5G e corte de rede
Cando 5G é amplamente mencionado, Network Slicing é a tecnoloxía máis discutida entre eles. Operadores de rede como KT, SK Telecom, China Mobile, DT, KDDI, NTT e provedores de equipos como Ericsson, Nokia e Huawei cren que Network Slicing é a arquitectura de rede ideal para a era 5G.
Esta nova tecnoloxía permite aos operadores dividir varias redes virtuais de extremo a extremo nunha infraestrutura de hardware, e cada Network Slice está illado loxicamente do dispositivo, da rede de acceso, da rede de transporte e da rede principal para satisfacer as diferentes características dos distintos tipos de servizos.
Para cada Network Slice, os recursos dedicados como servidores virtuais, ancho de banda de rede e calidade de servizo están totalmente garantidos. Dado que as porcións están illadas unhas das outras, os erros ou fallos nunha porción non afectarán a comunicación doutras porcións.
Por que 5G necesita Network Slicing?
Desde o pasado ata a actual rede 4G, as redes móbiles serven principalmente para teléfonos móbiles e, xeralmente, só fan algunha optimización para os teléfonos móbiles. Non obstante, na era 5G, as redes móbiles precisan servir dispositivos de varios tipos e requisitos. Moitos dos escenarios de aplicación mencionados inclúen banda ancha móbil, iot a gran escala e iot de misión crítica. Todos necesitan diferentes tipos de redes e teñen diferentes requisitos en mobilidade, contabilidade, seguridade, control de políticas, latencia, fiabilidade, etc.
Por exemplo, un servizo iot a gran escala conecta sensores fixos para medir a temperatura, a humidade, as precipitacións, etc. Non hai necesidade de transferencias, actualizacións de localización e outras funcións dos principais teléfonos de servizo da rede móbil. Ademais, os servizos iot de misión crítica, como a condución autónoma e o control remoto de robots, requiren unha latencia de extremo a extremo de varios milisegundos, que é moi diferente dos servizos de banda ancha móbil.
Principais escenarios de aplicación de 5G
Significa isto que necesitamos unha rede dedicada para cada servizo? Por exemplo, un serve teléfonos móbiles 5G, outro serve 5G iot masivo e outro serve 5G iot de misión crítica. Non é necesario, porque podemos usar o segmento de rede para dividir varias redes lóxicas dunha rede física separada, o que é un enfoque moi rendible.
Requisitos da aplicación para o segmento de rede
O segmento de rede 5G descrito no libro branco 5G publicado polo NGMN móstrase a continuación:
Como implementamos o segmento de rede de extremo a extremo?
(1) Rede de acceso sen fíos 5G e rede principal: NFV
Na rede móbil actual, o dispositivo principal é o teléfono móbil. RAN (DU e RU) e as funcións principais constrúense a partir de equipos de rede dedicados proporcionados polos provedores de RAN. Para implementar o segmento de rede, a virtualización de funcións de rede (NFV) é un requisito previo. Basicamente, a idea principal de NFV é implantar o software de función de rede (é dicir, MME, S/P-GW e PCRF no núcleo do paquete e DU no RAN) todo nas máquinas virtuais dos servidores comerciais en lugar de por separado nos seus dedicados. dispositivos de rede. Deste xeito, a RAN trátase como a nube de borde, mentres que a función principal é tratada como a nube principal. A conexión entre o VMS situado no borde e na nube central configúrase mediante SDN. A continuación, créase unha porción para cada servizo (por exemplo, porción de teléfono, porción de iot masiva, porción de iot de misión crítica, etc.).
Como implementar un dos Network Slicing(I)?
A seguinte figura mostra como se pode virtualizar e instalar cada aplicación específica de servizo en cada segmento. Por exemplo, o corte pode configurarse do seguinte xeito:
(1)Slicing UHD: virtualizando servidores DU, núcleo 5G (UP) e caché na nube de borde e virtualizando servidores núcleo 5G (CP) e MVO na nube central
(2) Corte de teléfono: virtualización de núcleos 5G (UP e CP) e servidores IMS con capacidades de mobilidade completas na nube central
(3) Corte iot a gran escala (por exemplo, redes de sensores): a virtualización dun núcleo 5G sinxelo e lixeiro na nube central non ten capacidades de xestión de mobilidade
(4) Corte de iot de misión crítica: virtualización de núcleos 5G (UP) e servidores asociados (por exemplo, servidores V2X) na nube de borde para minimizar a latencia de transmisión
Ata agora, necesitamos crear porcións dedicadas para servizos con diferentes requisitos. E as funcións da rede virtual colócanse en diferentes localizacións en cada segmento (é dicir, nube de borde ou nube central) segundo as diferentes características do servizo. Ademais, algunhas funcións de rede, como a facturación, o control de políticas, etc., poden ser necesarias nalgúns segmentos, pero non noutros. Os operadores poden personalizar a división da rede do xeito que queiran, e probablemente a forma máis rendible.
Como implementar un dos Network Slicing(I)?
(2) Corte de rede entre a nube de borde e a nube central: IP/MPLS-SDN
A rede definida por software, aínda que era un concepto sinxelo cando se introduciu por primeira vez, é cada vez máis complexa. Tomando a forma de superposición como exemplo, a tecnoloxía SDN pode proporcionar conexión de rede entre máquinas virtuais da infraestrutura de rede existente.
Corte de rede de extremo a extremo
En primeiro lugar, analizamos como garantir que a conexión de rede entre a nube de borde e as máquinas virtuais da nube central sexa segura. A rede entre as máquinas virtuais debe implementarse baseándose en IP/MPLS-SDN e Transport SDN. Neste artigo, centrámonos no IP/MPLS-SDN proporcionado polos provedores de enrutadores. Ericsson e Juniper ofrecen produtos de arquitectura de rede IP/MPLS SDN. As operacións son lixeiramente diferentes, pero a conectividade entre os VMS baseados en SDN é moi semellante.
Na nube central hai servidores virtualizados. No hipervisor do servidor, execute o vRouter/vSwitch integrado. O controlador SDN proporciona a configuración do túnel entre o servidor virtualizado e o enrutador DC G/W (o enrutador PE que crea a VPN MPLS L3 no centro de datos da nube). Cree túneles SDN (por exemplo, MPLS GRE ou VXLAN) entre cada máquina virtual (por exemplo, núcleo 5G IoT) e enrutadores DC G/W na nube principal.
O controlador SDN xestiona entón a asignación entre estes túneles e a VPN MPLS L3, como a VPN IoT. O proceso é o mesmo na nube de borde, creando unha porción iot conectada dende a nube de bordo ata a columna vertebral IP/MPLS e ata a nube principal. Este proceso pódese implementar baseándose en tecnoloxías e estándares que están maduros e dispoñibles ata o momento.
(3) Sección de rede entre a nube de borde e a nube central: IP/MPLS-SDN
O que queda agora é a rede móbil fronthawall. Como cortamos esta rede móbil de fronte entre a nube de borde e a RU 5G? En primeiro lugar, primeiro debe definirse a rede frontal 5G. Hai algunhas opcións en discusión (por exemplo, introducir unha nova rede de reenvío baseada en paquetes redefinindo a funcionalidade de DU e RU), pero aínda non se fixo ningunha definición estándar. A seguinte figura é un diagrama presentado no grupo de traballo ITU IMT 2020 e dá un exemplo dunha rede frontal virtualizada.
Exemplo de división de rede 5G C-RAN pola organización da ITU
Hora de publicación: 02-02-2024
