5G и мрежно сечење
Кога 5G е широко споменувана, мрежното сечење е најдискутираната технологија меѓу нив. Мрежни оператори како што се KT, SK Telecom, China Mobile, DT, KDDI, NTT и добавувачи на опрема како што се Ericsson, Nokia и Huawei веруваат дека мрежното сечење е идеална мрежна архитектура за ерата на 5G.
Оваа нова технологија им овозможува на операторите да поделат повеќе виртуелни мрежи од крај до крај во хардверска инфраструктура, а секој мрежен дел е логички изолиран од уредот, пристапната мрежа, транспортната мрежа и основната мрежа за да ги задоволи различните карактеристики на различните типови услуги.
За секој мрежен дел, наменските ресурси како што се виртуелните сервери, мрежниот пропусен опсег и квалитетот на услугата се целосно загарантирани. Бидејќи деловите се изолирани еден од друг, грешките или неуспесите во еден дел нема да влијаат на комуникацијата на другите делови.
Зошто на 5G му е потребно мрежно сечење?
Од минатото до сегашната 4G мрежа, мобилните мрежи главно опслужуваат мобилни телефони и генерално прават само одредена оптимизација за мобилните телефони. Сепак, во ерата на 5G, мобилните мрежи треба да опслужуваат уреди од различни типови и барања. Многу од споменатите сценарија за апликации вклучуваат мобилен широкопојасен интернет, IoT на големи размери и IoT со критична мисија. Сите тие имаат потреба од различни типови мрежи и имаат различни барања во мобилноста, сметководството, безбедноста, контролата на политиките, латентноста, сигурноста и така натаму.
На пример, голема IoT услуга поврзува фиксни сензори за мерење на температура, влажност, врнежи од дожд итн. Нема потреба од предавања, ажурирања на локацијата и други карактеристики на главните телефони што служат во мобилната мрежа. Покрај тоа, критичните IoT услуги, како што се автономното возење и далечинското управување со роботи, бараат латенција од крај до крај од неколку милисекунди, што е многу различно од мобилните широкопојасни услуги.
Главни сценарија за примена на 5G
Дали ова значи дека ни е потребна наменска мрежа за секоја услуга? На пример, едната опслужува 5G мобилни телефони, едната опслужува 5G масивен IoT и едната опслужува 5G критичен IoT. Нема потреба од тоа, бидејќи можеме да користиме сечење на мрежата за да одвоиме повеќе логички мрежи од посебна физичка мрежа, што е многу исплатлив пристап!
Барања за апликација за мрежно сечење
Делот од 5G мрежата опишан во белата книга за 5G објавена од NGMN е прикажан подолу:
Како да имплементираме мрежно сечење од крај до крај?
(1) 5G безжична мрежа за пристап и основна мрежа: NFV
Во денешната мобилна мрежа, главниот уред е мобилниот телефон. RAN (DU и RU) и основните функции се изградени од наменска мрежна опрема обезбедена од RAN добавувачите. За да се имплементира мрежно сечење, виртуелизацијата на мрежни функции (NFV) е предуслов. Во основа, главната идеја на NFV е да се распореди софтверот за мрежни функции (т.е. MME, S/P-GW и PCRF во јадрото на пакетите и DU во RAN) во виртуелните машини на комерцијалните сервери, наместо одделно во нивните наменски мрежни уреди. На овој начин, RAN се третира како облак на работ, додека основната функција се третира како облак на јадрото. Врската помеѓу VMS лоциран на работ и во облакот на јадрото е конфигурирана со користење на SDN. Потоа, се креира дел за секоја услуга (т.е. дел за телефон, масивен дел за интернет на интернет, дел за интернет на критична задача, итн.).
Како да се имплементира еден од Network Slicing(I)?
Сликата подолу покажува како секоја апликација специфична за услугата може да се виртуелизира и инсталира во секој дел. На пример, сечењето може да се конфигурира на следниов начин:
(1) UHD сечење: виртуелизација на DU, 5G јадро (UP) и кеш сервери во edge cloud и виртуелизација на 5G јадро (CP) и MVO сервери во core cloud
(2) Сечење на телефони: виртуелизација на 5G јадра (UP и CP) и IMS сервери со целосни можности за мобилност во основниот облак
(3) Големо сечење на IoT (на пр., сензорски мрежи): Виртуелизацијата на едноставно и лесно 5G јадро во основниот облак нема можности за управување со мобилноста.
(4) Критично сечење на IoT: Виртуелизација на 5G јадра (UP) и поврзани сервери (на пр., V2X сервери) во edge cloud за минимизирање на латенцијата на преносот
Досега, требаше да креираме наменски сегменти за услуги со различни барања. А виртуелните мрежни функции се поставени на различни локации во секој сегмент (т.е. облак на рабовите или облак на јадрото) според различните карактеристики на услугата. Покрај тоа, некои мрежни функции, како што се фактурирање, контрола на политиките итн., може да бидат потребни во некои сегменти, но не и во други. Операторите можат да го прилагодат сегментирањето на мрежата на начин што сакаат, и веројатно на најисплатлив начин.
Како да се имплементира еден од Network Slicing(I)?
(2) Сечење на мрежа помеѓу edge и core cloud: IP/MPLS-SDN
Софтверски дефинираното вмрежување, иако едноставен концепт кога првпат беше воведен, станува сè посложено. Земајќи ја формата на Overlay како пример, SDN технологијата може да обезбеди мрежна врска помеѓу виртуелни машини на постоечката мрежна инфраструктура.
Сечење на мрежа од крај до крај
Прво, разгледуваме како да се осигураме дека мрежната врска помеѓу edge cloud и основните cloud виртуелни машини е безбедна. Мрежата помеѓу виртуелните машини треба да се имплементира врз основа на IP/MPLS-SDN и Transport SDN. Во овој труд, се фокусираме на IP/MPLS-SDN обезбеден од продавачите на рутери. Ericsson и Juniper нудат IP/MPLS SDN мрежни архитектури. Операциите се малку различни, но поврзаноста помеѓу SDN-базираните VMS е многу слична.
Во основниот облак се наоѓаат виртуелизирани сервери. Во хипервизорот на серверот, стартувајте го вградениот vRouter/vSwitch. SDN контролерот ја обезбедува конфигурацијата на тунелот помеѓу виртуелизираниот сервер и DC G/W рутерот (PE рутерот што го креира MPLS L3 VPN во центарот за податоци во облакот). Креирајте SDN тунели (т.е. MPLS GRE или VXLAN) помеѓу секоја виртуелна машина (на пр. 5G IoT јадро) и DC G/W рутерите во основниот облак.
Потоа, SDN контролерот управува со мапирањето помеѓу овие тунели и MPLS L3 VPN, како што е IoT VPN. Процесот е ист во edge cloud, создавајќи iot slice поврзан од edge cloud до IP/MPLS backbone и сè до основниот cloud. Овој процес може да се имплементира врз основа на технологии и стандарди кои се зрели и достапни досега.
(3) Сечење на мрежа помеѓу edge и core cloud: IP/MPLS-SDN
Она што сега останува е мобилната fronthaul мрежа. Како да ја пресечеме оваа мобилна fronthold мрежа помеѓу edge cloud и 5G RU? Прво, прво мора да се дефинира 5G front-haul мрежата. Постојат неколку опции што се дискутираат (на пр., воведување нова мрежа за пренасочување базирана на пакети со редефинирање на функционалноста на DU и RU), но сè уште не е направена стандардна дефиниција. Следната слика е дијаграм презентиран во работната група на ITU IMT 2020 и дава пример за виртуелизирана fronthaul мрежа.
Пример за сечење на 5G C-RAN мрежа од страна на ITU организација
Време на објавување: 02.02.2024
