5G i krojenie sieci
Kiedy 5G jest powszechnie wspomniane, krojenie sieci jest najczęściej omawianą technologią wśród nich. Operatorzy sieci, tacy jak KT, SK Telecom, China Mobile, DT, KDDI, NTT i dostawcy sprzętu, tacy jak Ericsson, Nokia i Huawei, uważają, że krojenie sieci jest idealną architekturą sieci dla ERA 5G.
Ta nowa technologia pozwala operatorom podzielić wiele wirtualnych sieci kompleksowych w infrastrukturze sprzętowej, a każdy kawałek sieci jest logicznie odizolowany od urządzenia, sieci dostępu, sieci transportowej i sieci podstawowej, aby spełnić różne cechy różnych rodzajów usług.
Dla każdego kawałka sieci dedykowane zasoby, takie jak serwery wirtualne, przepustowość sieci i jakość usług są w pełni gwarantowane. Ponieważ plastry są od siebie izolowane, błędy lub awarie w jednym plasterze nie wpłyną na komunikację innych plasterków.
Dlaczego 5G wymaga krojenia sieci?
Od przeszłości do obecnej sieci 4G sieci komórkowe obsługują głównie telefony komórkowe i ogólnie wykonują tylko optymalizację telefonów komórkowych. Jednak w ERA 5G sieci komórkowe muszą obsługiwać urządzenia różnego rodzaju i wymagań. Wiele wymienionych scenariuszy aplikacji to mobilny łącznik szerokopasmowy, IoT na dużą skalę i IoT o krytycznym punkcie Mission. Wszystkie potrzebują różnych rodzajów sieci i mają różne wymagania dotyczące mobilności, rachunkowości, bezpieczeństwa, kontroli polityki, opóźnienia, niezawodności i tak dalej.
Na przykład duża usługa Internetu Rzeczy łączy stałe czujniki do pomiaru temperatury, wilgotności, opadów itp. Nie ma potrzeby przekazywania, aktualizacji lokalizacji i innych funkcji głównych telefonów serwingowych w sieci komórkowej. Ponadto usługi IoT o krytycznym misji, takie jak autonomiczna jazda i zdalne sterowanie robotami, wymagają kompleksowych opóźnień kilku milisekund, które bardzo różnią się od mobilnych usług szerokopasmowych.
Główne scenariusze aplikacji 5G
Czy to oznacza, że potrzebujemy dedykowanej sieci dla każdej usługi? Na przykład, jeden serwuje telefony komórkowe 5G, jeden serwuje masywne IoT 5G, a jeden obsługuje IoT krytyczną 5G. Nie musimy, ponieważ możemy użyć krojenia sieci, aby podzielić wiele sieci logicznych z oddzielnej sieci fizycznej, która jest bardzo opłacalnym podejściem!
Wymagania dotyczące aplikacji do krojenia sieci
Pokrój sieci 5G opisany w białym papierze 5G uwalnianym przez NGMN pokazano poniżej:
Jak wdrażamy kompleksowe krojenie sieci?
(1) Sieć dostępu bezprzewodowego 5G i sieć podstawowa: NFV
W dzisiejszej sieci komórkowej głównym urządzeniem jest telefon komórkowy. Ran (du i Ru) i podstawowe funkcje są budowane z dedykowanego sprzętu sieciowego dostarczonego przez dostawców RAN. Aby wdrożyć krojenie sieci, wirtualizacja funkcji sieci (NFV) jest warunkiem wstępnym. Zasadniczo główną ideą NFV jest wdrożenie oprogramowania do funkcji sieciowych (tj. MME, S/P-GW i PCRF w rdzeniu pakietu i DU w RAN) wszystkie w maszynach wirtualnych na serwerach komercyjnych zamiast osobno w dedykowanych urządzeniach sieciowych. W ten sposób RAN jest traktowany jako chmura krawędzi, podczas gdy funkcja podstawowa jest traktowana jako chmura podstawowa. Połączenie między maszynami wirtualnymi znajdującymi się na krawędzi i w chmurze rdzeniowej jest konfigurowane za pomocą SDN. Następnie dla każdej usługi tworzono plasterek (tj. Pokrój telefonu, masywny plasterek IoT, krytyczny plasterek IoT itp.).
Jak zaimplementować jedno z sieci (I)?
Poniższy rysunek pokazuje, w jaki sposób każdą aplikację specyficzną dla usług można zwirtualizować i zainstalować w każdym plasterze. Na przykład krojenie można skonfigurować w następujący sposób:
)
(2) Krojenie telefonu: wirtualizowanie rdzeni 5G (UP i CP) i serwerów IMS z pełnymi możliwościami mobilności w chmurze podstawowej
(3) Krojenie IoT na dużą skalę (np. Sieci czujników): wirtualizacja prostego i lekkiego rdzenia 5G w chmurze Core
(4) Krojenie IoT o krytycznym misji: wirtualizujące rdzenie 5G (UP) i powiązane serwery (np. Serwery V2X) w chmurze krawędziowej w celu minimalizacji opóźnień transmisji
Do tej pory musieliśmy stworzyć dedykowane plastry dla usług o różnych wymaganiach. A funkcje sieci wirtualnej są umieszczane w różnych lokalizacjach w każdym plasterze (tj. Chmurze Edge lub Core Cloud) zgodnie z różnymi charakterystykami usług. Ponadto niektóre funkcje sieciowe, takie jak rozliczenie, kontrola zasad itp., Mogą być konieczne w niektórych plasterkach, ale nie w innych. Operatorzy mogą dostosowywać przecinanie sieci tak, jak chcą, i prawdopodobnie najbardziej opłacalny sposób.
Jak zaimplementować jedno z sieci (I)?
(2) Krojenie sieci między chmurą krawędzi i rdzenia: IP/MPLS-SDN
Oprogramowanie zdefiniowane w sieci, choć prosta koncepcja, kiedy została wprowadzona, staje się coraz bardziej złożona. Przykładając formę nakładki jako przykład, technologia SDN może zapewnić połączenie sieciowe między maszynami wirtualnymi w istniejącej infrastrukturze sieciowej.
Kompleksowe krojenie sieci
Po pierwsze, patrzymy na to, jak zapewnić, że połączenie sieciowe między chmurą Edge i Core Cloud Virtual Machines jest bezpieczne. Sieć między maszynami wirtualnymi należy zaimplementować na podstawie IP/MPLS-SDN i Transport SDN. W tym artykule skupiamy się na IP/MPLS-SDN dostarczonej przez dostawców routera. Ericsson i Juniper oferują produkty architektury sieci IP/MPLS SDN. Operacje są nieco inne, ale łączność między maszynami wirtualnymi opartymi na SDN jest bardzo podobne.
W chmurze rdzeniowej znajdują się zwirtualizowane serwery. W hiperwizorze serwera uruchom wbudowaną Vrouter/VSwitch. Kontroler SDN zapewnia konfigurację tunelu między wirtualizowanym serwerem a routerem DC G/W (router PE, który tworzy MPLS L3 VPN w Cloud Data Center). Utwórz tunele SDN (tj. MPLS GRE lub VXLAN) między każdą maszyną wirtualną (np. 5G IoT Core) i routerami DC G/W w chmurze rdzenia.
Następnie kontroler SDN zarządza mapowaniem między tymi tunelami a MPLS L3 VPN, takimi jak VPN IoT. Proces jest taki sam w chmurze Edge, tworząc plasterek IoT podłączony z chmury krawędzi do kręgosłupa IP/MPLS i aż do chmury podstawowej. Proces ten można wdrożyć w oparciu o technologie i standardy, które są dojrzałe i dostępne do tej pory.
(3) Krojenie sieci między chmurą krawędzi i rdzenia: IP/MPLS-SDN
Pozostaje teraz mobilna sieć fronthawall. Jak wyciąć tę mobilną sieć czołową między chmurą Edge i 5G RU? Po pierwsze, sieć Front-Haul 5G musi zostać najpierw zdefiniowana. Istnieją pewne opcje omawiane (np. Wprowadzenie nowej sieci opartej na pakiecie poprzez redefiniowanie funkcjonalności DU i RU), ale nie dokonano jeszcze standardowej definicji. Poniższa liczba to schemat przedstawiony w grupie roboczej ITU IMT 2020 i podaje przykład wirtualizowanej sieci Fronhaul.
Przykład krojenia sieci 5G C-RAN przez organizację ITU
Czas postu: luty-02-2024
