5G i rezanje mreže
Kada se naširoko spominje 5G, Network Slicing je tehnologija o kojoj se najviše raspravlja. Mrežni operateri kao što su KT, SK Telecom, China Mobile, DT, KDDI, NTT i dobavljači opreme kao što su Ericsson, Nokia i Huawei vjeruju da je Network Slicing idealna mrežna arhitektura za eru 5G.
Ova nova tehnologija omogućava operaterima da podijele više virtuelnih end-to-end mreža u hardverskoj infrastrukturi, a svaki Network Slice je logički izoliran od uređaja, pristupne mreže, transportne mreže i osnovne mreže kako bi zadovoljio različite karakteristike različitih vrsta usluga.
Za svaki mrežni odsjek, namjenski resursi kao što su virtuelni serveri, propusni opseg mreže i kvalitet usluge su u potpunosti zagarantovani. S obzirom da su rezovi izolirani jedan od drugog, greške ili kvarovi u jednom isječku neće utjecati na komunikaciju drugih isječaka.
Zašto 5G treba rezanje mreže?
Od prošlosti do sadašnje 4G mreže, mobilne mreže uglavnom služe mobilnim telefonima, i općenito samo neke optimizacije za mobilne telefone. Međutim, u eri 5G, mobilne mreže moraju opsluživati uređaje različitih tipova i zahtjeva. Mnogi od spomenutih scenarija aplikacija uključuju mobilni širokopojasni pristup, veliki Iot i Iot koji je kritičan za misiju. Svima su potrebne različite vrste mreža i imaju različite zahtjeve u pogledu mobilnosti, računovodstva, sigurnosti, kontrole politike, kašnjenja, pouzdanosti i tako dalje.
Na primjer, iot usluga velikih razmjera povezuje fiksne senzore za mjerenje temperature, vlažnosti, padavina itd. Nema potrebe za primopredajima, ažuriranjima lokacije i drugim karakteristikama glavnih telefona koji služe u mobilnoj mreži. Osim toga, kritične Iot usluge kao što su autonomna vožnja i daljinsko upravljanje robotima zahtijevaju latenciju s kraja na kraj od nekoliko milisekundi, što se jako razlikuje od mobilnih širokopojasnih usluga.
Glavni scenariji primjene 5G
Znači li to da nam je potrebna posebna mreža za svaku uslugu? Na primjer, jedan opslužuje 5G mobilne telefone, jedan opslužuje 5G masivni Iot, a jedan služi 5G kritičan Iot. Ne moramo, jer možemo koristiti rezanje mreže da odvojimo više logičkih mreža iz zasebne fizičke mreže, što je vrlo isplativ pristup!
Zahtjevi aplikacije za rezanje mreže
Isječak 5G mreže opisan u 5G bijeloj knjizi koju je objavio NGMN prikazan je u nastavku:
Kako implementiramo end-to-end Network Slicing?
(1) 5G bežična pristupna mreža i osnovna mreža: NFV
U današnjoj mobilnoj mreži glavni uređaj je mobilni telefon. RAN(DU i RU) i osnovne funkcije izgrađene su od namjenske mrežne opreme koju obezbjeđuju RAN dobavljači. Za implementaciju mrežnog preseka, preduslov je virtuelizacija mrežnih funkcija (NFV). U osnovi, glavna ideja NFV-a je da implementira softver za mrežne funkcije (tj. MME, S/P-GW i PCRF u jezgru paketa i DU u RAN) sve u virtuelnim mašinama na komercijalnim serverima umjesto odvojeno u njihovim namjenskim serverima. mrežni uređaji. Na ovaj način, RAN se tretira kao rubni oblak, dok se osnovna funkcija tretira kao osnovni oblak. Veza između VMS-a koji se nalazi na rubu i u jezgri oblaka konfigurira se pomoću SDN-a. Zatim se kreira odsječak za svaku uslugu (tj. telefonski isječak, masivni iot isječak, kritičan iot isječak, itd.).
Kako implementirati jedan od Network Slicing(I)?
Donja slika pokazuje kako se svaka aplikacija specifična za uslugu može virtuelizirati i instalirati u svaki odsječak. Na primjer, rezanje se može konfigurirati na sljedeći način:
(1)UHD sečenje: virtuelizacija DU, 5G jezgre (UP) i keš servera u rubnom oblaku i virtuelizacija 5G jezgre (CP) i MVO servera u osnovnom oblaku
(2) Rezanje telefona: virtuelizacija 5G jezgara (UP i CP) i IMS servera sa punim mogućnostima mobilnosti u osnovnom oblaku
(3) Iot sečenje velikih razmjera (npr. senzorske mreže): Virtuelizacija jednostavnog i laganog 5G jezgra u osnovnom oblaku nema mogućnosti upravljanja mobilnošću
(4) Iot sečenje kritično za misiju: Virtueliziranje 5G jezgara (UP) i povezanih servera (npr. V2X serveri) u rubnom oblaku radi minimiziranja kašnjenja prijenosa
Do sada smo imali potrebu da kreiramo namenske rezove za usluge sa različitim zahtevima. Funkcije virtuelne mreže su smeštene na različitim lokacijama u svakom preseku (tj. rubni oblak ili jezgro oblaka) prema različitim karakteristikama usluge. Osim toga, neke mrežne funkcije, kao što su naplata, kontrola politike, itd., mogu biti potrebne u nekim dijelovima, ali ne u drugim. Operateri mogu prilagoditi sečenje mreže onako kako žele, i vjerovatno najekonomičniji način.
Kako implementirati jedan od Network Slicing(I)?
(2) Mrežno presecanje između rubnog i osnovnog oblaka: IP/MPLS-SDN
Softverski definirano umrežavanje, iako jednostavan koncept kada je prvi put predstavljen, postaje sve složenije. Uzimajući oblik Overlay-a kao primjer, SDN tehnologija može obezbijediti mrežnu vezu između virtuelnih mašina na postojećoj mrežnoj infrastrukturi.
Mrežno rezanje od kraja do kraja
Prvo, razmatramo kako osigurati da je mrežna veza između rubnog oblaka i osnovnih virtualnih mašina u oblaku sigurna. Mreža između virtuelnih mašina treba da bude implementirana na osnovu IP/MPLS-SDN i transportnog SDN-a. U ovom radu fokusiramo se na IP/MPLS-SDN koji pružaju proizvođači rutera. Ericsson i Juniper nude proizvode IP/MPLS SDN mrežne arhitekture. Operacije se malo razlikuju, ali je povezanost između VMS-a zasnovanog na SDN-u vrlo slična.
U jezgru oblaka nalaze se virtuelizirani serveri. U hipervizoru servera pokrenite ugrađeni vRouter/vSwitch. SDN kontroler pruža konfiguraciju tunela između virtueliziranog servera i DC G/W rutera (PE ruter koji kreira MPLS L3 VPN u oblaku podataka centra). Kreirajte SDN tunele (tj. MPLS GRE ili VXLAN) između svake virtuelne mašine (npr. 5G IoT jezgra) i DC G/W rutera u osnovnom oblaku.
SDN kontroler zatim upravlja mapiranjem između ovih tunela i MPLS L3 VPN, kao što je IoT VPN. Proces je isti u rubnom oblaku, stvarajući iot isječak povezan od rubnog oblaka do IP/MPLS kičme i sve do glavnog oblaka. Ovaj proces se može implementirati na osnovu tehnologija i standarda koji su do sada zreli i dostupni.
(3) Mrežno presecanje između rubnog i osnovnog oblaka: IP/MPLS-SDN
Ono što sada ostaje je mobilna fronthawall mreža. Kako da presečemo ovu mobilnu fronthold mrežu između rubnog oblaka i 5G RU? Prije svega, prvo se mora definirati 5G front-haul mreža. Postoje neke opcije o kojima se raspravlja (npr. uvođenje nove mreže za prosljeđivanje paketa putem redefiniranja funkcionalnosti DU i RU), ali standardna definicija još nije napravljena. Sljedeća slika je dijagram predstavljen u radnoj grupi ITU IMT 2020 i daje primjer virtuelizirane mreže na putu.
Primjer 5G C-RAN mreže presecanja od strane ITU organizacije
Vrijeme objave: Feb-02-2024
