Kodėl 5G reikalingas tinklo skaidymas, kaip įdiegti 5G tinklo skaidymą?

5G ir tinklo skaidymas
Kai plačiai minima 5G, dažniausiai aptariama technologija yra tinklo skaidymas (Network Slicing). Tokie tinklo operatoriai kaip KT, SK Telecom, China Mobile, DT, KDDI, NTT ir įrangos tiekėjai, tokie kaip Ericsson, Nokia ir Huawei, visi mano, kad tinklo skaidymas yra ideali tinklo architektūra 5G erai.
Ši nauja technologija leidžia operatoriams padalinti kelis virtualius ištisinius tinklus aparatinės įrangos infrastruktūroje, o kiekvienas tinklo segmentas yra logiškai izoliuotas nuo įrenginio, prieigos tinklo, perdavimo tinklo ir pagrindinio tinklo, kad atitiktų įvairių tipų paslaugų charakteristikas.
Kiekvienam tinklo segmentui yra visiškai garantuojami dedikuoti ištekliai, tokie kaip virtualūs serveriai, tinklo pralaidumas ir paslaugų kokybė. Kadangi segmentai yra izoliuoti vienas nuo kito, vienos segmento klaidos ar gedimai neturės įtakos kitų segmentų ryšiui.

Kodėl 5G reikalingas tinklo skaidymas?
Nuo praeities iki dabartinio 4G tinklo mobilieji tinklai daugiausia aptarnauja mobiliuosius telefonus ir paprastai atlieka tik tam tikrą optimizavimą mobiliesiems telefonams. Tačiau 5G eroje mobilieji tinklai turi aptarnauti įvairių tipų ir reikalavimų įrenginius. Daugelis paminėtų taikymo scenarijų apima mobilųjį plačiajuostį ryšį, didelio masto daiktų internetą ir kritiškai svarbų daiktų internetą. Visiems jiems reikia skirtingų tipų tinklų ir skirtingų mobilumo, apskaitos, saugumo, politikos kontrolės, delsos, patikimumo ir kitų reikalavimų.
Pavyzdžiui, didelio masto daiktų interneto paslauga sujungia fiksuotus jutiklius, kad matuotų temperatūrą, drėgmę, kritulius ir kt. Nereikia perduoti duomenų perdavimų, atnaujinti vietos ir kitų pagrindinių aptarnaujančių telefonų funkcijų mobiliajame tinkle. Be to, itin svarbioms daiktų interneto paslaugoms, tokioms kaip autonominis vairavimas ir nuotolinis robotų valdymas, reikalingas kelių milisekundžių delsos laikas, kuris labai skiriasi nuo mobiliojo plačiajuosčio ryšio paslaugų.

5G tinklo skaidymas 0

Pagrindiniai 5G taikymo scenarijai
Ar tai reiškia, kad kiekvienai paslaugai reikia atskiro tinklo? Pavyzdžiui, vienas aptarnauja 5G mobiliuosius telefonus, kitas – masinį 5G daiktų internetą, o dar kitas – kritinį 5G daiktų internetą. Mums to nereikia, nes galime naudoti tinklo skaidymą, kad atskirtume kelis loginius tinklus nuo atskiro fizinio tinklo, o tai yra labai ekonomiškas būdas!

5G tinklo pjaustymas 1

Tinklo skaidymo taikymo reikalavimai
Žemiau parodytas NGMN išleistoje 5G baltojoje knygoje aprašytas 5G tinklo gabalas:

5G tinklo skaidymas

Kaip įdiegti visapusišką tinklo skaidymą?
(1) 5G belaidžio prieigos tinklo ir pagrindinio tinklo: NFV
Šiandieniniame mobiliajame tinkle pagrindinis įrenginys yra mobilusis telefonas. RAN (DU ir RU) ir pagrindinės funkcijos yra kuriamos iš specialios tinklo įrangos, kurią tiekia RAN tiekėjai. Norint įdiegti tinklo skaidymą, būtinas tinklo funkcijų virtualizavimas (NFV). Iš esmės, pagrindinė NFV idėja yra diegti tinklo funkcijų programinę įrangą (pvz., MME, S/P-GW ir PCRF paketų šerdyje ir DU RAN) virtualiose mašinose komerciniuose serveriuose, o ne atskirai jų specialiuose tinklo įrenginiuose. Tokiu būdu RAN laikomas kraštiniu debesiu, o pagrindinė funkcija – pagrindiniu debesiu. Ryšys tarp VMS, esančių krašte ir pagrindiniame debesyje, konfigūruojamas naudojant SDN. Tada kiekvienai paslaugai sukuriama atskira dalis (pvz., telefono dalis, masinio daiktų interneto dalis, kritinio daiktų interneto dalis ir kt.).

5G tinklo pjaustymas 2

5G tinklo pjaustymas 3

5G tinklo pjaustymas 4

 

Kaip įdiegti vieną iš tinklo pjaustymo (I) metodų?
Žemiau pateiktame paveikslėlyje parodyta, kaip kiekviena paslaugai būdinga programa gali būti virtualizuota ir įdiegta kiekvienoje skiltyje. Pavyzdžiui, pjaustymą galima konfigūruoti taip:
(1) UHD skaidymas: DU, 5G pagrindinių (UP) ir talpyklos serverių virtualizavimas kraštiniame debesyje ir 5G pagrindinių (CP) bei MVO serverių virtualizavimas pagrindiniame debesyje
(2) Telefonų skaidymas: 5G branduolių (UP ir CP) ir IMS serverių virtualizavimas su visomis mobilumo galimybėmis pagrindiniame debesyje
(3) Didelio masto daiktų interneto skaidymas (pvz., jutiklių tinklai): paprasto ir lengvo 5G branduolio virtualizavimas pagrindiniame debesyje neturi mobilumo valdymo galimybių.
(4) Kritinių daiktų interneto skaidymas: 5G branduolių (UP) ir susijusių serverių (pvz., V2X serverių) virtualizavimas kraštiniame debesyje, siekiant sumažinti perdavimo delsą
Iki šiol mums reikėjo sukurti atskiras dalis paslaugoms su skirtingais reikalavimais. O virtualaus tinklo funkcijos kiekvienoje dalyje (t. y. kraštiniame arba pagrindiniame debesyje) yra skirtingose ​​vietose, atsižvelgiant į skirtingas paslaugos charakteristikas. Be to, kai kurios tinklo funkcijos, pvz., sąskaitų išrašymas, politikos kontrolė ir kt., gali būti būtinos kai kuriose dalyse, bet ne kitose. Operatoriai gali tinkinti tinklo skaidymą taip, kaip nori, ir tikriausiai ekonomiškai efektyviausiu būdu.

5G tinklo pjaustymas 5

Kaip įdiegti vieną iš tinklo pjaustymo (I) metodų?
(2) Tinklo skaidymas tarp krašto ir pagrindinio debesies: IP/MPLS-SDN
Programinės įrangos apibrėžtas tinklas, nors iš pradžių buvo paprasta koncepcija, tampa vis sudėtingesnis. Pavyzdžiui, SDN technologija, naudojanti perdangą, gali užtikrinti tinklo ryšį tarp virtualių mašinų esamoje tinklo infrastruktūroje.

5G tinklo pjaustymas 6

Ištisinis tinklo pjaustymas
Pirmiausia nagrinėjame, kaip užtikrinti saugų tinklo ryšį tarp krašto debesies ir pagrindinių debesies virtualių mašinų. Tinklas tarp virtualių mašinų turi būti įdiegtas remiantis IP/MPLS-SDN ir Transport SDN. Šiame straipsnyje daugiausia dėmesio skirsime maršrutizatorių tiekėjų teikiamiems IP/MPLS-SDN. „Ericsson“ ir „Juniper“ siūlo IP/MPLS SDN tinklo architektūros produktus. Veikimas šiek tiek skiriasi, tačiau ryšys tarp SDN pagrįstų VMS yra labai panašus.
Pagrindiniame debesyje yra virtualizuoti serveriai. Serverio hipervizoriuje paleiskite integruotą „vRouter“ / „vSwitch“. SDN valdiklis teikia tunelio konfigūraciją tarp virtualizuoto serverio ir DC G/W maršrutizatoriaus (PE maršrutizatoriaus, kuris debesies duomenų centre sukuria MPLS L3 VPN). Sukurkite SDN tunelius (pvz., MPLS GRE arba VXLAN) tarp kiekvienos virtualios mašinos (pvz., 5G daiktų interneto branduolio) ir DC G/W maršrutizatorių pagrindiniame debesyje.
Tada SDN valdiklis tvarko šių tunelių ir MPLS L3 VPN, pvz., daiktų interneto VPN, sujungimą. Procesas periferiniame debesyje yra toks pat, sukuriant daiktų interneto dalį, sujungtą nuo periferinio debesies su IP/MPLS magistrale ir iki pat pagrindinio debesies. Šis procesas gali būti įgyvendintas remiantis jau brandžiomis ir prieinamomis technologijomis bei standartais.
(3) Tinklo skaidymas tarp krašto ir pagrindinio debesies: IP/MPLS-SDN
Dabar lieka mobilusis tiesioginio perdavimo tinklas. Kaip atskirti šį mobilųjį tiesioginio perdavimo tinklą tarp debesies krašto ir 5G RU? Visų pirma, reikia apibrėžti 5G tiesioginio perdavimo tinklą. Svarstomos kelios galimybės (pvz., naujo paketų pagrindu veikiančio tiesioginio perdavimo tinklo įdiegimas, iš naujo apibrėžiant DU ir RU funkcionalumą), tačiau standartinis apibrėžimas dar neparengtas. Toliau pateiktame paveikslėlyje pateikta schema, pristatyta ITU IMT 2020 darbo grupėje, kurioje pateikiamas virtualizuoto tiesioginio perdavimo tinklo pavyzdys.

5G tinklo pjaustymas 7

ITU organizacijos atlikto 5G C-RAN tinklo skaidymo pavyzdys


Įrašo laikas: 2024 m. vasario 2 d.