5G dan Penghirisan Rangkaian
Apabila 5G disebut secara meluas, Network Slicing adalah teknologi yang paling banyak dibincangkan di kalangan mereka. Pengendali rangkaian seperti KT, SK Telecom, China Mobile, DT, KDDI, NTT dan vendor peralatan seperti Ericsson, Nokia dan Huawei semuanya percaya bahawa Network Slicing ialah seni bina rangkaian yang ideal untuk era 5G.
Teknologi baharu ini membolehkan pengendali membahagikan berbilang rangkaian hujung ke hujung maya dalam infrastruktur perkakasan, dan setiap Rangkaian Slice diasingkan secara logik daripada peranti, rangkaian capaian, rangkaian pengangkutan dan rangkaian teras untuk memenuhi ciri berbeza pelbagai jenis perkhidmatan.
Untuk setiap Rangkaian Slice, sumber khusus seperti pelayan maya, lebar jalur rangkaian dan kualiti perkhidmatan dijamin sepenuhnya. Memandangkan kepingan diasingkan antara satu sama lain, ralat atau kegagalan dalam satu kepingan tidak akan menjejaskan komunikasi kepingan lain.
Mengapakah 5G memerlukan Penghirisan Rangkaian?
Dari masa lalu kepada rangkaian 4G semasa, rangkaian mudah alih terutamanya menyediakan telefon mudah alih, dan secara amnya hanya melakukan pengoptimuman untuk telefon mudah alih. Walau bagaimanapun, dalam era 5G, rangkaian mudah alih perlu menyediakan peranti pelbagai jenis dan keperluan. Kebanyakan senario aplikasi yang dinyatakan termasuk jalur lebar mudah alih, iot berskala besar dan iot kritikal misi. Kesemuanya memerlukan jenis rangkaian yang berbeza dan mempunyai keperluan yang berbeza dalam mobiliti, perakaunan, keselamatan, kawalan dasar, kependaman, kebolehpercayaan dan sebagainya.
Sebagai contoh, perkhidmatan iot berskala besar menyambungkan penderia tetap untuk mengukur suhu, kelembapan, taburan hujan, dsb. Tidak ada keperluan untuk penyerahan, kemas kini lokasi dan ciri lain telefon perkhidmatan utama dalam rangkaian mudah alih. Selain itu, perkhidmatan iot kritikal misi seperti pemanduan autonomi dan kawalan jauh robot memerlukan kependaman hujung-ke-hujung beberapa milisaat, yang sangat berbeza daripada perkhidmatan jalur lebar mudah alih.
Senario Aplikasi Utama 5G
Adakah ini bermakna kita memerlukan rangkaian khusus untuk setiap perkhidmatan? Contohnya, seseorang menyediakan telefon mudah alih 5G, satu menyediakan iot besar-besaran 5G, dan satu menyediakan perkhidmatan kritikal misi 5G. Kami tidak perlu, kerana kami boleh menggunakan penghirisan rangkaian untuk memisahkan berbilang rangkaian logik daripada rangkaian fizikal yang berasingan, yang merupakan pendekatan yang sangat kos efektif!
Keperluan Permohonan untuk Penghirisan Rangkaian
Potongan rangkaian 5G yang diterangkan dalam kertas putih 5G yang dikeluarkan oleh NGMN ditunjukkan di bawah:
Bagaimanakah kita melaksanakan Penghirisan Rangkaian hujung ke hujung?
(1) Rangkaian akses wayarles 5G dan rangkaian teras: NFV
Dalam rangkaian mudah alih hari ini, peranti utama ialah telefon bimbit. RAN(DU dan RU) dan fungsi teras dibina daripada peralatan rangkaian khusus yang disediakan oleh vendor RAN. Untuk melaksanakan penghirisan rangkaian, Network Function Virtualization (NFV) adalah prasyarat. Pada asasnya, idea utama NFV adalah untuk menggunakan perisian fungsi rangkaian (iaitu MME, S/P-GW dan PCRF dalam teras paket dan DU dalam RAN) semuanya dalam mesin maya pada pelayan komersial dan bukannya secara berasingan dalam khusus mereka. peranti rangkaian. Dengan cara ini, RAN dianggap sebagai awan tepi, manakala fungsi teras dianggap sebagai awan teras. Sambungan antara VMS yang terletak di tepi dan dalam awan teras dikonfigurasikan menggunakan SDN. Kemudian, kepingan dicipta untuk setiap perkhidmatan (iaitu kepingan telefon, kepingan iot besar-besaran, kepingan iot kritikal misi, dsb.).
Bagaimana untuk melaksanakan salah satu Rangkaian Slicing(I)?
Rajah di bawah menunjukkan cara setiap aplikasi khusus perkhidmatan boleh dimaya dan dipasang dalam setiap kepingan. Sebagai contoh, penghirisan boleh dikonfigurasikan seperti berikut:
(1) Penghirisan UHD: memayakan pelayan DU, teras 5G (UP) dan cache dalam awan tepi, dan memayakan pelayan teras 5G (CP) dan MVO dalam awan teras
(2) Menghiris telefon: memayakan teras 5G (UP dan CP) dan pelayan IMS dengan keupayaan mobiliti penuh dalam awan teras
(3) Penghirisan iot berskala besar (cth, rangkaian penderia): Memayakan teras 5G yang ringkas dan ringan dalam awan teras tidak mempunyai keupayaan pengurusan mobiliti
(4) Penghirisan iot kritikal misi: Memayakan teras 5G (UP) dan pelayan yang berkaitan (cth, pelayan V2X) dalam awan tepi untuk meminimumkan kependaman penghantaran
Setakat ini, kami perlu membuat kepingan khusus untuk perkhidmatan dengan keperluan yang berbeza. Dan fungsi rangkaian maya diletakkan di lokasi yang berbeza dalam setiap kepingan (iaitu, awan tepi atau awan teras) mengikut ciri perkhidmatan yang berbeza. Selain itu, beberapa fungsi rangkaian, seperti pengebilan, kawalan dasar, dsb., mungkin diperlukan dalam beberapa bahagian, tetapi tidak pada bahagian lain. Operator boleh menyesuaikan penghirisan rangkaian mengikut cara yang mereka mahu, dan mungkin cara yang paling kos efektif.
Bagaimana untuk melaksanakan salah satu Rangkaian Slicing(I)?
(2) Penghirisan rangkaian antara awan tepi dan teras: IP/MPLS-SDN
Rangkaian yang ditakrifkan oleh perisian, walaupun konsep mudah apabila ia mula diperkenalkan, menjadi semakin kompleks. Mengambil bentuk Overlay sebagai contoh, teknologi SDN boleh menyediakan sambungan rangkaian antara mesin maya pada infrastruktur rangkaian sedia ada.
Penghirisan Rangkaian hujung ke hujung
Pertama, kita melihat cara untuk memastikan bahawa sambungan rangkaian antara awan tepi dan mesin maya awan teras adalah selamat. Rangkaian antara mesin maya perlu dilaksanakan berdasarkan IP/MPLS-SDN dan Transport SDN. Dalam kertas ini, kami menumpukan pada IP/MPLS-SDN yang disediakan oleh vendor penghala. Ericsson dan Juniper kedua-duanya menawarkan produk seni bina rangkaian IP/MPLS SDN. Operasinya berbeza sedikit, tetapi ketersambungan antara VMS berasaskan SDN adalah sangat serupa.
Dalam awan teras adalah pelayan maya. Dalam hipervisor pelayan, jalankan vRouter/vSwitch terbina dalam. Pengawal SDN menyediakan konfigurasi terowong antara pelayan maya dan penghala DC G/W (penghala PE yang mencipta MPLS L3 VPN dalam pusat data awan). Cipta terowong SDN (iaitu MPLS GRE atau VXLAN) antara setiap mesin maya (cth teras 5G IoT) dan penghala DC G/W dalam awan teras.
Pengawal SDN kemudian menguruskan pemetaan antara terowong ini dan MPLS L3 VPN, seperti VPN IoT. Prosesnya adalah sama dalam awan tepi, mencipta kepingan iot yang disambungkan dari awan tepi ke tulang belakang IP/MPLS dan sehingga ke awan teras. Proses ini boleh dilaksanakan berdasarkan teknologi dan piawaian yang matang dan tersedia setakat ini.
(3) Penghirisan rangkaian antara awan tepi dan teras: IP/MPLS-SDN
Apa yang tinggal sekarang ialah rangkaian fronthawall mudah alih. Bagaimanakah kita memotong rangkaian pegangan hadapan mudah alih ini antara awan tepi dan 5G RU? Pertama sekali, rangkaian jarak hadapan 5G mesti ditentukan terlebih dahulu. Terdapat beberapa pilihan yang sedang dibincangkan (cth, memperkenalkan rangkaian hadapan berasaskan paket baharu dengan mentakrifkan semula fungsi DU dan RU), tetapi belum ada definisi standard dibuat. Rajah berikut ialah rajah yang dibentangkan dalam kumpulan kerja ITU IMT 2020 dan memberikan contoh rangkaian fronhaul termaya.
Contoh Penghirisan Rangkaian C-RAN 5G oleh Organisasi ITU
Masa siaran: Feb-02-2024
