Network Slicing

• 核心概念：
  • 虛擬網路：在同一物理基礎設施上創建多個邏輯網路
  • 端到端切片：從設備到應用的完整網路切片
  • 資源隔離：不同切片間資源隔離和品質保證
• 切片類型：
  • eMBB (Enhanced Mobile Broadband)：高頻寬應用
  • URLLC (Ultra-Reliable Low-Latency Communication)：關鍵任務應用
  • mMTC (Massive Machine Type Communication)：大規模物聯網
• 技術實作：
  • NFV (Network Function Virtualization)：網路功能虛擬化
  • SDN (Software Defined Networking)：軟體定義網路
  • 容器化：微服務架構和容器部署
• 管理與編排：
  • MANO (Management and Orchestration)：切片生命週期管理
  • NST (Network Slice Template)：切片範本定義
  • NSMF (Network Slice Management Function)：切片管理功能
• 服務保證：
  • SLA (Service Level Agreement)：服務品質協議
  • 資源預留：專用運算、存儲、網路資源
  • 流量隔離：不同切片間流量隔離
• 商業模式：
  • 網路即服務：按需提供網路服務
  • 垂直行業定制：為特定行業客製化網路
  • 邊緣計算整合：與 MEC 深度整合

SBA (Service-Based Architecture)

• 架構轉變：
  • 從點對點到服務化：5G 核心網的根本改變
  • 微服務架構：網路功能分解為微服務
  • 雲原生設計：基於容器和 Kubernetes
• 核心網功能 (NFs)：
  • AMF (Access and Mobility Management)：接入和移動性管理
  • SMF (Session Management)：會話管理
  • UPF (User Plane Function)：用戶面功能
  • PCF (Policy Control)：策略控制
• 服務介面：
  • SBI (Service-Based Interface)：基於 HTTP/2 和 JSON
  • RESTful API：標準化服務介面
  • 服務發現：NRF 提供服務註冊和發現
• 關鍵服務：
  • NRF (Network Repository Function)：服務註冊表
  • AUSF (Authentication Server Function)：認證服務
  • UDM (Unified Data Management)：用戶資料管理
• 雲原生特性：
  • 無狀態設計：狀態外部化存儲
  • 彈性擴展：自動水平擴展
  • 故障恢復：快速故障偵測和恢復
• 優勢：
  • 敏捷開發：獨立服務開發和部署
  • 資源效率：按需分配和擴展
  • 廠商中立：標準化介面促進競爭

O-RAN (Open Radio Access Network)

• 開放原則：
  • 開放介面：標準化 RAN 內部介面
  • 互通性：不同廠商設備互通
  • 智慧化：AI/ML 驅動的 RAN 最佳化
• 架構分解：
  • O-CU (O-RAN Central Unit)：集中式基頻處理
  • O-DU (O-RAN Distributed Unit)：分散式基頻處理
  • O-RU (O-RAN Radio Unit)：射頻單元
• 關鍵介面：
  • A1 介面：RIC 到 RAN 的策略介面
  • E2 介面：Near-RT RIC 到 RAN 的控制介面
  • O1 介面：管理和編排介面
• 智慧控制：
  • Non-RT RIC：非即時智慧 RIC (>1s)
  • Near-RT RIC：近即時智慧 RIC (10ms-1s)
  • xApps：在 Near-RT RIC 上運行的應用
• AI/ML 應用：
  • 網路最佳化：基於 ML 的參數調整
  • 故障預測：預測性維護
  • 資源調度：智慧化資源分配
  • 流量預測：預測網路流量模式
  • 干擾管理：自動干擾檢測和緩解
• 開源生態：
  • O-RAN 聯盟：全球營運商和設備商聯盟
  • O-RAN SC (Software Community)：開源軟體開發社群
  • 參考實作：開源 RIC 平台和 xApps
• 部署挑戰：
  • 標準化進度：介面規範持續演進
  • 效能考量：開放介面的延遲影響
  • 生態成熟度：需要時間建立完整生態
• 商業價值：
  • 降低成本：避免廠商鎖定，促進競爭
  • 創新加速：第三方應用開發
  • 運營效率：AI 驅動的自動化營運

5G 協定整合架構

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│              應用服務層                  │
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│           Network Slicing               │
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│               SBA 核心網                │
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│              O-RAN 接入網               │
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│             物理基礎設施                │
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