5G та нарізка мережі
Коли 5G широко згадується, нарізання мережі є найбільш обговорюваною технологією серед них. Оператори мережі, такі як KT, SK Telecom, China Mobile, DT, KDDI, NTT та постачальники обладнання, такі як Ericsson, Nokia та Huawei, вважають, що нарізка мережі є ідеальною архітектурою мережі для епохи 5G.
Ця нова технологія дозволяє операторам розділити кілька віртуальних мереж в кінці в апаратній інфраструктурі, і кожен шматочок мережі логічно ізольований від пристрою, мережі доступу, транспортної мережі та основної мережі для задоволення різних характеристик різних типів послуг.
Для кожного мережевого шматочка виділені ресурси, такі як віртуальні сервери, пропускна здатність мережі та якість обслуговування, повністю гарантуються. Оскільки шматочки ізольовані один від одного, помилки або збої в одному шматочку не впливатимуть на спілкування інших шматочків.
Чому 5G потребує нарізки мережі?
З минулого до поточної мережі 4G мобільні мережі в основному обслуговують мобільні телефони, і, як правило, роблять лише певну оптимізацію для мобільних телефонів. Однак в епоху 5G мобільні мережі повинні обслуговувати пристрої різних типів та вимог. Багато згаданих сценаріїв додатків включають мобільний широкосмуговий, масштабний IoT та критичний для місії IoT. Всі вони потребують різних типів мереж і мають різні вимоги до мобільності, бухгалтерського обліку, безпеки, контролю політики, затримки, надійності тощо.
Наприклад, масштабна служба IoT з'єднує фіксовані датчики для вимірювання температури, вологості, кількості опадів тощо. Немає потреби в руках, оновленні місця розташування та інших функцій основних телефонних телефонів у мобільній мережі. Крім того, сервіси IoT критично місії, такі як автономне водіння та дистанційне управління роботами, потребують затримки в кінці декількох мілісекунд, що сильно відрізняється від мобільних послуг широкосмугового зв’язку.
Основні сценарії додатків 5G
Чи означає це, що нам потрібна спеціалізована мережа для кожної послуги? Наприклад, один обслуговує мобільні телефони 5G, один обслуговує 5G Massive IoT, а один служить критичним IoT Mission 5G. Нам не потрібно, тому що ми можемо використовувати нарізку мережі, щоб розділити кілька логічних мереж з окремої фізичної мережі, що є дуже економічно вигідним підходом!
Вимоги до застосування для нарізки мережі
Мережевий шматочок 5G, описаний у білому році 5G, випущеному NGMN, показаний нижче:
Як ми реалізуємо нарізку мережі в кінці?
(1) 5G мережа бездротового доступу та основна мережа: NFV
У сучасній мобільній мережі головним пристроєм є мобільний телефон. RAN (DU та RU) та основні функції побудовані з спеціального мережевого обладнання, що надається RAN постачальниками. Для впровадження нарізки мережі, віртуалізація функцій мережі (NFV) є необхідною умовою. В основному, основна ідея NFV полягає у розгортанні програмного забезпечення мережевої функції (тобто MME, S/P-GW та PCRF у ядрі пакетів та DU в RAN), все це у віртуальних машинах на комерційних серверах замість окремо в їх спеціальних мережевих пристроях. Таким чином, RAN трактується як крайна хмара, тоді як основна функція трактується як основна хмара. Підключення між VM, розташованими на краю та в Core Cloud, налаштовано за допомогою SDN. Потім для кожної послуги створюється шматочок (тобто шматочок телефону, масивний шматочок IoT, найважливіший шматочок IoT тощо).
Як реалізувати один із нарізок мережі (i)?
На малюнку нижче показано, як кожна додатка, що стосується сервісу, може бути віртуалізована та встановлена в кожному зрізі. Наприклад, нарізання можна налаштувати наступним чином:
(1) Наркотинг UHD: віртуалізація DU, 5G ядра (вгору) та кеш -сервери у хмарі Edge та віртуалізація серверів 5G (CP) та MVO в ядрі хмари
(2) Нарізання телефону: віртуалізація 5G ядрів (вгору та CP) та сервери IMS з повними можливостями мобільності в Core Cloud
(3) Масштабне нарізання IoT (наприклад, сенсорні мережі): Віртуалізація простого та легкого ядра 5G у Core Cloud не має можливостей управління мобільністю
(4) Критичне місія ІОТ: Віртуалізація 5G ядрів (вгору) та пов'язані з ними сервери (наприклад, сервери V2X) у хмару Edge для мінімізації затримки передачі
Поки що нам потрібно було створити спеціальні шматочки для послуг з різними вимогами. А функції віртуальної мережі розміщуються в різних місцях у кожному зрізі (тобто, Edge Cloud або Core Cloud) відповідно до різних характеристик обслуговування. Крім того, деякі мережеві функції, такі як виставлення рахунків, контроль політики тощо, можуть бути необхідними в деяких шматочках, але не в інших. Оператори можуть налаштувати мережеві нарізки так, як вони хочуть, і, мабуть, найвигідніший спосіб.
Як реалізувати один із нарізок мережі (i)?
(2) Нарізання мережі між Edge та Core Cloud: IP/MPLS-SDN
Програмне забезпечення, визначене мережею, хоча проста концепція, коли воно було вперше вводиться, стає все більш складною. Входячи з форми накладання, як приклад, технологія SDN може забезпечити мережевий зв’язок між віртуальними машинами на існуючій мережевій інфраструктурі.
Наркоти мережі кінця до кінця
По -перше, ми розглядаємо, як переконатися, що мережеве з'єднання між Edge Cloud та Core Cloud Virtual Machines є безпечним. Мережа між віртуальними машинами повинна бути реалізована на основі IP/MPLS-SDN та транспорту SDN. У цій роботі ми зосереджуємось на IP/MPLS-SDN, наданих продавцями маршрутизаторів. Обидва Ericsson та Juniper пропонують продукти IP/MPLS SDN Network Architecture. Операції дещо відрізняються, але зв’язок між VM на основі SDN дуже схоже.
У основній хмарі є віртуалізовані сервери. У гіпервізорному сервері запустіть вбудований vrouter/vswitch. Контролер SDN забезпечує конфігурацію тунелю між віртуалізованим сервером та маршрутизатором DC G/W (маршрутизатор PE, який створює MPLS L3 VPN у хмарному центрі обробки даних). Створіть тунелі SDN (тобто MPLS GRE або VXLAN) між кожною віртуальною машиною (наприклад, ядром IoT 5G) та маршрутизаторами постійного струму G/W у Core Cloud.
Потім контролер SDN керує відображенням цих тунелів та MPLS L3 VPN, наприклад, IoT VPN. Процес однаковий у хмарі Edge, створюючи шматочок IoT, підключений від хмари Edge, до хребта IP/MPLS та аж до основної хмари. Цей процес може бути реалізований на основі технологій та стандартів, які зрілі та доступні досі.
(3) Нарізання мережі між Edge та Core Cloud: IP/MPLS-SDN
Зараз залишається мережа мобільних пристроїв Fronthawall. Як ми вирізаємо цю мобільну мережу Fronthold між Edge Cloud та 5G RU? Перш за все, мережу переднього віку 5G потрібно спочатку визначити. Існує деякі варіанти, що обговорюються (наприклад, представлення нової мережі вперед на основі пакетів, переосмислюючи функціональність DU та RU), але не було зроблено стандартного визначення. Наступна фігура - це схема, представлена в робочій групі МСЕ IMT 2020 і наводить приклад віртуалізованої мережі Fronhaul.
Приклад нарізки мережі 5G C-RAN від організації МСЕ
Час посади: лютий-02-2024
