5G и мрежно сечење
Кога 5G е широко споменуван, Network Slicing е најдискутираната технологија меѓу нив. Мрежните оператори како KT, SK Telecom, China Mobile, DT, KDDI, NTT и продавачите на опрема како Ericsson, Nokia и Huawei веруваат дека Network Slicing 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 секое мрежно парче е логично изолирано од уредот, пристапната мрежа, транспортната мрежа и основната мрежа за да ги исполни различните карактеристики на различни видови услуги.
За секој Network Slice, посветените ресурси како што се виртуелни сервери, мрежен опсег и квалитетот на услугата се целосно загарантирани. Бидејќи парчињата се изолирани едни од други, грешките или неуспесите во еден дел нема да влијаат на комуникацијата на другите парчиња.
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. Меѓутоа, 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 од големи размери и iot критични за мисијата. Сите тие имаат потреба од различни типови на мрежи и имаат различни барања за мобилност, сметководство, безбедност, контрола на политиката, латентност, доверливост и така натаму.
На пример, услугата iot од големи размери поврзува фиксни сензори за мерење на температурата, влажноста, врнежите итн. Нема потреба од предавања, ажурирања на локацијата и други карактеристики на главните телефони кои служат во мобилната мрежа. Дополнително, услугите за iot кои се клучни за мисијата, како што се автономното возење и далечинскиот управувач на роботите, бараат доцнење од крај до крај од неколку милисекунди, што е многу различно од мобилните широкопојасни услуги.
Главните сценарија за примена на 5G
Дали ова значи дека ни треба посветена мрежа за секоја услуга? На пример, еден служи 5G мобилни телефони, еден служи 5G масивни iot, и еден служи 5G мисијата критична iot. Не ни треба, 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 сечење мрежа
Подолу е прикажан делот од 5G мрежата опишан во белата хартија 5G објавена од NGMN:
Како да имплементираме сечење мрежа од крај до крај?
(1) 5G безжична пристапна мрежа и основна мрежа: NFV
Во денешната мобилна мрежа, главниот уред е мобилниот телефон. RAN (DU и RU) и основните функции се изградени од посветена мрежна опрема обезбедена од продавачите на RAN. За да се имплементира мрежното сечење, виртуелизација на мрежна функција (NFV) е предуслов. Во основа, главната идеја на NFV е да го распореди софтверот за мрежна функција (т.е. MME, S/P-GW и PCRF во јадрото на пакетот и DU во RAN) сите во виртуелните машини на комерцијалните сервери наместо посебно во нивните посветени мрежни уреди. На овој начин, RAN се третира како облак на рабовите, додека основната функција се третира како јадро облак. Врската помеѓу VMS лоцирана на работ и во основниот облак е конфигурирана со помош на SDN. Потоа, се креира парче за секоја услуга (т.е. парче телефон, масовно парче iot, критично парче iot за мисија, итн.).
Како да се имплементира еден од Network Slicing(I)?
Сликата подолу покажува како секоја апликација специфична за услуга може да се виртуелизира и инсталира во секој дел. На пример, сечењето може да се конфигурира на следниов начин:
(1) UHD сечење: виртуелизирање на DU, 5G јадро (UP) и кеш сервери во облакот на работ, и виртуелизирање на 5G јадро (CP) и MVO сервери во основниот облак
(2) Сечење телефони: виртуелизирање 5G јадра (UP и CP) и IMS сервери со целосна мобилност во основниот облак
(3) Сечење на iot во големи размери (на пример, мрежи со сензори): Виртуелизирањето на едноставно и лесно 5G јадро во основниот облак нема способности за управување со мобилност
(4) Критично за мисијата сечење iot: виртуелизирање на 5G јадра (UP) и поврзани сервери (на пр. V2X сервери) во рабниот облак за минимизирање на латентноста на преносот
Досега, ни требаше да создадеме посветени парчиња за услуги со различни барања. И функциите на виртуелната мрежа се поставени на различни локации во секој дел (т.е., облак на рабовите или основни облак) според различни карактеристики на услугата. Дополнително, некои мрежни функции, како што се наплата, контрола на политиката итн., може да бидат неопходни во некои делови, но не и во други. Операторите можат да го прилагодат сечењето на мрежата онака како што сакаат, и веројатно на најисплатливиот начин.
Како да се имплементира еден од Network Slicing(I)?
(2) Сечење на мрежа помеѓу облакот на работ и јадрото: IP/MPLS-SDN
Софтвер дефинираното вмрежување, иако е едноставен концепт кога првпат беше воведен, станува сè покомплексен. Земајќи ја формата на Overlay како пример, SDN технологијата може да обезбеди мрежна врска помеѓу виртуелните машини на постоечката мрежна инфраструктура.
Мрежно сечење од крај до крај
Прво, гледаме како да се осигураме дека мрежната врска помеѓу рабниот облак и основните виртуелни машини облак е безбедна. Мрежата помеѓу виртуелните машини треба да се имплементира врз основа на IP/MPLS-SDN и Transport SDN. Во овој труд, ние се фокусираме на IP/MPLS-SDN обезбедени од продавачите на рутери. И Ericsson и Juniper нудат производи за мрежна архитектура IP/MPLS SDN. Операциите се малку различни, но поврзувањето помеѓу VMS базирано на SDN е многу слично.
Во јадрото на облакот се виртуелизирани сервери. Во хипервизорот на серверот, стартувајте го вградениот vRouter/vSwitch. Контролерот SDN ја обезбедува конфигурацијата на тунелот помеѓу виртуелизираниот сервер и DC G/W рутерот (PE рутерот што го создава MPLS L3 VPN во центарот за податоци на облак). Направете SDN тунели (т.е. MPLS GRE или VXLAN) помеѓу секоја виртуелна машина (на пр. 5G IoT јадро) и DC G/W рутери во основниот облак.
Контролорот SDN потоа управува со мапирањето помеѓу овие тунели и MPLS L3 VPN, како што е IoT VPN. Процесот е ист во облакот на рабовите, создавајќи парче iot поврзан од рабниот облак до IP/MPLS столбот и сè до основниот облак. Овој процес може да се имплементира врз основа на технологии и стандарди кои се зрели и достапни досега.
(3) Сечење на мрежа помеѓу облакот на работ и јадрото: IP/MPLS-SDN
Она што останува сега е мобилната мрежа fronthawall. Како да ја пресечеме оваа мобилна предна мрежа помеѓу рабниот облак и 5G RU? Пред сè, прво мора да се дефинира 5G мрежата за предни дестинации. Постојат некои опции кои се предмет на дискусија (на пример, воведување нова напредна мрежа базирана на пакети со редефинирање на функционалноста на DU и RU), но сè уште не е направена стандардна дефиниција. Следната слика е дијаграм претставен во работната група ITU IMT 2020 и дава пример на виртуелизирана мрежа fronhaul.
Пример за сечење на мрежата 5G C-RAN од организацијата ITU
Време на објавување: 02-02-2024 година
