5G og nettverksskiving
Når 5G er mye nevnt, er nettverkskiving den mest omtalte teknologien blant dem. Nettverksoperatører som KT, SK Telecom, China Mobile, DT, KDDI, NTT og utstyrsleverandører som Ericsson, Nokia og Huawei mener alle at nettverkskiving er den ideelle nettverksarkitekturen for 5G -tiden.
Denne nye teknologien lar operatørene dele flere virtuelle ende-til-ende-nettverk i en maskinvareinfrastruktur, og hver nettverksskive er logisk isolert fra enheten, tilgangsnettverket, transportnettverket og kjernenettverket for å oppfylle de forskjellige egenskapene til forskjellige typer tjenester.
For hver nettverksskive er dedikerte ressurser som virtuelle servere, nettverksbåndbredde og tjenestens kvalitet fullt ut garantert. Siden skiver er isolert fra hverandre, vil feil eller feil i en skive ikke påvirke kommunikasjonen av andre skiver.
Hvorfor trenger 5G nettverkskiving?
Fra fortiden til det nåværende 4G -nettverket serverer mobile nettverk hovedsakelig mobiltelefoner, og gjør generelt bare noen optimalisering for mobiltelefoner. I 5G -tiden trenger imidlertid mobilnettverk å betjene enheter av forskjellige typer og krav. Mange av applikasjonsscenariene som er nevnt inkluderer mobilt bredbånd, storstilt IoT og oppdragskritisk IoT. De trenger alle forskjellige typer nettverk og har forskjellige krav innen mobilitet, regnskap, sikkerhet, policy -kontroll, latens, pålitelighet og så videre.
For eksempel kobler en storstilt IoT-tjeneste faste sensorer for å måle temperatur, fuktighet, nedbør, etc. Det er ikke behov for overleveringer, stedsoppdateringer og andre funksjoner i de viktigste serveringstelefonene i mobilnettet. I tillegg krever oppdragskritiske IoT-tjenester som autonom kjøring og fjernkontroll av roboter ende-til-ende latens på flere millisekunder, noe som er veldig forskjellig fra mobile bredbåndstjenester.
Hovedapplikasjonsscenarier på 5G
Betyr dette at vi trenger et dedikert nettverk for hver tjeneste? For eksempel serverer en 5G mobiltelefoner, en serverer 5G massiv IoT, og en serverer 5G Mission Critical IoT. Det trenger vi ikke, fordi vi kan bruke nettverkskiver for å dele ut flere logiske nettverk fra et eget fysisk nettverk, som er en veldig kostnadseffektiv tilnærming!
Søknadskrav for nettverksskiving
5G -nettverksskiven beskrevet i 5G hvitbok som ble utgitt av NGMN, er vist nedenfor:
Hvordan implementerer vi ende-til-ende nettverksskiving?
(1) 5G Wireless Access Network and Core Network: NFV
I dagens mobilnett er hovedenheten mobiltelefonen. Ran (DU og RU) og kjernefunksjoner er bygget fra dedikert nettverksutstyr levert av RAN -leverandører. For å implementere nettverkskiving er nettverksfunksjonsvirtualisering (NFV) en forutsetning. I utgangspunktet er hovedideen til NFV å distribuere nettverksfunksjonsprogramvaren (IE MME, S/P-GW og PCRF i pakkekjernen og DU i RAN) alt i de virtuelle maskinene på de kommersielle serverne i stedet for separat i sine dedikerte nettverksenheter. På denne måten blir RAN behandlet som kantskyen, mens kjernefunksjonen blir behandlet som kjerneskyen. Forbindelsen mellom VM -er som ligger i kanten og i kjernen skyen er konfigurert ved hjelp av SDN. Deretter opprettes en skive for hver tjeneste (dvs. telefonskive, massiv IoT -skive, oppdragskritisk IoT -skive, etc.).
Hvordan implementere en av nettverkssskivene (i)?
Figuren nedenfor viser hvordan hver tjenestespesifikk applikasjon kan virtualiseres og installeres i hver skive. For eksempel kan skiver konfigureres som følger:
(1) UHD -skiver: Virtualizing Du, 5G Core (UP) og Cache -servere i Edge Cloud, og virtualisering av 5G Core (CP) og MVO -servere i kjernen Cloud
(2) Telefonskiver: Virtualisering av 5G -kjerner (UP og CP) og IMS -servere med full mobilitetsmuligheter i kjernen Cloud
(3) Storskala IoT-skiver (f.eks
(4) Oppdragskritisk IoT-skiver: Virtualisering av 5G-kjerner (UP) og tilhørende servere (f.eks
Så langt har vi trengt å lage dedikerte skiver for tjenester med forskjellige krav. Og de virtuelle nettverksfunksjonene er plassert på forskjellige steder i hver skive (dvs. kantsky eller kjerne sky) i henhold til forskjellige tjenesteegenskaper. I tillegg kan noen nettverksfunksjoner, for eksempel fakturering, policy Control, etc., være nødvendige i noen skiver, men ikke i andre. Operatører kan tilpasse nettverkskiver slik de vil, og sannsynligvis den mest kostnadseffektive måten.
Hvordan implementere en av nettverkssskivene (i)?
(2) Nettverkskiver mellom Edge og Core Cloud: IP/MPLS-SDN
Programvare definert nettverk, selv om et enkelt konsept når det først ble introdusert, blir stadig mer sammensatt. Ved å ta form av overlegg som et eksempel, kan SDN -teknologi gi nettverkstilkobling mellom virtuelle maskiner på den eksisterende nettverksinfrastrukturen.
Ende-til-ende nettverksskiving
For det første ser vi på hvordan vi kan sikre at nettverksforbindelsen mellom Edge Cloud og Core Cloud Virtual Machines er sikker. Nettverket mellom de virtuelle maskinene må implementeres basert på IP/MPLS-SDN og Transport SDN. I denne artikkelen fokuserer vi på IP/MPLS-SDN levert av ruterleverandører. Ericsson og Juniper tilbyr begge IP/MPLS SDN Network Architecture Products. Operasjonene er litt forskjellige, men tilkoblingen mellom SDN-baserte VM-er er veldig lik.
I kjerne skyen er virtualiserte servere. I hypervisoren til serveren, kjør den innebygde Vrouter/Vswitch. SDN -kontrolleren gir tunnelkonfigurasjonen mellom den virtualiserte serveren og DC G/W -ruteren (PE -ruteren som oppretter MPLS L3 VPN i Cloud Data Center). Lag SDN -tunneler (dvs. MPLS GRE eller VXLAN) mellom hver virtuelle maskin (f.eks. 5G IoT -kjerne) og DC G/W -rutere i kjernen.
SDN -kontrolleren administrerer deretter kartleggingen mellom disse tunnelene og MPLS L3 VPN, for eksempel IoT VPN. Prosessen er den samme i kantskyen, og skaper en IoT -skive koblet fra kantskyen til IP/MPLS -ryggraden og helt til kjerneskyen. Denne prosessen kan implementeres basert på teknologier og standarder som er modne og tilgjengelige så langt.
(3) Nettverkskiver mellom Edge og Core Cloud: IP/MPLS-SDN
Det som gjenstår nå er det mobile fronthawall -nettverket. Hvordan kutter vi dette mobile frontholdsnettet mellom Edge Cloud og 5G RU? Først av alt må 5G-front-nettverket defineres først. Det er noen alternativer som diskuteres (f.eks. Introduserer et nytt pakkebasert fremover nettverk ved å omdefinere funksjonaliteten til DU og RU), men ingen standarddefinisjon er gjort ennå. Følgende figur er et diagram presentert i arbeidsgruppen ITU IMT 2020 og gir et eksempel på et virtualisert Fronhaul -nettverk.
Eksempel på 5G C-RAN Network Slicing by ITU Organization
Post Time: Feb-02-2024
