5G en netwerk sny
Wanneer 5G wyd genoem word, is Network Slicing die tegnologie wat die meeste bespreek word onder hulle. Netwerkoperateurs soos KT, SK Telecom, China Mobile, DT, KDDI, NTT en toerustingverkopers soos Ericsson, Nokia en Huawei glo almal dat Network Slicing die ideale netwerkargitektuur vir die 5G-era is.
Hierdie nuwe tegnologie stel operateurs in staat om verskeie virtuele end-tot-end-netwerke in 'n hardeware-infrastruktuur te verdeel, en elke Network Slice is logies geïsoleer van die toestel, toegangsnetwerk, vervoernetwerk en kernnetwerk om aan die verskillende kenmerke van verskeie soorte dienste te voldoen.
Vir elke Network Slice word toegewyde hulpbronne soos virtuele bedieners, netwerkbandwydte en kwaliteit van diens ten volle gewaarborg. Aangesien skywe van mekaar geïsoleer is, sal foute of mislukkings in een sny nie die kommunikasie van ander skywe beïnvloed nie.
Waarom het 5G Network Slicing nodig?
Van die verlede tot die huidige 4G-netwerk bedien mobiele netwerke hoofsaaklik selfone, en doen oor die algemeen net 'n mate van optimalisering vir selfone. In die 5G-era moet mobiele netwerke egter toestelle van verskillende tipes en vereistes bedien. Baie van die toepassingscenario's wat genoem word, sluit mobiele breëband, grootskaalse iot en missiekritieke iot in. Hulle het almal verskillende soorte netwerke nodig en het verskillende vereistes in mobiliteit, rekeningkunde, sekuriteit, beleidsbeheer, latensie, betroubaarheid ensovoorts.
Byvoorbeeld, 'n grootskaalse iot-diens verbind vaste sensors om temperatuur, humiditeit, reënval, ens te meet. Daar is geen behoefte aan oorhandigings, liggingopdaterings en ander kenmerke van die hoofbedieningsfone in die mobiele netwerk nie. Boonop vereis missiekritieke iot-dienste soos outonome bestuur en afstandbeheer van robotte 'n einde-tot-end-vertraging van etlike millisekondes, wat baie verskil van mobiele breëbanddienste.
Hooftoepassingscenario's van 5G
Beteken dit dat ons 'n toegewyde netwerk vir elke diens nodig het? Byvoorbeeld, een bedien 5G selfone, een bedien 5G massiewe iot, en een bedien 5G missiekritieke iot. Ons hoef nie, want ons kan netwerksny gebruik om verskeie logiese netwerke uit 'n aparte fisiese netwerk te verdeel, wat 'n baie koste-effektiewe benadering is!
Toepassingsvereistes vir netwerksny
Die 5G-netwerkstuk wat beskryf word in die 5G-witskrif wat deur die NGMN vrygestel is, word hieronder getoon:
Hoe implementeer ons end-to-end Network Slicing?
(1) 5G draadlose toegangsnetwerk en kernnetwerk: NFV
In vandag se mobiele netwerk is die hooftoestel die selfoon. RAN(DU en RU) en kernfunksies word gebou uit toegewyde netwerktoerusting wat deur RAN-verskaffers verskaf word. Om netwerksny te implementeer, is Network Function Virtualization (NFV) 'n voorvereiste. Basies is die hoofgedagte van NFV om die netwerkfunksiesagteware (dws MME, S/P-GW en PCRF in die pakketkern en DU in die RAN) alles in die virtuele masjiene op die kommersiële bedieners te ontplooi in plaas van afsonderlik in hul toegewyde netwerk toestelle. Op hierdie manier word die RAN as die randwolk behandel, terwyl die kernfunksie as die kernwolk behandel word. Die verbinding tussen VMS geleë aan die rand en in die kernwolk word gekonfigureer met behulp van SDN. Dan word 'n sny vir elke diens geskep (dws telefoonskyfie, massiewe iot-sny, missiekritieke iot-sny, ens.).
Hoe om een van die Network Slicing(I) te implementeer?
Die figuur hieronder wys hoe elke diensspesifieke toepassing gevirtualiseer en in elke sny geïnstalleer kan word. Sny kan byvoorbeeld soos volg gekonfigureer word:
(1) UHD-sny: virtualisering van DU-, 5G-kern (UP) en kasbedieners in die randwolk, en virtualisering van 5G-kern (CP) en MVO-bedieners in die kernwolk
(2) Telefoonsny: virtualisering van 5G-kerne (UP en CP) en IMS-bedieners met volle mobiliteitsvermoëns in die kernwolk
(3) Grootskaalse iot-snyding (bv. sensornetwerke): Virtualisering van 'n eenvoudige en liggewig 5G-kern in die kernwolk het geen mobiliteitsbestuurvermoëns
(4) Missiekritieke iot-snyding: Virtualisering van 5G-kerne (UP) en geassosieerde bedieners (bv. V2X-bedieners) in die randwolk vir die vermindering van transmissievertraging
Tot dusver moes ons toegewyde skywe skep vir dienste met verskillende vereistes. En die virtuele netwerkfunksies word op verskillende plekke in elke sny geplaas (dws randwolk of kernwolk) volgens verskillende dienskenmerke. Daarbenewens kan sommige netwerkfunksies, soos fakturering, beleidbeheer, ens., in sommige dele nodig wees, maar nie in ander nie. Operateurs kan netwerksny aanpas soos hulle wil, en waarskynlik die mees koste-effektiewe manier.
Hoe om een van die Network Slicing(I) te implementeer?
(2) Netwerksny tussen rand en kernwolk: IP/MPLS-SDN
Sagteware-gedefinieerde netwerke, hoewel 'n eenvoudige konsep toe dit die eerste keer bekend gestel is, word al hoe meer kompleks. Neem die vorm van Overlay as 'n voorbeeld, SDN-tegnologie kan netwerkverbinding tussen virtuele masjiene op die bestaande netwerkinfrastruktuur verskaf.
Einde-tot-einde Netwerk Sny
Eerstens kyk ons na hoe om te verseker dat die netwerkverbinding tussen die randwolk en die kernwolk virtuele masjiene veilig is. Die netwerk tussen die virtuele masjiene moet geïmplementeer word gebaseer op IP/MPLS-SDN en Transport SDN. In hierdie vraestel fokus ons op IP/MPLS-SDN wat deur roeteerderverskaffers verskaf word. Ericsson en Juniper bied albei IP/MPLS SDN-netwerkargitektuurprodukte aan. Die bedrywighede verskil effens, maar die verbinding tussen SDN-gebaseerde VMS is baie soortgelyk.
In die kernwolk is gevirtualiseerde bedieners. In die hipervisor van die bediener, voer die ingeboude vRouter/vSwitch uit. Die SDN-beheerder verskaf die tonnelkonfigurasie tussen die gevirtualiseerde bediener en die DC G/W-roeteerder (die PE-roeteerder wat die MPLS L3 VPN in die wolkdatasentrum skep). Skep SDN-tonnels (dws MPLS GRE of VXLAN) tussen elke virtuele masjien (bv. 5G IoT-kern) en DC G/W-routers in die kernwolk.
Die SDN-beheerder bestuur dan die kartering tussen hierdie tonnels en die MPLS L3 VPN, soos die IoT VPN. Die proses is dieselfde in die randwolk, wat 'n iot-sny skep wat verbind is vanaf die randwolk na die IP/MPLS-ruggraat en tot by die kernwolk. Hierdie proses kan geïmplementeer word op grond van tegnologieë en standaarde wat tot dusver volwasse en beskikbaar is.
(3) Netwerksny tussen rand en kernwolk: IP/MPLS-SDN
Wat nou oorbly, is die mobiele fronthawall-netwerk. Hoe sny ons hierdie mobiele fronthold-netwerk tussen die randwolk en die 5G RU? Eerstens moet die 5G-front-haul-netwerk eers gedefinieer word. Daar is 'n paar opsies onder bespreking (bv. die bekendstelling van 'n nuwe pakkie-gebaseerde voorwaartse netwerk deur die funksionaliteit van DU en RU te herdefinieer), maar geen standaarddefinisie is nog gemaak nie. Die volgende figuur is 'n diagram wat in die ITU IMT 2020-werkgroep aangebied word en gee 'n voorbeeld van 'n gevirtualiseerde fronhaul-netwerk.
Voorbeeld van 5G C-RAN-netwerksny deur ITU-organisasie
Postyd: Feb-02-2024
