5G ja võrgu lõikamine
Kui 5G-d laialdaselt mainitakse, on Network Slicing nende seas enim arutatud tehnoloogia. Võrguoperaatorid, nagu KT, SK Telecom, China Mobile, DT, KDDI, NTT ja seadmete müüjad, nagu Ericsson, Nokia ja Huawei, usuvad kõik, et Network Slicing on 5G ajastu jaoks ideaalne võrguarhitektuur.
See uus tehnoloogia võimaldab operaatoritel jagada riistvarainfrastruktuuris mitu virtuaalset otspunkti võrku ja iga võrgulõik on loogiliselt isoleeritud seadmest, juurdepääsuvõrgust, transpordivõrgust ja põhivõrgust, et vastata eri tüüpi teenuste erinevatele omadustele.
Iga võrgulõigu jaoks on täielikult tagatud spetsiaalsed ressursid, nagu virtuaalserverid, võrgu ribalaius ja teenuse kvaliteet. Kuna lõigud on üksteisest isoleeritud, ei mõjuta ühe lõigu vead või tõrked teiste lõikude suhtlust.
Miks 5G vajab võrgu lõikamist?
Alates minevikust kuni praeguse 4G võrguni teenindavad mobiilsidevõrgud peamiselt mobiiltelefone ja üldiselt teevad mobiiltelefonide jaoks ainult mõningaid optimeerimisi. 5G ajastul peavad mobiilsidevõrgud teenindama aga erinevat tüüpi ja erinevat tüüpi seadmeid. Paljud mainitud rakendusstsenaariumid hõlmavad mobiilset lairibaühendust, suuremahulist iot ja missioonikriitilist iot. Nad kõik vajavad erinevat tüüpi võrke ja neil on erinevad nõuded mobiilsuse, raamatupidamise, turvalisuse, poliitika kontrolli, latentsuse, töökindluse ja muu osas.
Näiteks laiaulatuslik iot-teenus ühendab fikseeritud andureid, et mõõta temperatuuri, niiskust, sademeid jne. Mobiilsidevõrgus pole peamiste teenindavate telefonide üleandmisi, asukohavärskendusi ja muid funktsioone vaja. Lisaks nõuavad missioonikriitilised iot-teenused, nagu autonoomne juhtimine ja robotite kaugjuhtimine, mitme millisekundi pikkust latentsusaega, mis erineb oluliselt mobiilsetest lairibateenustest.
5G peamised rakendusstsenaariumid
Kas see tähendab, et vajame iga teenuse jaoks spetsiaalset võrku? Näiteks üks teenindab 5G mobiiltelefone, üks teenindab 5G tohutut teenust ja üks teenindab 5G missioonikriitilist asja. Meil pole seda vaja, sest saame kasutada võrgu viilutamist mitme loogilise võrgu eraldamiseks eraldi füüsilisest võrgust, mis on väga kuluefektiivne lähenemine!
Rakenduse nõuded võrgu lõikamiseks
NGMN-i avaldatud 5G valges raamatus kirjeldatud 5G võrgulõik on näidatud allpool:
Kuidas me rakendame täielikku võrgu viilutamist?
(1) 5G traadita juurdepääsuvõrk ja põhivõrk: NFV
Tänapäeva mobiilivõrgus on põhiseadmeks mobiiltelefon. RAN(DU ja RU) ja põhifunktsioonid on üles ehitatud spetsiaalsetest võrguseadmetest, mida pakuvad RAN-i tarnijad. Võrgu viilutamise rakendamiseks on võrgufunktsioonide virtualiseerimine (NFV) eeltingimus. Põhimõtteliselt on NFV põhiidee juurutada võrgufunktsioonide tarkvara (st MME, S/P-GW ja PCRF paketi tuumas ja DU RAN-is) kõik kommertsserverites asuvates virtuaalmasinates, mitte eraldi nende spetsiaalsetes serverites. võrguseadmed. Sel viisil käsitletakse RAN-i servapilvena, samas kui põhifunktsiooni käsitletakse tuumapilvena. Ühendus servas ja tuumpilves asuva VMS-i vahel on konfigureeritud SDN-i abil. Seejärel luuakse iga teenuse jaoks osa (st telefonilõik, massiivne iot-lõik, missioonikriitiline iot-lõik jne).
Kuidas rakendada üht Network Slicing(I)-st?
Alloleval joonisel on näidatud, kuidas saab iga teenusepõhist rakendust virtualiseerida ja igas sektoris installida. Näiteks saab viilutamist konfigureerida järgmiselt:
(1) UHD viilutamine: DU, 5G tuuma (UP) ja vahemälu serverite virtualiseerimine servapilves ning 5G tuuma (CP) ja MVO serverite virtualiseerimine tuumpilves
(2) Telefoni viilutamine: 5G tuumade (UP ja CP) ja IMS-i serverite virtualiseerimine koos täielike mobiilsusvõimalustega tuumpilves
(3) Suuremahuline iot-tükeldamine (nt andurite võrgud): lihtsa ja kerge 5G tuuma virtualiseerimisel tuumpilves puuduvad mobiilsuse haldamise võimalused
(4) Missioonikriitiline iot viilutamine: 5G tuumade (UP) ja nendega seotud serverite (nt V2X serverite) virtualiseerimine servapilves, et minimeerida edastuse latentsust.
Seni oleme pidanud looma spetsiaalsed lõigud erinevate nõuetega teenuste jaoks. Ja virtuaalse võrgu funktsioonid paigutatakse igas sektoris (st servapilves või tuumpilves) erinevatesse kohtadesse vastavalt erinevatele teenuseomadustele. Lisaks võivad mõned võrgufunktsioonid, nagu arveldamine, poliitikakontroll jne, olla mõnes jaotises vajalikud, kuid teistes mitte. Operaatorid saavad kohandada võrgu viilutamist nii, nagu nad soovivad, ja tõenäoliselt kõige kuluefektiivsemal viisil.
Kuidas rakendada üht Network Slicing(I)-st?
(2) Võrgu lõikamine serva- ja tuumapilve vahel: IP/MPLS-SDN
Tarkvaraga määratletud võrgundus, kuigi see oli esmakordsel kasutuselevõtul lihtne mõiste, muutub üha keerulisemaks. Võttes näiteks ülekatte, võib SDN-tehnoloogia pakkuda võrguühendust olemasoleva võrguinfrastruktuuri virtuaalmasinate vahel.
Otsast lõpuni võrgu viilutamine
Esiteks vaatame, kuidas tagada võrguühenduse turvalisus servapilve ja tuumikpilve virtuaalmasinate vahel. Virtuaalsete masinate vaheline võrk tuleb juurutada IP/MPLS-SDN ja transpordi SDN baasil. Selles artiklis keskendume ruuteri tarnijate pakutavale IP/MPLS-SDN-ile. Ericsson ja Juniper pakuvad mõlemad IP/MPLS SDN võrguarhitektuuri tooteid. Toimingud on veidi erinevad, kuid ühenduvus SDN-põhise VMS-i vahel on väga sarnane.
Tuumpilves on virtualiseeritud serverid. Käivitage serveri hüperviisoris sisseehitatud vRouter/vSwitch. SDN-kontroller pakub tunneli konfiguratsiooni virtualiseeritud serveri ja alalisvoolu G/W-ruuteri (PE-ruuter, mis loob MPLS L3 VPN-i pilvandmekeskuses) vahel. Loo SDN tunnelid (st MPLS GRE või VXLAN) iga virtuaalmasina (nt 5G IoT tuum) ja DC G/W ruuteri vahel tuumpilves.
Seejärel haldab SDN-kontroller nende tunnelite ja MPLS L3 VPN-i (nt IoT VPN) vahelist vastendamist. Protsess on sama ka servapilves, luues äärepilvest IP/MPLS-i magistraaliga ja kuni tuumpilveni ühendatud iot-lõigu. Seda protsessi saab rakendada tehnoloogiate ja standardite põhjal, mis on seni küpsed ja kättesaadavad.
(3) Võrgu lõikamine serva- ja tuumapilve vahel: IP/MPLS-SDN
Nüüd jääb alles mobiilne esihaldjate võrk. Kuidas lõigata see mobiilne esihoidla võrk servapilve ja 5G RU vahel? Esiteks tuleb esmalt määratleda 5G eesliinivõrk. Arutluse all on mõned võimalused (nt uue paketipõhise edasisuunamisvõrgu juurutamine DU ja RU funktsionaalsuse ümberdefineerimise kaudu), kuid standardmääratlust pole veel tehtud. Järgnev joonis on ITU IMT 2020 töörühmas esitatud diagramm ja toob näite virtualiseeritud etteotsa võrgust.
ITU organisatsiooni 5G C-RAN võrgu lõikamise näide
Postitusaeg: 02.02.2024
