5G și tăierea rețelei
Când 5G este menționată pe scară largă, tăierea rețelei este cea mai discutată tehnologie dintre ele. Operatorii de rețea precum KT, SK Telecom, China Mobile, DT, KDDI, NTT și vânzători de echipamente, precum Ericsson, Nokia și Huawei, cred că tăierea rețelei este arhitectura de rețea ideală pentru epoca 5G.
Această nouă tehnologie permite operatorilor să împartă mai multe rețele virtuale end-to-end într-o infrastructură hardware, iar fiecare felie de rețea este izolată logic de dispozitiv, rețea de acces, rețea de transport și rețea de bază pentru a îndeplini diferitele caracteristici ale diferitelor tipuri de servicii.
Pentru fiecare felie de rețea, resursele dedicate, cum ar fi serverele virtuale, lățimea de bandă a rețelei și calitatea serviciului sunt pe deplin garantate. Deoarece feliile sunt izolate între ele, erorile sau eșecurile într -o felie nu vor afecta comunicarea altor felii.
De ce 5G are nevoie de feliere în rețea?
Din trecut până la actuala rețea 4G, rețelele mobile servesc în principal telefoane mobile și, în general, fac doar o optimizare pentru telefoanele mobile. Cu toate acestea, în epoca 5G, rețelele mobile trebuie să servească dispozitive de diferite tipuri și cerințe. Multe dintre scenariile de aplicație menționate includ bandă largă mobilă, IoT pe scară largă și IoT critică pentru misiune. Toți au nevoie de diferite tipuri de rețele și au cerințe diferite în ceea ce privește mobilitate, contabilitate, securitate, control politic, latență, fiabilitate și așa mai departe.
De exemplu, un serviciu IoT pe scară largă conectează senzorii fixi pentru a măsura temperatura, umiditatea, precipitațiile, etc. Nu este nevoie de transporturi, actualizări de locație și alte caracteristici ale telefoanelor principale de servire din rețeaua mobilă. În plus, serviciile IoT critice pentru misiune, cum ar fi conducerea autonomă și controlul de la distanță a roboților necesită o latență end-to-end a mai multor milisecunde, ceea ce este foarte diferit de serviciile mobile în bandă largă.
Scenarii principale de aplicație de 5G
Asta înseamnă că avem nevoie de o rețea dedicată pentru fiecare serviciu? De exemplu, unul servește telefoane mobile 5G, unul servește 5G IoT masiv, iar unul servește IoT critic de misiune 5G. Nu trebuie, pentru că putem folosi tăierea rețelei pentru a împărți mai multe rețele logice dintr-o rețea fizică separată, care este o abordare foarte rentabilă!
Cerințe de aplicație pentru tăierea rețelei
Felia de rețea 5G descrisă în cartea albă 5G lansată de NGMN este prezentată mai jos:
Cum implementăm felierea rețelei end-to-end?
(1) Rețea de acces wireless 5G și rețea de bază: NFV
În rețeaua mobilă de astăzi, dispozitivul principal este telefonul mobil. Funcțiile RAN (DU și RU) și Core sunt construite din echipamente de rețea dedicate furnizate de furnizorii RAN. Pentru a implementa o feliere în rețea, virtualizarea funcției de rețea (NFV) este o condiție prealabilă. Practic, ideea principală a NFV este implementarea software-ului funcției de rețea (adică MME, S/P-GW și PCRF în Core Packet și DU în RAN) toate în mașinile virtuale de pe serverele comerciale în loc de separat în dispozitivele de rețea dedicate. În acest fel, RAN este tratat ca nor de margine, în timp ce funcția de bază este tratată ca norul de bază. Conexiunea dintre VMS situată la margine și în norul de bază este configurată folosind SDN. Apoi, se creează o felie pentru fiecare serviciu (adică felie telefonică, felie masivă IoT, felie IoT Critical Mission etc.).
Cum se implementează una dintre feliarea rețelei (I)?
Figura de mai jos arată modul în care fiecare aplicație specifică serviciului poate fi virtualizată și instalată în fiecare felie. De exemplu, tăierea poate fi configurată după cum urmează:
(1) SLIGINARE UHD: Virtualizarea DU, 5G Core (UP) și serverele de cache în Cloud Edge și Virtualizarea serverelor 5G Core (CP) și MVO în cloud de bază
(2) Slipirea telefonului: virtualizarea nucleelor 5G (UP și CP) și IMS servere cu capacități de mobilitate completă în Core Cloud
(3) SLINGARE IoT la scară largă (de exemplu, rețele de senzori): virtualizarea unui nucleu 5G simplu și ușor în cloud de bază nu are capacități de gestionare a mobilității
(4) Felarea IoT critică pentru misiune: virtualizarea nucleelor 5G (UP) și serverele asociate (de exemplu, serverele V2X) în norul de margine pentru minimizarea latenței de transmisie
Până acum, am avut nevoie să creăm felii dedicate pentru servicii cu cerințe diferite. Iar funcțiile de rețea virtuală sunt plasate în diferite locații în fiecare felie (adică Edge Cloud sau Core Cloud) în funcție de diferite caracteristici de serviciu. În plus, unele funcții de rețea, cum ar fi facturarea, controlul politicilor etc., pot fi necesare în unele felii, dar nu în altele. Operatorii pot personaliza felierea rețelei așa cum doresc și, probabil, cel mai eficient din punct de vedere al costurilor.
Cum se implementează una dintre feliarea rețelei (I)?
(2) Feliarea rețelei între Edge și Core Cloud: IP/MPLS-SDN
Rețeaua definită de software, deși un concept simplu atunci când a fost introdus pentru prima dată, devine din ce în ce mai complex. Luând forma de suprapunere ca exemplu, tehnologia SDN poate oferi conexiune de rețea între mașinile virtuale din infrastructura de rețea existentă.
Feliarea rețelei end-to-end
În primul rând, ne uităm la cum să ne asigurăm că conexiunea de rețea între norul de margine și mașinile virtuale de cloud core este sigură. Rețeaua dintre mașinile virtuale trebuie să fie implementată pe baza IP/MPLS-SDN și Transport SDN. În această lucrare, ne concentrăm pe IP/MPLS-SDN furnizat de furnizorii de router. Ambele Ericsson și Juniper oferă produse de arhitectură IP/MPLS SDN. Operațiunile sunt ușor diferite, dar conectivitatea dintre VM-urile bazate pe SDN este foarte similară.
În cloud de bază sunt servere virtualizate. În hipervizorul serverului, rulați Vrouter/vswitch încorporat. Controlerul SDN oferă configurația tunelului între serverul virtualizat și routerul DC G/W (routerul PE care creează MPLS L3 VPN în Cloud Data Center). Creați tuneluri SDN (adică MPLS GRE sau VXLAN) între fiecare mașină virtuală (de exemplu, 5G IoT Core) și routerele DC G/W din norul de bază.
Controlerul SDN gestionează apoi maparea dintre aceste tuneluri și MPLS L3 VPN, cum ar fi IoT VPN. Procesul este același în norul de margine, creând o felie IoT conectată de la norul de margine la coloana vertebrală IP/MPLS și până la norul de bază. Acest proces poate fi implementat pe baza tehnologiilor și standardelor mature și disponibile până acum.
(3) Feliarea rețelei între Edge și Core Cloud: IP/MPLS-SDN
Ceea ce rămâne acum este rețeaua mobilă Fronthawall. Cum tăiem această rețea mobilă între Cloud -ul Edge și 5G RU? În primul rând, rețeaua 5G Front-Haul trebuie definită mai întâi. Există câteva opțiuni în discuție (de exemplu, introducerea unei noi rețele de avansare bazate pe pachete prin redefinirea funcționalității DU și RU), dar încă nu a fost făcută o definiție standard. Următoarea cifră este o diagramă prezentată în grupul de lucru IMT 2020 și oferă un exemplu de rețea fronhaul virtualizată.
Exemplu de 5G C-Ran Network Slipsing de către organizația ITU
Ora post: februarie-02-2024
