5G i Network Slicing
Quan s'esmenta àmpliament el 5G, Network Slicing és la tecnologia més discutida entre ells. Els operadors de xarxa com KT, SK Telecom, China Mobile, DT, KDDI, NTT i proveïdors d'equips com Ericsson, Nokia i Huawei creuen que Network Slicing és l'arquitectura de xarxa ideal per a l'era 5G.
Aquesta nova tecnologia permet als operadors dividir múltiples xarxes virtuals d'extrem a extrem en una infraestructura de maquinari, i cada Network Slice està aïllat lògicament del dispositiu, la xarxa d'accés, la xarxa de transport i la xarxa central per satisfer les diferents característiques dels diferents tipus de serveis.
Per a cada Network Slice, els recursos dedicats com ara servidors virtuals, amplada de banda de xarxa i qualitat de servei estan totalment garantits. Atès que les rodanxes estan aïllades les unes de les altres, els errors o errors d'una porció no afectaran la comunicació d'altres porcions.
Per què el 5G necessita Network Slicing?
Des del passat fins a la xarxa 4G actual, les xarxes mòbils serveixen principalment a telèfons mòbils i, en general, només fan una mica d'optimització per als telèfons mòbils. Tanmateix, a l'era 5G, les xarxes mòbils han de servir dispositius de diversos tipus i requisits. Molts dels escenaris d'aplicació esmentats inclouen banda ampla mòbil, iot a gran escala i iot de missió crítica. Tots necessiten diferents tipus de xarxes i tenen diferents requisits en mobilitat, comptabilitat, seguretat, control de polítiques, latència, fiabilitat, etc.
Per exemple, un servei iot a gran escala connecta sensors fixos per mesurar la temperatura, la humitat, la pluja, etc. No calen trasllats, actualitzacions d'ubicació i altres característiques dels principals telèfons de servei de la xarxa mòbil. A més, els serveis iot crítics per a la missió, com ara la conducció autònoma i el control remot de robots, requereixen una latència d'extrem a extrem de diversos mil·lisegons, que és molt diferent dels serveis de banda ampla mòbil.
Principals escenaris d'aplicació de 5G
Això vol dir que necessitem una xarxa dedicada per a cada servei? Per exemple, un serveix telèfons mòbils 5G, un serveix iot massiu 5G i un altre serveix iot crític de missió 5G. No ens cal, perquè podem utilitzar el segment de xarxa per dividir diverses xarxes lògiques d'una xarxa física separada, que és un enfocament molt rendible!
Requisits de l'aplicació per a Network Slicing
A continuació es mostra la secció de xarxa 5G descrita al document blanc de 5G publicat per NGMN:
Com implementem el Network Slicing d'extrem a extrem?
(1) Xarxa d'accés sense fil 5G i xarxa bàsica: NFV
A la xarxa mòbil actual, el dispositiu principal és el telèfon mòbil. RAN (DU i RU) i les funcions bàsiques es construeixen a partir d'equips de xarxa dedicats proporcionats pels proveïdors de RAN. Per implementar el segment de xarxa, la virtualització de funcions de xarxa (NFV) és un requisit previ. Bàsicament, la idea principal de NFV és desplegar el programari de funció de xarxa (és a dir, MME, S/P-GW i PCRF al nucli de paquets i DU a la RAN) tot a les màquines virtuals dels servidors comercials en lloc de per separat en els seus dedicats. dispositius de xarxa. D'aquesta manera, el RAN es tracta com el núvol de vora, mentre que la funció central es tracta com el núvol central. La connexió entre VMS situat a la vora i al núvol central es configura mitjançant SDN. Aleshores, es crea una porció per a cada servei (és a dir, una porció de telèfon, una porció massiva d'iot, una porció d'iot crítica de missió, etc.).
Com implementar un dels Network Slicing(I)?
La figura següent mostra com es pot virtualitzar i instal·lar cada aplicació específica del servei a cada sector. Per exemple, el tall es pot configurar de la següent manera:
(1) UHD slicing: virtualització de servidors DU, 5G core (UP) i memòria cau al núvol perifèric i virtualització de servidors 5G core (CP) i MVO al núvol central
(2) Tall de telèfon: virtualització de nuclis 5G (UP i CP) i servidors IMS amb capacitats de mobilitat total al núvol central
(3) Seccionament iot a gran escala (per exemple, xarxes de sensors): virtualitzar un nucli 5G senzill i lleuger al núvol central no té capacitats de gestió de mobilitat.
(4) Tall iot crític per a la missió: virtualització de nuclis 5G (UP) i servidors associats (p. ex., servidors V2X) al núvol de punta per minimitzar la latència de transmissió
Fins ara, hem hagut de crear segments dedicats per a serveis amb diferents requisits. I les funcions de xarxa virtual es col·loquen en diferents ubicacions de cada secció (és a dir, núvol de vora o núvol central) segons les diferents característiques del servei. A més, algunes funcions de xarxa, com ara la facturació, el control de polítiques, etc., poden ser necessàries en algunes parts, però no en d'altres. Els operadors poden personalitzar el tall de xarxa de la manera que vulguin i probablement de la manera més rendible.
Com implementar un dels Network Slicing(I)?
(2) Secció de xarxa entre el núvol de la vora i el nucli: IP/MPLS-SDN
La xarxa definida per programari, tot i que un concepte senzill quan es va introduir per primera vegada, s'està tornant cada cop més complexa. Prenent la forma de superposició com a exemple, la tecnologia SDN pot proporcionar connexió de xarxa entre màquines virtuals a la infraestructura de xarxa existent.
Seccionament de xarxa d'extrem a extrem
En primer lloc, veiem com assegurar-nos que la connexió de xarxa entre el núvol de punta i les màquines virtuals del núvol central sigui segura. La xarxa entre les màquines virtuals s'ha d'implementar basant-se en IP/MPLS-SDN i Transport SDN. En aquest article, ens centrem en IP/MPLS-SDN proporcionats pels venedors d'encaminadors. Ericsson i Juniper ofereixen productes d'arquitectura de xarxa IP/MPLS SDN. Les operacions són lleugerament diferents, però la connectivitat entre els VMS basats en SDN és molt similar.
Al núvol central hi ha servidors virtualitzats. A l'hipervisor del servidor, executeu el vRouter/vSwitch integrat. El controlador SDN proporciona la configuració del túnel entre el servidor virtualitzat i l'encaminador DC G/W (l'encaminador PE que crea la VPN MPLS L3 al centre de dades del núvol). Creeu túnels SDN (és a dir, MPLS GRE o VXLAN) entre cada màquina virtual (per exemple, nucli 5G IoT) i encaminadors DC G/W al núvol central.
Aleshores, el controlador SDN gestiona el mapeig entre aquests túnels i la VPN MPLS L3, com ara la VPN IoT. El procés és el mateix al núvol de vora, creant una porció iot connectada des del núvol de vora a la columna vertebral IP/MPLS i fins al núvol central. Aquest procés es pot implementar basant-se en tecnologies i estàndards madurs i disponibles fins ara.
(3) Secció de xarxa entre el núvol de la vora i el nucli: IP/MPLS-SDN
El que queda ara és la xarxa mòbil fronthawall. Com tallem aquesta xarxa mòbil frontal entre el núvol de punta i la RU 5G? En primer lloc, primer s'ha de definir la xarxa frontal 5G. Hi ha algunes opcions en discussió (per exemple, la introducció d'una nova xarxa de reenviament basada en paquets mitjançant la redefinició de la funcionalitat de DU i RU), però encara no s'ha fet cap definició estàndard. La figura següent és un diagrama presentat al grup de treball ITU IMT 2020 i ofereix un exemple de xarxa frontal virtualitzada.
Exemple de 5G C-RAN Network Slicing per l'organització de la ITU
Hora de publicació: 02-feb-2024
