5G en netwerk snijden
Wanneer 5G veel wordt genoemd, is het snijden van netwerk de meest besproken technologie onder hen. Netwerkoperators zoals KT, SK Telecom, China Mobile, DT, KDDI, NTT en apparatuurverkopers zoals Ericsson, Nokia en Huawei geloven allemaal dat het snijden van netwerk de ideale netwerkarchitectuur is voor het 5G -tijdperk.
Met deze nieuwe technologie kunnen operators meerdere virtuele end-to-end-netwerken splitsen in een hardware-infrastructuur, en elk netwerkschaal is logisch geïsoleerd van het apparaat, het toegangsnetwerk, het transportnetwerk en het kernnetwerk om te voldoen aan de verschillende kenmerken van verschillende soorten services.
Voor elk netwerkschaal zijn speciale bronnen zoals virtuele servers, netwerkbandbreedte en kwaliteit van services volledig gegarandeerd. Omdat plakjes van elkaar worden geïsoleerd, hebben fouten of storingen in één plak geen invloed op de communicatie van andere plakjes.
Waarom heeft 5G het snijden van netwerk nodig?
Van het verleden tot het huidige 4G -netwerk, mobiele netwerken bedienen voornamelijk mobiele telefoons en doen over het algemeen alleen enige optimalisatie voor mobiele telefoons. In het 5G -tijdperk moeten mobiele netwerken echter apparaten van verschillende soorten en vereisten bedienen. Veel van de genoemde applicatiescenario's zijn mobiele breedband, grootschalige IoT en missiekritisch IoT. Ze hebben allemaal verschillende soorten netwerken nodig en hebben verschillende vereisten in mobiliteit, boekhouding, beveiliging, beleidscontrole, latentie, betrouwbaarheid, enzovoort.
Een grootschalige IoT-service verbindt bijvoorbeeld vaste sensoren om de temperatuur, vochtigheid, regenval, enz. Te meten, enz. Bovendien vereisen missiekritische IoT-diensten zoals autonoom rijden en afstandsbediening van robots end-to-end latentie van verschillende milliseconden, wat heel anders is dan mobiele breedbanddiensten.
Hoofdtoepassingsscenario's van 5G
Betekent dit dat we voor elke service een speciaal netwerk nodig hebben? Men serveert bijvoorbeeld 5G mobiele telefoons, men serveert 5G massief IoT en één serveert 5G Mission Critical IoT. Dat hoeven we niet, omdat we netwerknijvers kunnen gebruiken om meerdere logische netwerken uit een afzonderlijk fysiek netwerk te splitsen, wat een zeer kosteneffectieve aanpak is!
Toepassingsvereisten voor het snijden van netwerk
Het 5G -netwerkschaal dat wordt beschreven in het 5G -witboek dat door de NGMN wordt vrijgegeven, wordt hieronder weergegeven:
Hoe implementeren we end-to-end netwerk snijden?
(1) 5G draadloos toegangsnetwerk en kernnetwerk: NFV
In het mobiele netwerk van vandaag is het hoofdapparaat de mobiele telefoon. RAN (DU en RU) en kernfuncties zijn gebouwd uit speciale netwerkapparatuur die door RAN -leveranciers wordt geleverd. Om het snijden van netwerkfunctie (NFV) te implementeren, is Network Function Virtualization een vereiste. Kortom, het belangrijkste idee van NFV is het implementeren van de netwerkfunctiesoftware (dwz MME, S/P-GW en PCRF in de pakketkern en DU in de RAN) allemaal in de virtuele machines op de commerciële servers in plaats van afzonderlijk in hun speciale netwerkapparaten. Op deze manier wordt de RAN behandeld als de randwolk, terwijl de kernfunctie wordt behandeld als de kernwolk. De verbinding tussen VM's aan de rand en in de kernwolk is geconfigureerd met behulp van SDN. Vervolgens wordt voor elke service een plak gemaakt (dwz telefoontjes, enorme IoT -plak, missie kritische IoT -plak, enz.).
Hoe implementeer je een van de netwerksnijvers (I)?
De onderstaande afbeelding laat zien hoe elke servicespecifieke applicatie in elk plak kan worden gevirtualiseerd en geïnstalleerd. Slicing kan bijvoorbeeld als volgt worden geconfigureerd:
(1) UHD Slicing: Virtualizing DU, 5G Core (UP) en Cache Servers in the Edge Cloud, en virtualiseer 5G Core (CP) en MVO -servers in de kernwolk
(2) Telefoonsnijlen: virtualiseren van 5G -kernen (UP en CP) en IMS -servers met volledige mobiliteitsmogelijkheden in de kernwolk
(3) Grootschalige IoT Slicing (bijv. Sensornetwerken): virtualiseren van een eenvoudige en lichtgewicht 5G-kern in de kernwolk heeft geen mobiliteitsmanagementmogelijkheden
(4) Missie-kritische IoT Slicing: Virtualiseer 5G-kernen (UP) en bijbehorende servers (bijv. V2X-servers) in de randwolk voor het minimaliseren van transmissielatentie
Tot nu toe hebben we speciale plakjes moeten maken voor services met verschillende vereisten. En de virtuele netwerkfuncties worden op verschillende locaties in elk plak geplaatst (dwz rand cloud of kernwolk) volgens verschillende servicenarakteristieken. Bovendien kunnen sommige netwerkfuncties, zoals facturering, beleidscontrole, enz., In sommige plakjes nodig zijn, maar niet in andere. Operators kunnen het netwerk aanpassen aan het snijden van de manier waarop ze willen, en waarschijnlijk de meest kosteneffectieve manier.
Hoe implementeer je een van de netwerksnijvers (I)?
(2) Netwerk snijden tussen Edge en Core Cloud: IP/MPLS-SDN
Software -gedefinieerde netwerken, hoewel een eenvoudig concept toen het voor het eerst werd geïntroduceerd, wordt steeds complexer. SDN -technologie als voorbeeld de vorm van overlay nemen, kan SDN -technologie een netwerkverbinding bieden tussen virtuele machines op de bestaande netwerkinfrastructuur.
End-to-end netwerk Slicing
Ten eerste kijken we hoe we ervoor kunnen zorgen dat de netwerkverbinding tussen de Edge Cloud en de Core Cloud Virtual Machines veilig is. Het netwerk tussen de virtuele machines moet worden geïmplementeerd op basis van IP/MPLS-SDN en Transport SDN. In dit artikel richten we ons op IP/MPLS-SDN geleverd door routerleveranciers. Ericsson en Juniper bieden beide IP/MPLS SDN -netwerkarchitectuurproducten. De bewerkingen zijn enigszins anders, maar de connectiviteit tussen op SDN gebaseerde VM's is erg vergelijkbaar.
In de kernwolk zijn gevirtualiseerde servers. Voer in de hypervisor van de server de ingebouwde vrouter/vSwitch uit. De SDN -controller biedt de tunnelconfiguratie tussen de gevirtualiseerde server en de DC G/W -router (de PE -router die de MPLS L3 VPN maakt in het cloud datacenter). Maak SDN -tunnels (IE MPLS GRE of VXLAN) tussen elke virtuele machine (bijv. 5G IoT Core) en DC G/W -routers in de kernwolk.
De SDN -controller beheert vervolgens de mapping tussen deze tunnels en de MPLS L3 VPN, zoals de IoT VPN. Het proces is hetzelfde in de randwolk, waardoor een IoT -plak wordt gemaakt dat is aangesloten van de randwolk naar de IP/MPLS -backbone en helemaal naar de kernwolk. Dit proces kan worden geïmplementeerd op basis van technologieën en normen die tot nu toe volwassen en beschikbaar zijn.
(3) Netwerk snijden tussen Edge en Core Cloud: IP/MPLS-SDN
Wat nu overblijft is het mobiele Fronthawall -netwerk. Hoe snijden we dit mobiele fronthold -netwerk tussen de Edge Cloud en de 5G RU? Allereerst moet eerst het 5G front-afstandsnetwerk worden gedefinieerd. Er zijn enkele opties die worden besproken (bijvoorbeeld de introductie van een nieuw pakketgebaseerd voorwaartse netwerk door de functionaliteit van DU en RU opnieuw te definiëren), maar er is nog geen standaarddefinitie gedaan. Het volgende cijfer is een diagram gepresenteerd in de ITU IMT 2020 -werkgroep en geeft een voorbeeld van een gevirtualiseerd fronhaul -netwerk.
Voorbeeld van 5G C-Ran Network Slicing door ITU-organisatie
Posttijd: februari-02-2024
