5G a sieťové krájanie
Keď je všeobecne uvedené 5G, sieťové krájanie je medzi nimi najviac diskutovanou technológiou. Prevádzkovatelia sietí ako KT, SK Telecom, China Mobile, DT, KDDI, NTT a predajcovia zariadení ako Ericsson, Nokia a Huawei veria, že sieťové krájanie je ideálnou sieťovou architektúrou pre 5G ERA.
Táto nová technológia umožňuje operátorom rozdeliť viacero virtuálnych sietí end-to-end v hardvérovej infraštruktúre a každý sieťový kúsok je logicky izolovaný zo zariadenia, prístupu k sieti, transportnej siete a základnej siete, aby sa splnili rôzne charakteristiky rôznych typov služieb.
Pre každý sieťový plátok sú plne zaručené vyhradené zdroje, ako sú virtuálne servery, šírka pásma siete a kvalita služieb. Pretože plátky sú navzájom izolované, chyby alebo zlyhania v jednom plátku neovplyvnia komunikáciu iných plátkov.
Prečo 5G potrebuje sieťové krájanie siete?
Od minulosti po súčasnú sieť 4G mobilné siete slúžia hlavne mobilným telefónom a vo všeobecnosti robia iba určitú optimalizáciu pre mobilné telefóny. V ERA 5G však mobilné siete musia slúžiť zariadeniam rôznych typov a požiadaviek. Mnohé z uvedených aplikačných scenárov zahŕňajú mobilné širokopásmové pripojenie, rozsiahle internet vecí a kritické internet vecí. Všetci potrebujú rôzne typy sietí a majú rôzne požiadavky v oblasti mobility, účtovníctva, bezpečnosti, kontroly politiky, latencie, spoľahlivosti atď.
Napríklad rozsiahla služba IoT spája pevné senzory na meranie teploty, vlhkosti, zrážok atď. Nie je potrebné odovzdávať, aktualizácie polohy a ďalšie funkcie hlavných telefónov v mobilnej sieti. Okrem toho služby IoT misie, ako je autonómna jazda a diaľkové ovládanie robotov, vyžadujú latenciu konečného obdobia niekoľkých milisekúnd, ktoré sa veľmi líšia od mobilných širokopásmových služieb.
Hlavné scenáre aplikácie 5G
Znamená to, že potrebujeme vyhradenú sieť pre každú službu? Napríklad jeden podáva 5G mobilné telefóny, jeden slúži 5G masívne internet vecí a jeden slúži kritickej internetu vecí 5G misiou. Nepotrebujeme, pretože na rozdelenie viacerých logických sietí z samostatnej fyzickej siete, čo je veľmi nákladovo efektívny prístup!
Požiadavky na aplikáciu na krájanie siete
Network siete 5G opísaný v 5G bielej knihe vydanej NGMN je uvedený nižšie:
Ako implementujeme skrátenie siete End-to-end?
(1) 5G Wireless Access Network and Core Network: NFV
V dnešnej mobilnej sieti je hlavným zariadením mobilný telefón. RAN (DU a RU) a základné funkcie sú vyrobené z vyhradených sieťových zariadení poskytovaných predajcami RAN. Na implementáciu sieťového krájania je virtualizácia siete (NFV) nevyhnutným predpokladom. Hlavnou myšlienkou NFV je v podstate nasadiť softvér na funkciu siete (tj MME, S/P-GW a PCRF v paketovom jadre a DU v RAN) vo virtuálnych počítačoch na komerčných serveroch namiesto samostatne v ich špecializovaných sieťových zariadeniach. Týmto spôsobom sa RAN považuje za okrajový oblak, zatiaľ čo základná funkcia sa považuje za jadro. Spojenie medzi virtuálnymi počítačmi umiestnenými na okraji a v Core Cloud je nakonfigurované pomocou SDN. Potom sa pre každú službu vytvorí plátok (tj. Plat v telefóne, masívny plátok IoT, plátok kritického internetu vecí atď.).
Ako implementovať jeden zo sieťových krájanov (i)?
Obrázok nižšie ukazuje, ako je možné každú aplikáciu špecifickú pre službu virtualizovať a nainštalovať v každom plátku. Napríklad krájanie je možné nakonfigurovať takto:
(1) krájanie UHD: virtualizácia DU, 5G Core (UP) a Cache Servers v Edge Cloud a virtualizovanie 5G Core (CP) a servery MVO v Core Cloud
(2) Telefónne krájanie: virtualizácia 5G jadier (UP a CP) a IMS servery s funkciami úplnej mobility v jadrovom oblaku
(3) rozsiahle krájanie internetu vecí (napr. Senzorové siete): Virtualizácia jednoduchého a ľahkého jadra 5G v jadre Cloud nemá žiadne schopnosti správy mobility
(4) Krátok IoT-Critical IoT: Virtualizácia 5G jadier (UP) a pridružené servery (napr. V2X servery) v hranici Cloud na minimalizáciu latencie prenosu
Doteraz sme potrebovali vytvoriť špecializované plátky pre služby s rôznymi požiadavkami. A funkcie virtuálnej siete sú umiestnené na rôznych miestach v každom plátku (tj, hrana Cloud alebo Core Cloud) podľa rôznych charakteristík služieb. Okrem toho môžu byť v niektorých plátkoch potrebné niektoré funkcie siete, ako napríklad fakturácia, kontrola politiky atď. Prevádzkovatelia môžu prispôsobiť sieťové krájanie tak, ako chcú, a pravdepodobne nákladovo najefektívnejší spôsob.
Ako implementovať jeden zo sieťových krájanov (i)?
(2) Sieťové krájanie medzi hranicami a cloudom: IP/MPLS-SDN
Sieť definované softvérom, aj keď jednoduchý koncept pri prvom predstavení, sa stáva čoraz zložitejším. Ako príklad, ktorý má formu Overlay, môže SDN technológia poskytnúť sieťové spojenie medzi virtuálnymi strojmi v existujúcej sieťovej infraštruktúre.
Krájanie siete na konci
Najprv sa pozrieme na to, ako zabezpečiť, aby bolo bezpečné sieťové pripojenie medzi cloudom Edge a Core Cloud Virtual Machines. Sieť medzi virtuálnymi strojmi sa musí implementovať na základe IP/MPLS-SDN a Transport SDN. V tomto článku sa zameriavame na IP/MPLS-SDN poskytnuté predajcami smerovača. Ericsson a Juniper ponúkajú produkty Network Architecture IP/MPLS SDN. Operácie sa mierne líšia, ale konektivita medzi virtuálnymi počítačmi založenými na SDN je veľmi podobná.
V jadre sú virtualizované servery. V hypervisore servera spustite vstavaný Vrouter/VSwitch. Ovládač SDN poskytuje konfiguráciu tunela medzi virtualizovaným serverom a smerovačom DC G/W (smerovač PE, ktorý vytvára VPN MPLS L3 v Cloudovom dátovom centre). Vytvorte tunely SDN (tj MPLS GRE alebo VXLAN) medzi každým virtuálnym počítačom (napr. 5G IoT Core) a DC G/W smerovačmi v jadrovom mraku.
Ovládač SDN potom riadi mapovanie medzi týmito tunelmi a VPN MPLS L3, ako je IoT VPN. Proces je rovnaký v hranici Cloud, ktorý vytvára plátok IoT pripojeného z okraja cloudu k chrbtovej kosti IP/MPLS a až po cloud Cloud. Tento proces je možné implementovať na základe technológií a štandardov, ktoré sú doteraz vyspelé a dostupné.
(3) Sieťové krájanie medzi hranicami a cloudom Cloud: IP/MPLS-SDN
Teraz zostáva mobilná sieť Fronthawall. Ako prerušíme túto sieť Mobile Fronthold medzi Edge Cloud a 5G RU? Po prvé, sieť Front-Haul 5G musí byť definovaná ako prvá. Diskutuje sa o niekoľkých možnostiach (napr. Predstavujeme novú sieť založenú na paketoch tým, že predefinuje funkčnosť Du a Ru), ale zatiaľ sa nevykonala žiadna štandardná definícia. Nasledujúci obrázok je diagram prezentovaný v pracovnej skupine ITU IMT 2020 a uvádza príklad virtualizovanej siete Fronhaul.
Príklad 5G C-RAN Network SliCing od organizácie ITU
Čas príspevku: február-02-2024
