《掌握AI + 6G無線行動通訊網路 —— 超高速、零延遲、智慧城市全攻略 🌐》
84/100 📌 第 9 周：5G/6G 核心技術 - 高速、低延遲、智慧化、廣覆蓋
📘 單元 84：網路切片 + 雲原生 ☁️ — 端到端 SLA 保證！
🎯 單元導讀
5G/6G 時代，單一「一張網路服務所有人」的模式已經無法滿足多樣化需求（如自駕車、工業控制、雲遊戲、醫療急救）。**Network Slicing（網路切片）與Cloud-Native（雲原生）**結合，能在同一套實體基礎設施上建立多條「虛擬專用網路」，各自具備不同頻寬、延遲、可靠度，並藉由雲原生架構動態調整資源，實現端到端 SLA（服務等級協議）保證。
👉 一句話：網路切片 + 雲原生 = 一張網路多張專網，按需調配資源，保證 SLA！
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🧠 一、網路切片的定義
• 概念：在同一實體網路基礎設施上，透過虛擬化（SDN/NFV）建立多個邏輯獨立的「切片」（Slice），每個切片有不同的 QoS / SLA。
• 例子：
o eMBB 切片：提供高帶寬給影音/雲遊戲。
o URLLC 切片：提供超低延遲給工業自動化/遠距醫療。
o mMTC 切片：提供大連接給智慧城市感測器。
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🧠 二、雲原生（Cloud-Native）在切片中的角色
• 微服務（Microservices）：將核心網功能拆分為細粒度服務（AMF、SMF、UPF…），按需啟動/擴展。
• 容器化（Containerization）：Kubernetes / OpenShift 管理切片服務，快速部署與回收。
• 自動化與彈性：依流量動態擴縮（Scale Out / In），SLA 自動調整。
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🏗️ 三、端到端架構
實體基礎設施（RAN + Transport + Core）
│
網路切片控制層（SDN/NFV + Orchestrator）
│ │ │
[eMBB切片] [URLLC切片] [mMTC切片]
│ │ │
這張圖展示了 5G 網路切片（Network Slicing） 的三層架構。
最底層是 實體基礎設施層，包含 RAN（無線接取）、Transport（傳輸）與 Core（核心網），提供硬體與連線資源。
中間是 網路切片控制層，透過 SDN/NFV 與 Orchestrator（協調器） 實現虛擬化與動態資源分配。
最上層則是三類典型業務切片：
• eMBB（增強型行動寬頻）：支援高速影像與大檔下載。
• URLLC（超高可靠低延遲）：用於工控、車聯網、遠距醫療。
• mMTC（大規模物聯網）：連接數以萬計低速感測器。
雲原生核心網 (Container + Microservices)
• 每個切片從無線接取、傳輸網到核心網都可專屬化（End-to-End Slice）。
• 雲原生確保資源可快速調整與隔離。
✅網路切片讓同一張 5G 網路能同時承載「高速、高可靠與高連線數」等多樣服務，達到軟體定義、資源獨立、靈活共網的目標。
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🔑 四、技術亮點
• SDN / NFV：軟體定義網路 + 網路功能虛擬化，實現切片彈性。
• End-to-End Orchestration：切片編排器協調 RAN、Transport、Core 資源。
• 雲原生核心網（Cloud-Native Core）：支撐快速部署與自動擴縮。
• SLA 保證：每個切片可設定頻寬、延遲、可靠度指標，動態監控與調整。
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🧩 五、模擬題
1️⃣ 專業題
題目：
解釋網路切片（Network Slicing）與傳統 VLAN/QoS 的不同之處。
答案：
VLAN/QoS 只能在資料層進行流量分級與優先控制，屬於單層封包管理；
而 Network Slicing 基於 SDN/NFV 技術，能在 RAN、傳輸、核心網 形成端到端虛擬專網，為不同應用（如 eMBB、URLLC、mMTC）提供獨立資源與延遲控制。
✅ 結論： VLAN/QoS 是「單層分流」，Network Slicing 是「多層專網」。
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2️⃣ 應用題
題目：
某醫療機構需要超低延遲且高度可靠的連線，你會如何設計一個 URLLC 專屬切片？
答案：
RAN 採 mini-slot 與高 numerology，確保 <1 ms 延遲；
核心網部署於 邊緣雲（MEC），縮短傳輸路徑；
設定高優先級 QoS flow 與頻寬預留。
✅ 結論： URLLC 切片以「低延遲 + 高可靠 + 邊緣化」為核心。
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3️⃣ 情境題
題目：
尖峰時段 eMBB 滿載，但 URLLC 需穩定，如何調整雲原生資源？
答案：
• 啟用 動態切片伸縮，自動擴容 eMBB。
• 設定 資源隔離，保護 URLLC 頻寬與 CPU 配額。
• 若負載過高，將 URLLC 遷至 Edge Cloud 執行。
✅ 結論： 以「動態伸縮 + 邊緣優先 + 隔離保障」維持 URLLC 穩定。
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🛠 六、實務演練題
1️⃣ 專業題
題目：
解釋網路切片（Network Slicing）與傳統 VLAN/QoS 的不同之處。
答案：
傳統 VLAN/QoS 只能在資料層或封包層進行分類與優先權標記，無法保證端到端（E2E）服務品質。
網路切片（Network Slicing） 則是以 SDN/NFV 與雲原生架構 為基礎，從 RAN → 傳輸 → 核心網 全鏈路動態劃分虛擬網路，提供獨立的頻寬、延遲與安全控制。
✅ 關鍵差異： VLAN/QoS 是封包層區隔；Network Slicing 是端到端的虛擬專網。
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2️⃣ 應用題
題目：
某醫療機構需要超低延遲且高度可靠的連線，你會如何設計一個 URLLC 專屬切片？
答案：
1. 切片目標： 延遲 < 1 ms、可靠度 > 99.999%。
2. 架構設計：
• RAN 層使用 高 numerology（60/120 kHz）與 mini-slot 傳輸。
• 核心網部署 MEC（邊緣運算），縮短傳輸路徑。
• 控制層配置 高優先級 QoS Flow，確保資源獨享。
3. 安全隔離： 透過獨立的 SDN Path 及加密通道保障醫療資料安全。
✅ 結論： URLLC 切片＝「低延遲 + 邊緣化 + 獨享通道」三合一設計。
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3️⃣ 情境題
題目：
假設某區 5G 網路在尖峰時段影音用戶大量湧入，eMBB 切片滿載，但工業 URLLC 切片仍需穩定，你會如何調整雲原生資源？
答案：
• 啟用 切片動態編排（Dynamic Orchestration），在 Kubernetes / NFV 架構中臨時增配 eMBB 的虛擬實例（vDU/vCU）。
• 同時為 URLLC 保留 優先資源池（Reserved Resource Pool），防止被搶占。
• 若核心雲負載過高，可將 URLLC 業務移至 邊緣雲（Edge Cloud） 運行。
✅ 結論： 以「動態伸縮 + 資源隔離 + 邊緣優先」策略維持 URLLC 穩定，同時緩解 eMBB 壅塞。
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✅ 七、小結與啟示
• 網路切片 + 雲原生是 5G/6G 的「多專網」引擎，同一張網路可同時滿足不同行業需求。
• 雲原生讓核心網功能像 App 一樣彈性擴縮，隨時調整以達成端到端 SLA。
• 這是 5G 商業模式的關鍵：客製化網路服務（B2B、B2G、專網）。
👉 一句話總結：網路切片 + 雲原生 = 一張網路多張專網，彈性調配資源，端到端 SLA 保證！
