5G og netværksskæring
Når 5G er bredt nævnt, er netværksskæring den mest diskuterede teknologi blandt dem. Netværksoperatører som KT, SK Telecom, China Mobile, DT, KDDI, NTT og udstyrsleverandører som Ericsson, Nokia og Huawei mener alle, at netværksskæring er den ideelle netværksarkitektur for 5G -æraen.
Denne nye teknologi giver operatører mulighed for at opdele flere virtuelle ende-til-ende-netværk i en hardwareinfrastruktur, og hver netværksskive er logisk isoleret fra enheden, adgangsnetværket, transportnetværk og kernenetværk for at imødekomme de forskellige egenskaber ved forskellige typer tjenester.
For hver netværksskive er dedikerede ressourcer såsom virtuelle servere, netværksbåndbredde og servicekvalitet fuldt ud garanteret. Da skiver er isoleret fra hinanden, vil fejl eller fejl i en skive ikke påvirke kommunikationen af andre skiver.
Hvorfor har 5G brug for netværksskæring?
Fra fortiden til det nuværende 4G -netværk tjener mobilnetværk hovedsageligt mobiltelefoner og udfører generelt kun en vis optimering til mobiltelefoner. I 5G -æraen er mobilnetværk imidlertid nødt til at betjene enheder af forskellige typer og krav. Mange af de nævnte applikationsscenarier inkluderer mobil bredbånd, storskala IoT og missionskritisk IoT. De har alle brug for forskellige typer netværk og har forskellige krav inden for mobilitet, regnskab, sikkerhed, politisk kontrol, latenstid, pålidelighed og så videre.
For eksempel forbinder en storstilet IoT-service faste sensorer til måling af temperatur, fugtighed, nedbør osv. Der er ikke behov for overlevering, placeringsopdateringer og andre funktioner i hovedbetjeningstelefonerne i mobilnetværket. Derudover kræver missionskritiske IoT-tjenester såsom autonom kørsel og fjernbetjening af robotter ende til ende latenstid på flere millisekunder, hvilket er meget forskelligt fra mobile bredbåndstjenester.
Hovedpåføringsscenarier på 5G
Betyder det, at vi har brug for et dedikeret netværk til hver tjeneste? For eksempel serverer man 5G mobiltelefoner, man serverer 5G Massive IoT, og en betjener 5G Mission Critical IoT. Vi behøver ikke, fordi vi kan bruge netværksskæring til at opdele flere logiske netværk fra et separat fysisk netværk, som er en meget omkostningseffektiv tilgang!
Anvendelseskrav til netværksskæring
5G -netværksskiven beskrevet i 5G -hvidbogen frigivet af NGMN er vist nedenfor:
Hvordan implementerer vi ende til ende netværksskæring?
(1) 5G Wireless Access Network and Core Network: NFV
I dagens mobilnetværk er hovedenheden mobiltelefonen. RAN (DU og RU) og kernefunktioner er bygget af dedikeret netværksudstyr leveret af RAN -leverandører. For at implementere netværksskæring er netværksfunktion virtualisering (NFV) en forudsætning. Grundlæggende er hovedideen med NFV at implementere netværksfunktionssoftwaren (dvs. MME, S/P-GW og PCRF i pakkens kerne og DU i RAN) alt sammen i de virtuelle maskiner på de kommercielle servere i stedet for separat i deres dedikerede netværksenheder. På denne måde behandles Ran som kantskyen, mens kernefunktionen behandles som kerne sky. Forbindelsen mellem VM'er placeret ved kanten og i kerne skyen er konfigureret ved hjælp af SDN. Derefter oprettes en skive til hver tjeneste (dvs. telefonskive, massiv IoT -skive, missionskritisk IoT -skive osv.).
Hvordan implementeres en af netværkets skiver (i)?
Figuren nedenfor viser, hvordan hver servicespecifik applikation kan virtualiseres og installeres i hver skive. For eksempel kan skæring konfigureres som følger:
(1) UHD -skæring: Virtualisering af DU, 5G Core (UP) og cache -servere i kantskyen og virtualisering af 5G Core (CP) og MVO -servere i kerne sky
(2) Telefonskæring: Virtualisering af 5G -kerner (UP og CP) og IMS -servere med fuld mobilitetsfunktioner i kerne sky
(3) Storskala IoT-skæring (f.eks
(4) Missionskritisk IoT-skæring: virtualisering af 5G-kerner (UP) og tilknyttede servere (f.eks. V2x-servere) i kantsky
Indtil videre har vi brug for at skabe dedikerede skiver til tjenester med forskellige krav. Og de virtuelle netværksfunktioner placeres forskellige steder i hver skive (dvs. kantsky eller kerne sky) i henhold til forskellige servicegenskaber. Derudover kan nogle netværksfunktioner, såsom fakturering, politisk kontrol osv., Være nødvendig i nogle skiver, men ikke i andre. Operatører kan tilpasse netværksskæring, som de ønsker, og sandsynligvis den mest omkostningseffektive måde.
Hvordan implementeres en af netværkets skiver (i)?
(2) Netværksskæring mellem kant og kerne sky: IP/MPLS-SDN
Softwaredefineret netværk, selvom et simpelt koncept, når det først blev introduceret, bliver stadig mere kompliceret. I form af overlay som et eksempel kan SDN -teknologi give netværksforbindelse mellem virtuelle maskiner på den eksisterende netværksinfrastruktur.
End-to-end netværksskæring
For det første ser vi på, hvordan vi kan sikre, at netværksforbindelsen mellem Edge Cloud og Core Cloud Virtual Machines er sikker. Netværket mellem de virtuelle maskiner skal implementeres baseret på IP/MPLS-SDN og transport SDN. I dette papir fokuserer vi på IP/MPLS-SDN leveret af routerleverandører. Ericsson og Juniper tilbyder begge IP/MPLS SDN -netværksarkitekturprodukter. Operationerne er lidt forskellige, men forbindelsen mellem SDN-baserede VM'er er meget ens.
I kerne skyen er virtualiserede servere. Kør den indbyggede VRouter/VSwitch i hypervisoren på serveren. SDN -controlleren leverer tunnelkonfigurationen mellem den virtualiserede server og DC G/W -routeren (PE -routeren, der opretter MPLS L3 VPN i Cloud Data Center). Opret SDN -tunneler (IE MPLS GRE eller VXLAN) mellem hver virtuel maskine (f.eks. 5G IoT Core) og DC G/W -routere i kerne sky.
SDN -controlleren administrerer derefter kortlægningen mellem disse tunneler og MPLS L3 VPN, såsom IoT VPN. Processen er den samme i kantskyen, hvilket skaber en IoT -skive, der er forbundet fra kantskyen til IP/MPLS -rygraden og helt til kerne skyen. Denne proces kan implementeres baseret på teknologier og standarder, der er modne og tilgængelige indtil videre.
(3) Netværksskæring mellem kant og kerne sky: IP/MPLS-SDN
Det, der er tilbage nu, er det mobile Fronthawall -netværk. Hvordan skærer vi dette mobile frontold -netværk mellem Edge Cloud og 5G Ru? Først og fremmest skal 5G-front-Haul-netværket først defineres. Der er nogle muligheder, der er under diskussion (f.eks. Introduktion af et nyt pakkebaseret fremadrettet netværk ved at omdefinere funktionaliteten af DU og RU), men der er endnu ikke foretaget nogen standarddefinition. Følgende figur er et diagram præsenteret i ITU IMT 2020 -arbejdsgruppen og giver et eksempel på et virtualiseret Fronhaul -netværk.
Eksempel på 5G C-RAN-netværksskæring af ITU-organisationen
Posttid: Feb-02-2024
