5G un tīkla sagriešana
Kad 5G tiek plaši pieminēts, tīkla sadalīšana ir visvairāk apspriestā tehnoloģija starp tām. Tīkla operatori, piemēram, KT, SK Telecom, China Mobile, DT, KDDI, NTT un aprīkojuma pārdevēji, piemēram, Ericsson, Nokia un Huawei, visi uzskata, ka Network Slicing ir ideāla tīkla arhitektūra 5G laikmetam.
Šī jaunā tehnoloģija ļauj operatoriem aparatūras infrastruktūrā sadalīt vairākus virtuālus tīklus no gala līdz galam, un katrs tīkla posms ir loģiski izolēts no ierīces, piekļuves tīkla, transporta tīkla un pamattīkla, lai atbilstu dažāda veida pakalpojumu dažādajām īpašībām.
Katrai tīkla sadaļai tiek pilnībā garantēti īpaši resursi, piemēram, virtuālie serveri, tīkla joslas platums un pakalpojumu kvalitāte. Tā kā šķēles ir izolētas viena no otras, kļūdas vai kļūmes vienā slānī neietekmēs citu slāņu saziņu.
Kāpēc 5G ir nepieciešama tīkla sadalīšana?
No pagātnes līdz pašreizējam 4G tīklam mobilie tīkli galvenokārt apkalpo mobilos tālruņus un parasti veic tikai mobilo tālruņu optimizāciju. Tomēr 5G laikmetā mobilajiem tīkliem ir jāapkalpo dažāda veida un dažādu prasību ierīces. Daudzi no minētajiem lietojumprogrammu scenārijiem ietver mobilo platjoslu, liela mēroga iot un misijai kritisku iot. Viņiem visiem ir nepieciešami dažāda veida tīkli, un tiem ir atšķirīgas prasības mobilitātei, grāmatvedībai, drošībai, politikas kontrolei, latentumam, uzticamībai un tā tālāk.
Piemēram, liela mēroga iot pakalpojums savieno fiksētos sensorus, lai mērītu temperatūru, mitrumu, nokrišņu daudzumu utt. Nav nepieciešama mobilo sakaru tīkla galveno apkalpojošo tālruņu nodošana, atrašanās vietas atjaunināšana un citas funkcijas. Turklāt tādiem misijai kritiskiem iot pakalpojumiem kā autonoma braukšana un robotu tālvadība prasa vairāku milisekundu latentumu no gala līdz galam, kas ļoti atšķiras no mobilajiem platjoslas pakalpojumiem.
5G galvenie pielietojuma scenāriji
Vai tas nozīmē, ka katram pakalpojumam ir nepieciešams īpašs tīkls? Piemēram, viens apkalpo 5G mobilos tālruņus, otrs apkalpo 5G masīvus pakalpojumus, bet otrs apkalpo 5G misijas kritiskos punktus. Mums tas nav nepieciešams, jo mēs varam izmantot tīkla sadalīšanu, lai atdalītu vairākus loģiskos tīklus no atsevišķa fiziskā tīkla, kas ir ļoti rentabla pieeja!
Lietojumprogrammas prasības tīkla sadalīšanai
Tālāk ir parādīta 5G tīkla sadaļa, kas aprakstīta NGMN publicētajā 5G baltajā grāmatā:
Kā mēs ieviešam pilnīgu tīkla sadalīšanu?
(1) 5G bezvadu piekļuves tīkls un pamattīkls: NFV
Mūsdienu mobilajā tīklā galvenā ierīce ir mobilais tālrunis. RAN (DU un RU) un pamatfunkcijas ir veidotas no RAN pārdevēju nodrošināta speciāla tīkla aprīkojuma. Lai ieviestu tīkla sadalīšanu, priekšnoteikums ir tīkla funkciju virtualizācija (NFV). Būtībā NFV galvenā ideja ir izvietot tīkla funkciju programmatūru (ti, MME, S/P-GW un PCRF pakešu kodolā un DU RAN) visu virtuālajās mašīnās komerciālajos serveros, nevis atsevišķi tām paredzētajos serveros. tīkla ierīces. Tādā veidā RAN tiek uzskatīts par malu mākoni, bet galvenā funkcija tiek uzskatīta par galveno mākoni. Savienojums starp VMS, kas atrodas malā un galvenajā mākonī, tiek konfigurēts, izmantojot SDN. Pēc tam katram pakalpojumam tiek izveidota sadaļa (t. i., tālruņa sadaļa, masīva iot sadaļa, misijai kritiskā iot sadaļa utt.).
Kā ieviest vienu no tīkla sadalīšanas (I)?
Tālāk esošajā attēlā parādīts, kā katru pakalpojumam specifisko lietojumprogrammu var virtualizēt un instalēt katrā slānī. Piemēram, sagriešanu var konfigurēt šādi:
(1) UHD sadalīšana: DU, 5G kodola (UP) un kešatmiņas serveru virtualizēšana malas mākonī un 5G kodola (CP) un MVO serveru virtualizācija pamata mākonī.
(2) Tālruņa sadalīšana: 5G kodolu (UP un CP) un IMS serveru virtualizēšana ar pilnām mobilitātes iespējām galvenajā mākonī.
(3) Liela mēroga iot sadalīšana (piem., sensoru tīkli): vienkārša un viegla 5G kodola virtualizācijai pamata mākonī nav mobilitātes pārvaldības iespēju.
(4) Misijai kritiska iot sadalīšana: 5G kodolu (UP) un saistīto serveru (piemēram, V2X serveru) virtualizēšana malu mākonī, lai samazinātu pārraides latentumu.
Līdz šim mums bija jāizveido īpašas sadaļas pakalpojumiem ar dažādām prasībām. Un virtuālā tīkla funkcijas tiek novietotas dažādās vietās katrā slānī (ti, malu mākonī vai kodola mākonī) atbilstoši dažādiem pakalpojumu raksturlielumiem. Turklāt dažas tīkla funkcijas, piemēram, norēķini, politikas kontrole utt., var būt nepieciešamas dažās daļās, bet ne citās. Operatori var pielāgot tīkla sadalīšanu tā, kā viņi vēlas, un, iespējams, visrentablākais veids.
Kā ieviest vienu no tīkla sadalīšanas (I)?
(2) Tīkla sadalīšana starp malu un galveno mākoni: IP/MPLS-SDN
Programmatūras definēta tīklošana, kaut arī tā bija vienkārša koncepcija, kad tā pirmo reizi tika ieviesta, kļūst arvien sarežģītāka. Kā piemēru ņemot pārklājuma formu, SDN tehnoloģija var nodrošināt tīkla savienojumu starp virtuālajām mašīnām esošajā tīkla infrastruktūrā.
Pilnīga tīkla sagriešana
Pirmkārt, mēs aplūkojam, kā nodrošināt tīkla savienojuma drošību starp malas mākoņa un pamata mākoņa virtuālajām mašīnām. Tīkls starp virtuālajām mašīnām ir jāievieš, pamatojoties uz IP/MPLS-SDN un transporta SDN. Šajā rakstā mēs koncentrējamies uz IP/MPLS-SDN, ko nodrošina maršrutētāju pārdevēji. Gan Ericsson, gan Juniper piedāvā IP/MPLS SDN tīkla arhitektūras produktus. Darbības ir nedaudz atšķirīgas, taču savienojamība starp SDN balstītu VMS ir ļoti līdzīga.
Mākonī ir virtualizēti serveri. Servera hipervizorā palaidiet iebūvēto vRouter/vSwitch. SDN kontrolleris nodrošina tuneļa konfigurāciju starp virtualizēto serveri un DC G/W maršrutētāju (PE maršrutētāju, kas mākoņdatu centrā izveido MPLS L3 VPN). Izveidojiet SDN tuneļus (ti, MPLS GRE vai VXLAN) starp katru virtuālo mašīnu (piemēram, 5G IoT kodolu) un DC G/W maršrutētājiem pamata mākonī.
Pēc tam SDN kontrolleris pārvalda kartēšanu starp šiem tuneļiem un MPLS L3 VPN, piemēram, IoT VPN. Process ir tāds pats malu mākonī, izveidojot iot šķēli, kas ir savienota no malas mākoņa ar IP/MPLS mugurkaulu un līdz pat galvenajam mākonim. Šo procesu var īstenot, pamatojoties uz tehnoloģijām un standartiem, kas ir nobrieduši un pieejami līdz šim.
(3) Tīkla sadalīšana starp malu un galveno mākoni: IP/MPLS-SDN
Tagad paliek mobilais fronthawall tīkls. Kā mēs sagriežam šo mobilo priekšējo tīklu starp malu mākoni un 5G RU? Pirmkārt, vispirms ir jādefinē 5G frontālais tīkls. Tiek apspriestas dažas iespējas (piem., jauna uz pakešiem balstīta pārsūtīšanas tīkla ieviešana, pārdefinējot DU un RU funkcionalitāti), taču standarta definīcija vēl nav izstrādāta. Nākamajā attēlā ir diagramma, kas parādīta ITU IMT 2020 darba grupā, un tajā ir sniegts virtualizēta maršruta tīkla piemērs.
ITU organizācijas 5G C-RAN tīkla sadalīšanas piemērs
Izlikšanas laiks: 02.02.2024
