1、5G 智慧醫療專網SA彈性切片技術白皮書CMYCMMYCYCMYK5G“ ”.pdf 1 2019/10/31 上午9:441 5G智慧醫療專網場景價值和驅動力 1.1、智慧醫療發展現狀 1.2、面臨的主要挑戰 1.3、面向智慧醫療的5G應用和演進 1.4、5G智慧醫療專網的特有價值2 5G智慧醫療專網SA彈性切片的關鍵技術 2.1、端到端彈性切片概念模型 2.2、端到端切片技術介紹 2.2.1、無線切片技術 2.2.2、SPN承載網切片技術 2.2.3、核心網切片技術 2.3.4、醫療專網MEC關鍵技術 2.3.5、業務SLA可視和可控技術3 5G智慧醫療專網SA彈性切片解決方案4 總結和建

2、議目 錄C a t a l o g020303040607080909101111131417CMYCMMYCYCMYK5G“ ”.pdf 2 2019/10/31 上午9:445G智慧醫療專網場景價值和驅動力5G 智慧醫療專網SA彈性切片技術白皮書前 言 網絡切片是5G時代的一個非常重要的特征和應用場景，通過對同一物理網絡進行切片劃分，能夠更好的滿足5G場景下的不同業務對網絡SLA的不同服務質量要求，同時可以更好更快速的提供新型業務的部署能力。如何利用5G SA網絡對行業應用進行業務質量保證，通過對5G SA網絡的端到端切片可以解決不同行業用戶對網絡的不同質量要求，最大化的利用5G網絡的資源

3、。作為5G網絡的重要組成部分，無線、承載以及核心網如何支持網絡切片也是人們關注的熱點。本文介紹了5G SA網絡切片基本概念和當前可能使用的切片技術和方案，重點描述切片技術如何在5G醫療行業專網組網中進行應用和建設方案，可用于5G智慧醫療專網行業指導和建議使用。01025G智慧醫療專網場景價值和驅動力5G 智慧醫療專網SA彈性切片技術白皮書CMYCMMYCYCMYK5G“ ”.pdf 3 2019/10/31 上午9:441.1 智慧醫療發展現狀2008 年底，“智慧醫療”概念首次被提出，設想把物聯網技術充分應用到醫療領域，建立以病人為中心的醫療信息管理和服務體系，旨在提升醫療護理效率、降低醫療

4、開銷和提升醫療健康服務水平。智慧醫療的概念已經應用到醫療信息互聯、共享協作、臨床創新、診斷科學以及公共衛生預防等各個方面。智慧醫療是應用移動通信、互聯網、物聯網、云計算、大數據、人工智能等先進的信息通信技術，建立以電子病歷為核心的醫療信息化系統平臺，將患者、醫護人員、醫療設備和醫療機構等連接起來，通過豐富的智能醫療應用、智能醫療器械、智能醫療平臺等，實現在診斷、治療、康復、預防、健康管理等各環節的高度信息化、自動化、移動化和智能化，為人們提供高質量的醫療服務。近年來，我國智慧醫療建設快速發展，主要得益于國家政策的支持和信息通信技術的發展。物聯網、互聯網、大數據、云計算等信息技術的快速發展為智慧

5、醫療提供技術支撐，國務院辦公廳、國家發改委、國家衛健委、工信部、科技部等部委陸續出臺了健康中國2030，“十三五”國家信息化規劃、“十三五”醫改規劃、“十三五”衛生與健康規劃、“互聯網+醫療”、“遠程醫療”和“互聯網醫院”等一系列利好政策極大加快了我國醫療信息化改革進程。例如：2018年4月，國務院正式下發關于促進“互聯網+醫療健康”發展的意見，系統地提出完善“互聯網+醫療健康”服務及支撐體系，旨在讓信息通信技術向生產、生活等各行各業滲透，“互聯網+”時代智慧醫療將成為醫療服務發展的新契機。1.2 面臨的主要挑戰 我國醫療信息化建設雖然取得了一定的階段性成果，但還處于發展探索階段?？傮w而言，目

6、前醫療信息化行業面臨著諸多挑戰，主要體現在以下幾個方面：（1）傳統建設模式創新不足目前我國醫療衛生行業建設離不開政府的協助，傳統信息化系統成本高，導致信息化建設的周期漫長，此外信息維護費用不足也會導致醫療服務質量下降。（2）數據存在泄露風險醫療信息系統采集病人大量的健康信息，如電子病歷、醫療影像等，部分醫療機構因信息安全機制不健全，導致病人個人隱私、醫療數據泄漏的現象層出不窮，醫院內網缺乏用戶鑒權、數據甚至公開接入Internet網絡，病人隱私數據存在泄漏與被篡改的風險。（3）數據資產凍結共享難在醫院信息化改造進程前期，由于各醫療機構醫療信息系統標準不統一，醫院內部各部門之間和跨醫院之間缺乏臨

7、床信息共享和交換，醫院的數據整合性不高，導致醫院內部各科室之間醫療信息煙囪林立。我國醫院經過多年的信息化發展,積累了海量的數據,目前可利用、可開發、有價值的數據80%左右都在醫院手上，但醫院之間健康數據不流通、共享難，醫療數據資源利用率低。1.3 面向智慧醫療的5G應用和演進隨著我國新醫療改革的持續深入以及5G通信技術的快速發展，各大醫療機構都在借助于互聯網、物聯網、移動邊緣計算等新技術，積極探索“互聯網+醫療”新模式，以優化醫療服務流程，提升民眾就醫服務質量，推進智慧醫療事業發展。根據衛建委指導發布的基于5G技術的醫院網絡建設標準，當前醫院涉及的主要智慧醫療應用和對應的網絡指標需求如下。（2

8、）5G應急救護車應急救援是指急救人員、救護車、應急指揮中心和醫院之間通過相互溝通協作開展的醫療急救服務。在疾病急 救和自然災害救援現場，醫療人員需要緊急進行患者傷情 檢查，并將檢查結果傳輸到應急指揮中心和醫院，同時針對疑難病情患者，通過移動終端由醫院進行遠程救治指導。在急救車轉運途中，醫療人員可通過移動終端調閱患者電子病歷信息，通過車載移動醫療裝備持續監護患者生命體征，并通過車載攝像頭與遠端專家會診病情協同診斷治療。應急救援現場和救護車移動途中，均為室外環境，需要廣域覆蓋的網絡。另外，醫療信息傳輸的安全性和可靠性需要做專門保障。（1）5G遠程會診遠程會診是指由邀請方通過遠程醫療協作平臺，提出申

9、請并提供患者臨床病歷資料和影像資料，包括醫學影像設備采集的圖像數據及部分視頻數據，通過5G信息化網絡傳輸，受邀方獲取患者影像資料后出具診斷結論。遠程實時會診基于高清視頻，部分業務還需實時回傳患者端的醫療操作手法，因此需要網絡提供大帶寬和低時延的通信保障。03045G智慧醫療專網場景價值和驅動力5G 智慧醫療專網SA彈性切片技術白皮書CMYCMMYCYCMYK5G“ ”.pdf 4 2019/10/31 上午9:44（4）5G遠程手術示教基于5G網絡高帶寬、低延時的特性，遠程手術直播打破了諸如手術衛生、手術安全、手術空間等限制，極大限度的展現真實的手術場景，大大提高了醫院教學效率。通過手術影像直

10、播及影像信息化技術，為醫護人員提供更加便捷的學習渠道，為醫院培養人才，從而更好的服務社會、服務病人。（3）5G導診機器人智能導診是指采用人臉識別、語音識別、遠場識別等技術，通過各種人機交互終端，可以執行掛號、科室分布及就醫流程引導、身份識別、數據分析、知識普及。由于智能導診機器人需要和服務器端通信，且要在院區內自由行走，故對覆蓋和傳輸速率有較高要求。另一方面，由于導診機器人需要實時和用戶交流，故要求更低的網絡時延。手術室設備多，線纜亂，影響醫護人員手術操作活動，且地板上的網線有絆倒醫護人員的風險造成安全隱患，所以手術室對無線通信需求強烈，要求覆蓋良好。（5）5G+VR探視VR探視采用5G、VR

11、、視頻通訊等技術，通過在ICU、NICU或隔離區監護室頂部等位置安裝360高清全景攝像頭，搭建5G高清視頻遠程探視系統，家屬戴上VR眼鏡，就可以“身臨其境”實時看到患者診療的情況。AR/VR探視對于影像數據傳輸有較高的要求，網絡業務需求和視頻交互類相似。從以上業務的網絡需求考慮，當前的4G網絡已無法滿足醫院各應用的網絡需求，亟需高容量、低延時、高可靠的通信網絡支撐。1.4 5G智慧醫療專網的核心價值5G智慧醫療專網是一種基于5G網絡技術開發的，可以提供高速率、大連接和低時延的網絡服務。該服務符合國家衛健委關于建設5G醫療網絡的指導精神，不僅可以為醫療行業客戶提供優質的數據連接，更可以提供一個擴

12、展性很強的應用平臺，支撐醫院各種業務，助力醫院實現智能化、信息化。行業用戶選擇5G智慧醫療專網，可以享受到“快速、可靠、靈活”的網絡福利?？焖?G智慧醫療專網從兩個方面確保了行業客戶的快速網絡需求：1）獨享的網絡帶寬，確?？蛻粼谌魏螘r候都可以達到目標速率，從而保障業務能夠正常進行；2）下沉的邊緣計算，保障客戶的數據流快速處理和傳輸，提供超低時延的網絡應用?？煽侩S著患者的病歷信息和醫院管理信息等數據的劇增，數據安全問題已經刻不容緩。5G智慧醫療專網特有的MEC下沉方式同樣也帶來了數據安全性的提升。通過將MEC部署在院區內部實現了數據不出院區，真正保證數據在物理上的安全。另一方面，電信級的5G智慧

13、醫療專網提供更優質的網絡服務，如移動性、智慧運維等，可保障各種行業應用隨時隨地的正常使用。靈活5G智慧醫療專網基于AI、云、物聯網和大數據等核心能力，提供了一種綜合的網絡服務平臺。醫院可以在其上靈活構建各種應用，提高醫院工作效率，實現醫院業務智能化、高效化，同時為患者提供各種優質的就醫體驗。05065G智慧醫療專網場景價值和驅動力5G 智慧醫療專網SA彈性切片技術白皮書CMYCMMYCYCMYK5G“ ”.pdf 5 2019/10/31 上午9:445G智慧醫療專網SA彈性切片的關鍵技術3GPP根據網絡架構的演進定義了NSA（Non-Stand Alone）和SA（Stand Alone）兩

14、種5G業務的組網模式。NSA模式指的是以4G基站作為控制面錨點，接入4G核心網或5G核心網的組網模式，也就是說使用現有的4G基礎設施，進行5G網絡的部署。NSA模式是一種過渡方案，僅能支持eMBB業務，大部分5G特性不能實現，當前階段公眾用戶的5G業務會在NSA模式下運行；而SA是5G的標準組網模式，采用5G基站作為控制面錨點，接入5G核心網，5G的核心新技術比如端到端切片可以在SA模式下支撐各種創新業務運行，滿足不同業務的SLA要求。5G時代要發展行業應用，需要更大的上行帶寬支撐視頻回傳，需要更低的時延支持即時遠程控制，需要MEC或邊緣計算支持用戶數據存儲不出院區，需要更穩定的業務SLA保證

15、行業應用的體驗。5G SA模式下的端到端彈性切片技術可以滿足上述這些業務需求。2.1 端到端彈性切片概念模型3GPP在5G系統中，強調了網絡架構的靈活性和業務適應性，基于網絡切片技術，從過往系統針對所有業務無差別地提供承載能力，轉型升級為根據不同業務的特征與承載需求開展定制優化服務。網絡切片成為達成這一目標的關鍵概念。一個網絡切片意味著“在一個物理網絡中，將相關的業務功能、網絡資源組織在一起，形成一個完整、自治、獨立運維的邏輯網絡，滿足特定的用戶和業務需求”（3GP-P）?；谶@種定義對整個網絡可以分為多個切片網絡，分別為不同的業務場景適配不同切片網絡。如下圖所示：通過對物理網絡進行切片之后，

16、可以為不同業務場景建立虛擬專用網絡，比如醫療行業的專用網絡，能夠為醫療行業用戶專用，相比傳統的物理專網建設方式，能夠更高效的利用公眾通信資源，更全面的實現醫療行業的網絡覆蓋，提供高質量網絡通信環境，保證網絡隔離效果。網絡端到端切片貫穿在5G網絡中無線接入、有線傳輸、核心網以及業務MEC平臺等多個網絡單元，是網絡建設中的重要一環。為了保障網絡環境的整體穩定性，需要在各個網絡單元分別完成切片并保證切片網絡的SLA質量。 在網絡端到端切片的具體實施與部署過程中，可以選擇彈性切片的模式，動態彈性調整切片的帶寬大小，即時滿足業務帶寬的需求；按需彈性部署切片的部署位置，根據業務場景選擇連接網絡核心位置的5

17、G核心網還是連接網絡邊緣位置的UPF/MEC，從而保障醫療專網良好的自適應能力與靈活部署能力。同一個物理網絡上創建多個5G網絡分片(NGMN)07085G智慧醫療專網SA彈性切片的關鍵技術5G 智慧醫療專網SA彈性切片技術白皮書CMYCMMYCYCMYK5G“ ”.pdf 6 2019/10/31 上午9:44G.MTN/FlexE技術應用場景2.2 端到端切片技術介紹2.2.1 無線切片技術無線切片在5G SA端到端彈性切片技術方案中負責無線接入側的業務隔離和SLA保障，可以聯合核心網和SPN承載網，共同調整端到端的專用傳輸資源，從端到端的角度保障業務SLA要求。根據單個無線切片的實現方案，

18、將具體的切片實施方式分為四類：QCI切片，空口資源切片，邏輯基站/gNB切片，物理切片，從多個維度滿足行業客戶對專屬網絡服務的差異化需求。2.2.2 SPN承載網切片技術SPN承載網切片是端到端彈性切片技術方案中至關重要的一環，負責連接無線接入切片和核心網切片，承擔著大帶寬網絡聯接條件下業務數據長/短距離安全傳輸，以及嚴格物理隔離和穩定業務SLA保障的重要職責。SPN承載網建設的最終目標是保證承載網所承載的業務服務質量SLA，采用網絡切片技術是保證業務服務質量的關鍵技術手段。當前SPN承載網絡資源對外最直接的體現就是網絡的帶寬、網絡接口使用，如何保證帶寬和網絡接口的“專用”就需要SPN承載網切

19、片的主要技術G.MTN/FlexE（靈活以太技術）。光互聯網論壇OIF定義了以太端口子通道技術G.MTN/FlexE。G.MTN/FlexE是在MAC和PCS層之間定義一個時隙shim層，例如對100G 物理層劃分為20個時隙，每個時隙帶寬為5G，按照5G顆粒倍數進行帶寬分配；一個以太端口被按時隙最多可以切分成20個子通道，每個子通道在轉發上獨占5G帶寬，互不影響，子通道具備自己獨有的轉發隊列和buffer，具有傳統以太端口的轉發特征。G.MTN/FlexE技術可以用于對一個鏈路和端口的硬隔離切分，網絡切片應用該技術可以做到在硬件資源上共享同一個端口同一根光纖鏈路，但轉發面互相硬件隔離互不影響

20、。G.MTN/FlexE技術應用的技術場景，如下圖所示：SPN承載網切片就是運用G.MTN/FlexE的通道化應用場景，在大管道物理端口上通過G.MTN/FlexE的時隙復用劃分出若干個子通道端口，把這些子通道端口切片劃分網絡切片的不同切片中，通過硬件的時隙復用實現各個切片之間的業務在轉發層面上完全隔離，相比其他轉發隔離技術具有更好的隔離效果，主要體現為G.MTN/FlexE子接口的隔離主要是基于MAC和PHY層之間的時隙隔離，各個G.MTN/-FlexE子接口處理數據時不受其他G.MTN/FlexE子接口影響，從而實現了網絡切片的隔離保證，承載在這些接口上的業務互相之間是完全隔離的。目前，業

21、界最精細粒度的G.MTN/FlexE硬切片是1Gbps。同時在1Gbps粒度的G.MTN/FlexE切片內還可以進一步為不同業務分割出子切片，這些子切片的大小可以做到Mbps級動態可調，充分保證不同業務的SLA要求。這種切片嵌套技術為SPN承載網切片在5G醫療專網實際部署中提供了兩種方案：專享通道和優享通道。專享通道方案即為醫療行業應用建立專有切片網絡，對承載網絡內部劃分專有接口和帶寬，綁定專享業務隧道，采用專有FlexE接口進行承載。通過FlexE接口的剛性管道滿足醫療專網的業務流量和業務隔離要求。優享通道方案通過QoS參數與無線和核心網的切片連接，綁定專有業務隧道和FlexE接口，保證醫療

22、業務與同一切片內的其他業務隔離轉發。適用于特殊的醫療應用場景，比如，應急救護對突發性、移動性、安全性要求嚴格，在網絡發生擁塞的情況下也要優先保證該業務的服務質量。（1） QCI切片技術方案QCI切片技術采用 5G QoS參數來提供差異化的SLA保障，能提供位置、用戶、業務級別的SLA差異化保障。5G QoS特性可以靈活選擇標準的 5QI 和可擴展的 5QI。標準化的 5QI 映射表提供了 22 種不同的場景配置需求，涵蓋了從帶寬、延時、優先級以及丟包率等多種維度的選擇。（2） 空口資源切片技術方案空口資源切片是空口資源切片，綜合帶寬單元 BWP、站點、波束方向等多個維度的半靜態資源分配，保障面

23、向垂直行業無線網絡的性能。在QCI調度的基礎之上，先進行一層空口資源的隔離，通過靜態或半靜態預留一定的空口資源給行業專網，從而減少公網切片和私網切片在空口資源上的沖突可能性，達到提升專網性能和可靠性的目的。 （3） 邏輯基站/gNB切片技術方案在空口資源切片的基礎上，邏輯基站/gNB切片提供逼近于物理專網的獨立的生命周期管理和安全隔離，可以大幅提升專網的可靠性。邏輯基站/gNB切片是基于共享的基礎設施，為行業客戶提供資源分配的新維度，并提供網絡隔離、專網差異化能力和SLA保障，從而可以有效支持可規?；?B行業模式。邏輯基站/gNB切片是在一定區域范圍內通過可管理的全連通網絡(物理或邏輯)互聯

24、起來的一組基站的集合，在集合內完成無線網絡資源的統一管控。邏輯基站/gNB切片是在邏輯上分配無線網絡資源，從而在一個區域內形成多個邏輯上的行業專網，每個邏輯行業專網包括一定數量的無線網絡資源。根據應用場景不同，可分為運營商公網切片，或多個行業切片。在行業切片之上，可以疊加行業客戶定制化的資源如頻譜、站點以及行業業務場景所需要的網絡能力如高精度定位、網絡隔離等。如下圖：（4）物理切片技術方案直接采用獨立頻點（比如4.9G）部署行業專屬網絡，具有最大的空口傳輸靈活性（空口參數集、幀結構等），支持差異化的行業需求；gNB公網切片1gNB行業切片1gNB行業切片2物資資源層（BBU等）09105G智慧

25、醫療專網SA彈性切片的關鍵技術5G 智慧醫療專網SA彈性切片技術白皮書CMYCMMYCYCMYK5G“ ”.pdf 7 2019/10/31 上午9:442.2.3 核心網切片技術3GPP 標準定義了端到端切片總體架構，其滿足資源保障、安全性、可靠性 / 可用性等多方面的隔離訴求。具體到各技術域，可以支持多種不同的資源隔離與共享方式，以適配不同等級的性能、功能以及隔離訴求。5G核心網是基于虛擬化技術部署，核心網功能設計及架構是基于服務化架構，因而核心網可更加靈活地支持網絡功能定制化、切片隔離、基于切片的資源分配。核心網管理可以對終端可接入的切片標識進行分配與更新，完成切片接入流程與安全校驗的主

26、要功能。2.2.4 醫療專網MEC關鍵技術面向智慧醫療的5G移動邊緣計算（MEC）是在醫療場景部署的多級邊緣計算技術體系。該體系面向智慧醫療多樣化需求，將邊緣計算節點彈性部署于基站側、基站匯聚側或者核心網邊緣側，為醫療提供多種智能化的網絡接入以及高帶寬，低時延的網絡承載，并依靠開放可靠的連接、計算與存儲資源，支持多生態業務在接入邊緣側的靈活承載。（1）醫療專網MEC業務架構5G移動邊緣計算將為智慧醫院業務架構帶來更多的網絡能力、靈活性、可靠性和安全性，極大地提升智慧醫療信息化基礎設施的能力，促進以信息流為中心的新一代智慧醫療架構的建設。智慧醫院原有業務基礎架構在不改變的情況下，可以將5G智慧醫

27、療器械和終端，通過5G醫療專用切片網絡，以無線的方式接入5G移動邊緣計算節點，通過該節點提供的計算、緩存、轉發和API網關等基本能力以服務的方式接入。邊緣計算的技術體系包括邊緣計算節點設備和邊緣計算能力管理平臺，提供多種開放能力。（2）醫療專網MEC技術業務智能感知邊緣計算將會實現對醫療業務的智能感知，一方面包括了對不同業務所需的計算、存儲、網絡資源的感知以及分配，另一方面包括對業務權限的感知。不同的醫療業務對網絡資源的需求體現出明顯的差異性，例如醫療數據的上傳，需要邊緣節點進行數據的加密和清洗，從而保障數據的安全；遠程醫療等場景可能對網絡的實時性以及帶寬有著苛刻的要求。邊緣計算節點可以識別不

28、同的業務，并對業務所需資源進行智能的分配，保證各個業務的順利進行。邊緣智能將人工智能與邊緣計算相結合，將會促進邊緣節點的智能化發展，從而更好的支撐未來醫療領域的業務。一個AI應用包括訓練和推理兩個階段，訓練階段基于優秀的算法模型對數據進行學習，推理階段基于學習獲取的模型完成判斷與決策。這兩個階段的順利進行離不開先進的算法模型、數據量和運算力的支撐。與邊緣計算的結合，能夠把人工智能的學習過程部署在云端，推理過程下沉到邊緣設備，與云計算部署下所有過程上傳云端完成的模式相比，增強了本地設備的運算能力，有效解決網絡擁堵的問題，提高了系統運行的效率與安全性。同時，借助人工智能，釋放了網絡邊緣產生數據的潛

29、能，并推進邊緣計算的落地與普及。依托邊緣智能，實現了多方資源的整合，縮減了對計算與存儲資源的消耗，助推醫療業務中語音識別、圖像識別、視頻處理等應用的高效進行。 邊云協同邊緣計算使能本地靈活加載各類工業應用，是人工智能在本地應用的基礎。邊緣計算和人工智能相結合可以形成“全局智能、本地決策”的根本設計理念，“邊云協同”的核心技術體系。在智慧醫療場景中，立足于異構設備的接入，實現多種功能如數據預處理、協議轉換、運動控制等。邊緣設備和應用同時也協同云端服務，形成“數據靈活采集和選擇性上傳，云端部署和管理應用并進行本地決策”的基本邏輯，根據不同領域靈活調整部署和運行理念。邊云協同可以以人工智能的協同為基

30、礎，擴展至網絡及應用的各個層面。在基礎設施層面，可以包括計算、存儲、網絡等方面的協同，例如網絡切片的實現和跨域編排能力，需要云端進行編排計算，由邊緣進行編排的執行；在平臺層面，可以包括工業應用的生命周期協同、業務編排的協同、數據采集和處理的協同；在服務層，可以結合具體工業場景實現服務的協同，例如網絡管理中的防火墻黑白名單的協同，工業應用中的設備能耗管理、故障預測的協同等。邊緣計算有著自己特有的運行機制，但仍然需要和云端結合才能提供完整的服務體驗，形成相輔相成的邊云協同生態。應用API網關面向醫療的邊緣計算節點需要滿足架構通用、API開放的特點，基于服務化架構，靈活的部署不同的醫療應用，同時也會

31、實現網絡的基礎功能。邊緣計算服務化框架是一種松散耦合的應用開發部署框架，將邊緣計算業務系統內部的不同功能模塊，拆分為多個服務，達到大規?？焖侔葱璨渴鸬哪康??？蚣軐⒒谳p量級虛擬化實現，包含基礎網絡功能、生態服務等。支持Docker/LXC的邊緣計算節點支持KVM的邊緣計算節點APPAPPAPPAPPAPPLXCDockerDockerLinuxCPUCPUVM1VM2VM3VM4LinuxNWstackVirtlODPDKAPIVFIOHostKernelHostUserVirtIOOVSKernel DriversVirtIOOVSODP,DPDK11125G 智慧醫療專網SA彈性切片技術白

32、皮書5G智慧醫療專網SA彈性切片的關鍵技術CMYCMMYCYCMYK5G“ ”.pdf 8 2019/10/31 上午9:442.2.5 業務SLA可視和可控技術業務SLA可視可控技術是端到端彈性切片技術方案的重要組成部分，為測量基于切片的專用網絡的各種監控指標，動態調整數據傳輸路徑提供了技術支持。業務SLA可視技術對于醫療專網而言，由于醫療專網所涉及應用場景的復雜性及對網絡性能指標要求的差異性，需要一個能夠快速部署和智能檢測的網絡指標監控與維護體系。借助iFIT技術的精準檢測手段，結合智能管控的AI分析，能夠為醫療專網提供智慧運維保障。傳統監控網絡性能手段采用間接模擬流，或者直接通過插入檢測

33、流的方式，這種方式不能實時反應當前網絡的時延和丟包，無法檢測具體業務流，只能實現網絡管道整體的可視，無法保障各類業務真實運行狀況的可視，且精度比較低，不能滿足醫療專網的性能需求。iFIT（in-situ Flow Information Telemetry）性能檢測技術是一種隨流的被動檢測技術，采用RFC 8321染色機制進行性能測量。一方面，相比傳統主動測量、被動測量技術，iFIT具有更高的測量精度和組網靈活性。另一方面，相比iOAM/INT等隨流測量技術，iFIT具有更小的開銷，產生更少的測量數據，iFIT易于部署，具有更靈活的擴展性。通過使用iFIT智能檢測功能，可以做到業務自動發現探測

34、，完成業務流程的自動化監控，比如醫療專網內的應急救護和遠程醫療業務分別自動啟用檢測，通過上層分析器可以實時展示業務的時延丟包和抖動信息。同時通過檢測報文的上報分析，可以還原和回看業務在承載網絡內的真實路徑信息。業務SLA可控技術傳統網絡的業務布放中，只能基于最短路徑策略來進行選路，無法保障不同業務差異化的SLA。5G專網的業務SLA可控技術，可以依據業務的帶寬、時延等多個維度進行最優的路徑選擇。例如，針對遠程會診業務，可以對總院到分院之間的網絡時延實時采集和監控，在網絡中選出一條低時延路徑，并在時延發生劣化時進行及時調整，保障業務時延在合理范圍內。5G智慧醫療專網SA彈性切片解決方案13145

35、G智慧醫療專網SA彈性切片的關鍵技術5G 智慧醫療專網SA彈性切片技術白皮書CMYCMMYCYCMYK5G“ ”.pdf 9 2019/10/31 上午9:44醫療專網需要承載醫院醫療行業設備業務、病患管理業務，并擴展到院間、院外，技術上要求網絡與院內密集人群之間的公眾上網業務進行隔離和協同。5G醫療專網以5G公眾網絡為基礎，通過切片劃分獨立虛擬專網用于承載面向醫療行業應用的移動及固定業務。5G醫療專網的網絡基本架構也必須符合3GPP標準的架構方式，同時需要根據業務需求，對無線接入網絡、傳輸網絡、核心網以及MEC平臺等部件進行實際部署。同時5G醫療專網也需要與固定網絡之間建立聯接，通過與固定網

36、絡的配合滿足醫療場景業務協同的需要。如下圖所示：整體5G組網架構分為5G核心網、5G無線接入網和5G承載網，5G醫療專網依賴5G網絡架構，從業務上主要分為院內場景、院外場景和院間場景三大部分，每部分的接入和組網方式存在部分差異。5G醫療專網網絡架構院內場景示意院外場景示意院間場景示意院內組網部分，大部分基于5G無線接入設備采用無線室分站進行無線接入，再經由無線集中BBU統一接入到傳輸SPN接入環，經過SPN接入環將院內業務發送到5G核心網，其中醫療MEC可以根據實際業務需求下沉部署在院內或院間的數據中心。院內部分非移動網絡需求仍可以基于當前有線辦公網絡進行接入，這部分業務主要用于桌面辦公診療，

37、大型醫療設備，固定視頻會議等非移動要求網絡。院內流量大部分通過5G無線切片接入到5G醫療專網切片網絡內，再經由SPN承載網絡的G.MT-N/FlexE通道切片傳輸至5G核心網醫療專網切片，其中醫療MEC如下沉部署在院內或院間的數據中心時，則業務流向就近在下沉的核心網切片內終結，并通過有線專線接入到醫療統一平臺或者院內的數據中心。院外組網接入，應急救援通過院外5G無線接入設備接入5G公眾網絡，通過對應急救援業務的優先級標識區分，經由SPN網絡建立的G.MTN/FlexE通道將應急救援業務發送至5G核心網。 院區之間組網接入主要是通過院外組網，跨區域的下級地市醫院能夠遠程與中心醫院連接，進行遠程會

38、診等業務。下級地市醫院的醫療業務流量通過5G無線切片接入到5G醫療專網內，再經由SPN承載網絡的G.MTN/FlexE通道切片和5G核心網醫療切片進入到中心醫。針對醫療行業的特殊應用場景和業務隔離保障需求，可以對醫療行業業務提供不同等級的無線網絡、SPN承載網絡專用通道解決方案。在無線側與無線切片對接，在核心網側與虛擬的獨立醫療UPF對接，共同組成5G醫療專網。為醫療行業應用建立專有切片網絡，對無線網絡內部劃分專有的資源進行業務隔離；對于SPN承載網采用專有G.MTN/FlexE接口進行承載，通過G.MTN/FlexE接口的剛性管道滿足醫療專網的業務流量和業務隔離要求。為臨時突發的醫療應用利用

39、切片嵌套技術按需建立專有切片網絡以適配部分特殊應用場景，比如應急救護等突發性、移動性、安全性要求嚴格，需要保證網絡即使擁塞的情況下優先保證該業務的服務質量。15165G智慧醫療專網SA彈性切片解決方案5G 智慧醫療專網SA彈性切片技術白皮書CMYCMMYCYCMYK5G“ ”.pdf 10 2019/10/31 上午9:44總結和建議聯合編寫單位5G醫療專網依托5G基礎網絡，通過切片技術對網絡進行端到端切分，保證醫療專網的業務隔離安全和服務質量。其中端到端切片技術的研究，涵蓋了無線切片技術、核心網虛擬切片技術，以及SPN承載網切片技術的繼續研究。借助這些研究與探索工作，保障切片網絡應用時延更低

40、是未來醫療專網切片應用的重點。同時，以端到端切片網絡為前提，如何實現切片的高效率部署是醫療專網切實落地的關鍵。通過端到端切片管理器快速實施切片網絡的創建部署與刪除操作，同時將切片部署與醫療行業上層應用通過接口自動化打通，可以加快5G醫療專網實例化和規?；渴鸬倪M展。此外，需要針對5G醫療網應用場景進行更多的適配，通過研究更多醫療行業應用，如遠程手術，VR虛擬醫療教學等場景，明確場景需求，構造業務流量模型，對5G醫療專網進行進一步擴容和優化。鄭州大學第一附屬醫院互聯網醫療系統與應用國家工程實驗室中移（成都）產業研究院中國移動通信集團河南有限公司華為技術有限公司17185G 智慧醫療專網SA彈性切片技術白皮書5G 智慧醫療專網SA彈性切片技術白皮書CMYCMMYCYCMYK5G“ ”.pdf 11 2019/10/31 上午9:44