5G un tīkla šķēlēšana
Kad 5G tiek plaši pieminēts, tīkla sagriešana 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 tīkla sagriešana ir ideāla tīkla arhitektūra 5G laikmetam.
Šī jaunā tehnoloģija ļauj operatoriem sadalīt vairākus virtuālos visaptverošos tīklus aparatūras infrastruktūrā, un katra tīkla šķēle ir loģiski izolēta no ierīces, piekļuves tīkla, transporta tīkla un pamattīkla, lai atbilstu dažādu veidu pakalpojumu dažādajām īpašībām.
Par katru tīkla šķēli ir pilnībā garantēti tādi speciāli resursi kā virtuālie serveri, tīkla joslas platums un pakalpojumu kvalitāte. Tā kā šķēles ir izolētas viena no otras, kļūdas vai neveiksmes vienā šķēlē neietekmēs citu šķēlīšu saziņu.
Kāpēc 5G ir nepieciešama tīkla sagriešana?
Sākot no pagātnes līdz pašreizējam 4G tīklam, mobilie tīkli galvenokārt apkalpo mobilos tālruņus, un parasti veic tikai nedaudz optimizācijas mobilajiem tālruņiem. Tomēr 5G laikmetā mobilajiem tīkliem ir jākalpo dažādu veidu un prasību ierīcēm. Daudzi no minētajiem lietojumprogrammu scenārijiem ietver mobilo platjoslu, liela mēroga IoT un misijai kritisko IoT. Viņiem visiem ir nepieciešami dažāda veida tīkli, un viņiem ir atšķirīgas prasības mobilitātē, grāmatvedībā, drošībā, politikas kontrolē, latentumā, uzticamībā un tā tālāk.
Piemēram, liela mēroga IoT pakalpojums savieno fiksētus sensorus, lai izmērītu temperatūru, mitrumu, nokrišņu utt. Nav nepieciešami nodošana, atrašanās vietas atjauninājumi un citas galveno servējošo tālruņu funkcijas mobilajā tīklā. Turklāt misijai kritiskiem IoT pakalpojumiem, piemēram, autonomai braukšanai un robotu tālvadībai, ir nepieciešams vairāku milisekunžu latentums, kas ļoti atšķiras no mobilo platjoslas pakalpojumiem.
Galvenie 5G lietojumprogrammu scenāriji
Vai tas nozīmē, ka mums ir nepieciešams īpašs tīkls katram pakalpojumam? Piemēram, viens kalpo 5G mobilajiem tālruņiem, viens kalpo 5G masīvam IoT, un viens kalpo 5G misijas kritiskajam IoT. Mums tas nav nepieciešams, jo mēs varam izmantot tīkla sagriešanu, lai sadalītu vairākus loģiskus tīklus no atsevišķa fiziskā tīkla, kas ir ļoti rentabla pieeja!
Lietojumprogrammu prasības tīkla sagriešanai
5G tīkla šķēle, kas aprakstīta 5G baltajā papīrā, ko izdala NGMN, ir parādīta zemāk:
Kā mēs ieviešam visaptverošu tīkla šķēlēšanu?
(1) 5G bezvadu piekļuves tīkls un pamattīkls: NFV
Mūsdienu mobilajā tīklā galvenā ierīce ir mobilais tālrunis. Ran (du un ru) un galvenās funkcijas ir veidotas no īpaša tīkla aprīkojuma, ko nodrošina Ran pārdevēji. Lai ieviestu tīkla sagriešanu, tīkla funkcijas virtualizācija (NFV) ir priekšnoteikums. Būtībā galvenā ideja par NFV ir tīkla funkciju programmatūras izvietošana (ti, MME, S/P-GW un PCRF pakešu kodolā un DU RAN), kas visi virtuālajās mašīnās uz komerciālajiem serveriem, nevis atsevišķi to specializētajās tīkla ierīcēs. Tādā veidā skrējiens tiek uzskatīts par malas mākoni, savukārt pamatfunkciju uzskata par galveno mākoni. Savienojums starp VM, kas atrodas malā un kodola mākonī, ir konfigurēts, izmantojot SDN. Pēc tam katram pakalpojumam tiek izveidota šķēle (ti, tālruņa šķēle, masīva IoT šķēle, misijas kritiskā IoT šķēle utt.).
Kā ieviest kādu no tīkla šķēlēm (i)?
Zemāk redzamajā attēlā parādīts, kā katru pakalpojumu specifisko lietojumprogrammu var virtualizēt un instalēt katrā šķēlē. Piemēram, sagriešanu var konfigurēt šādi:
(1) UHD sagriešana: virtualizējot DU, 5G kodolu (UP) un kešatmiņas serverus Edge Cloud, kā arī virtualizējot 5G kodolu (CP) un MVO serverus kodola mākonī
(2) Tālruņa sagriešana: 5G kodolu virtualizēšana (UP un CP) un IMS serveri ar pilnām mobilitātes iespējām pamata mākonī
(3) Liela mēroga IoT sagriešana (piemēram, sensoru tīkli): vienkārša un viegla 5G kodola virtualizēšana kodola mākonī nav mobilitātes pārvaldības iespēju
(4) Misijai kritiska IoT sagriešana: 5G kodolu virtualizēšana (UP) un ar to saistītie serveri (piemēram, v2x serveri) malu mākonī, lai samazinātu pārraides latentumu
Pagaidām mums vajadzēja izveidot īpašas šķēles pakalpojumiem ar dažādām prasībām. Un virtuālā tīkla funkcijas tiek novietotas dažādās vietās katrā šķēlē (ti, malu mākonī vai serdes mākonī) atbilstoši dažādām pakalpojumu īpašībām. Turklāt dažās šķēlēs var būt vajadzīgas dažas tīkla funkcijas, piemēram, norēķini, politikas kontrole utt. Operatori var pielāgot tīkla sagriešanu, kā viņi vēlas, un, iespējams, visrentablāko veidu.
Kā ieviest kādu no tīkla šķēlēm (i)?
(2) Tīkla šķēlēšana starp malu un kodolu mākoni: IP/MPLS-SDN
Programmatūra definēta tīkla izveidošana, kaut arī vienkārša koncepcija, kad tā pirmo reizi tika ieviesta, kļūst arvien sarežģītāka. Piemēram, pārklājuma forma kā piemērs, SDN tehnoloģija var nodrošināt tīkla savienojumu starp virtuālajām mašīnām esošajā tīkla infrastruktūrā.
Visaptveroša tīkla šķēlēšana
Pirmkārt, mēs aplūkojam, kā nodrošināt, ka tīkla savienojums starp malu mākoni un Core Cloud virtuālās mašīnas ir drošs. Tīkls starp virtuālajām mašīnām jāievieš, pamatojoties uz IP/MPLS-SDN un SDN transportēšanu. Šajā rakstā mēs koncentrējamies uz IP/MPLS-SDN, ko nodrošina maršrutētāju pārdevēji. Gan Ericsson, gan Juniper piedāvā IP/MPLS SDN tīkla arhitektūras produktus. Operācijas ir nedaudz atšķirīgas, bet savienojamība starp SDN balstītām VM ir ļoti līdzīga.
Galvenajā mākonī ir virtualizēti serveri. Servera hipervizorā palaidiet iebūvēto VRouter/Vswitch. SDN kontrolieris nodrošina tuneļa konfigurāciju starp virtualizēto serveri un DC G/W maršrutētāju (PE maršrutētājs, kas mākoņu datu centrā izveido MPLS L3 VPN). Izveidojiet SDN tuneļus (ti, MPLS GRE vai VXLAN) starp katru virtuālo mašīnu (piemēram, 5G IoT kodols) un DC G/W maršrutētājiem kodola mākonī.
Pēc tam SDN kontrolieris pārvalda kartēšanu starp šiem tuneļiem un MPLS L3 VPN, piemēram, IoT VPN. Process ir vienāds Edge Cloud, izveidojot IoT šķēli, kas savienota no malas mākoņa ar IP/MPLS mugurkaulu un visu ceļu uz kodola mākoni. Šo procesu var ieviest, pamatojoties uz tehnoloģijām un līdz šim pieejamajiem standartiem.
(3) Tīkla šķēlēšana starp malu un kodolu mākoni: IP/MPLS-SDN
Tagad paliek mobilais Fronthawall tīkls. Kā mēs sagriezām šo mobilo sakaru tīklu starp malas mākoni un 5G RU? Pirmkārt, vispirms ir jādefinē 5G front-Haul tīkls. Tiek apspriestas dažas iespējas (piemēram, ieviešot jaunu uz pakešu bāzes tīkla tīklu, pārdefinējot DU un RU funkcionalitāti), taču vēl nav veikta standarta definīcija. Šis skaitlis ir diagramma, kas parādīta ITU IMT 2020 darba grupā, un sniedz virtualizēta Fronhaul tīkla piemēru.
5G C-RAN tīkla šķēles piemērs, ko veic ITU organizācija
Pasta laiks: 2002.-2024. Februāris
