)務(wù)需要監(jiān)控切片的運(yùn)行指標(biāo)，并對其進(jìn)行優(yōu)化和維護(hù)，否則可能造成災(zāi)難性的后果，因此需要將網(wǎng)絡(luò)切片的運(yùn)行數(shù)據(jù)、切片配置數(shù)據(jù)修改、維護(hù)策略等能力開放給電力運(yùn)維部門。此外網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)的融合還應(yīng)該包括行業(yè)應(yīng)用的集成，如將電力行業(yè)的安全能力集成到網(wǎng)絡(luò)中，成為整個(gè)業(yè)務(wù)體系的一部分。

 

再以O(shè)TT行業(yè)切片為例，OTT業(yè)務(wù)傳統(tǒng)使用基于公眾網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)，本質(zhì)是盡力而為的，隨著差異化服務(wù)需求的出現(xiàn)，在4G時(shí)代出現(xiàn)了對網(wǎng)絡(luò)加速等能力開放的要求。在5G時(shí)代，網(wǎng)絡(luò)能力的組合和彈性都更大，而新的如視頻直播、游戲、AR/VR等業(yè)務(wù)對網(wǎng)絡(luò)的要求也更高，這就進(jìn)一步要求其業(yè)務(wù)體驗(yàn)?zāi)軌虻玫奖Ｕ希W(wǎng)絡(luò)切片成為選擇之一。同樣的，在切片設(shè)計(jì)上，OTT企業(yè)也希望能夠利用運(yùn)營商提供的“原子”能力來構(gòu)建其切片服務(wù)；在切片使用方面，OTT業(yè)務(wù)呈現(xiàn)不同的特點(diǎn)，其并不會將廣大的用戶均簽約到訂購的切片中，因此基于位置、促銷、策略、業(yè)務(wù)體驗(yàn)等因素動態(tài)的管理切片用戶的能力就成為其使用切片服務(wù)的關(guān)鍵能力。此外，OTT切片往往和MEC相關(guān)，MEC的能力開放，如路由、策略等，也是需要同步考慮的。在切片運(yùn)維上，對切片參數(shù)配置、計(jì)費(fèi)等能力也是OTT關(guān)注的。

 

總結(jié)來說，網(wǎng)絡(luò)切片能力開放主要考慮以下幾個(gè)方面：

 

切片設(shè)計(jì)管理能力：將切片能夠提供的設(shè)計(jì)管理能力，如訂購、創(chuàng)建、編排、部署等能力開放給行業(yè)，有行業(yè)根據(jù)其需求采購和設(shè)計(jì)部署切片，這需要依賴切片編排和部署自動化能力的實(shí)現(xiàn)。

 

切片監(jiān)控運(yùn)營能力：將切片運(yùn)行數(shù)據(jù)和運(yùn)營相關(guān)的用戶簽約、計(jì)費(fèi)、策略等能力開放給行業(yè)，以實(shí)現(xiàn)其業(yè)務(wù)運(yùn)營。

 

切片優(yōu)化配置能力：與行業(yè)應(yīng)用需求匹配，將影響其業(yè)務(wù)質(zhì)量的網(wǎng)絡(luò)切片參數(shù)開放給行業(yè)，以進(jìn)行切片的優(yōu)化。

 

切片應(yīng)用集成能力：提供和其它能力融合的集成開放接口，如邊緣計(jì)算能力、云能力、安全能力等，以構(gòu)成完整的行業(yè)應(yīng)用。

 

切片能力開放部署探討 

 

5G網(wǎng)絡(luò)不僅有大帶寬、低時(shí)延的連接能力，還包含差異化服務(wù)QoS能力，計(jì)費(fèi)能力，大數(shù)據(jù)能力，定位能力，網(wǎng)絡(luò)管控能力，網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)，邊緣計(jì)算，邊緣智能，視頻分發(fā)，網(wǎng)絡(luò)切片等多種多樣的服務(wù)能力。但其開放卻仍然處于早期階段。這與互聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算服務(wù)的開放性和繁榮形成了鮮明的對比。如何構(gòu)建統(tǒng)一的能力開放平臺，對于從管道向產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域擴(kuò)展道路上的運(yùn)營商來說至關(guān)重要，但因?yàn)閭鹘y(tǒng)網(wǎng)絡(luò)體系的封閉和能力的分散，這條路并不好走，仍需行業(yè)協(xié)力推進(jìn)。具體到網(wǎng)絡(luò)切片的能力開放，提出以下建議供探討。

 

從運(yùn)營商具備獨(dú)特能力、需求迫切的共性需求入手：快速形成基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)切片開放能力集，支撐構(gòu)建具備競爭力的行業(yè)切片，快速聚集用戶，形成示范效應(yīng)。

 

選擇典型行業(yè)深度融合，從商業(yè)本質(zhì)出發(fā)打造樣板應(yīng)用：結(jié)合網(wǎng)絡(luò)切片的試商用，深度理解行業(yè)需求，逐步推進(jìn)網(wǎng)絡(luò)切片能力的深度定制和開放，構(gòu)建真正能夠提升應(yīng)用價(jià)值的行業(yè)切片，將切片的經(jīng)營走向深海，擴(kuò)展和提升運(yùn)營商在行業(yè)數(shù)字化服務(wù)鏈條中的機(jī)會和價(jià)值。

 

標(biāo)準(zhǔn)化部署，逐步推進(jìn)各種能力開放融合：網(wǎng)絡(luò)切片能力的開放僅僅是5G能力開放體系中的一部分，基于標(biāo)準(zhǔn)的服務(wù)化架構(gòu)，根據(jù)各自情況，選擇條件具備的進(jìn)行部署，逐步迭代，最終形成融合的能力開放平臺，最大化的發(fā)揮聚合的效應(yīng)。

 

堅(jiān)持平臺戰(zhàn)略，構(gòu)建開放的應(yīng)用生態(tài)：行業(yè)數(shù)字化涉及繁多的領(lǐng)域和各種特異性的需求，運(yùn)營商應(yīng)該借鑒互聯(lián)網(wǎng)開放經(jīng)驗(yàn)，秉持開放的心態(tài)，從自身特有能力出發(fā)，構(gòu)建使能平臺，將開發(fā)者、行業(yè)解決方案商、服務(wù)使用者等的力量整合起來，在推動社會數(shù)字轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)型中實(shí)現(xiàn)共贏。