5G и мрежово нарязване
Когато 5G е широко споменат, нарязването на мрежата е най -обсъжданата технология сред тях. Мрежови оператори като KT, SK Telecom, China Mobile, DT, KDDI, NTT и доставчици на оборудване като Ericsson, Nokia и Huawei смятат, че мрежовото нарязване е идеалната мрежова архитектура за 5G ерата.
Тази нова технология позволява на операторите да разделят множество виртуални мрежи от край до край в хардуерна инфраструктура и всяка мрежова част е логично изолирана от устройството, мрежата за достъп, транспортната мрежа и основната мрежа, за да отговарят на различните характеристики на различни видове услуги.
За всяка мрежова част са напълно гарантирани специални ресурси като виртуални сървъри, мрежова честотна лента и качество на услугата. Тъй като филийките са изолирани една от друга, грешки или повреди в една филия няма да повлияят на комуникацията на други филийки.
Защо 5G се нуждае от мрежово нарязване?
От миналото до текущата 4G мрежа, мобилните мрежи обслужват главно мобилни телефони и като цяло правят само някаква оптимизация за мобилни телефони. В ерата на 5G обаче мобилните мрежи трябва да обслужват устройства от различни видове и изисквания. Много от споменатите сценарии на приложение включват мобилен широколентов, мащабен IoT и критичен за мисията IoT. Всички те се нуждаят от различни видове мрежи и имат различни изисквания в мобилността, счетоводството, сигурността, контрола на политиката, латентността, надеждността и т.н.
Например, мащабна IoT услуга свързва фиксирани сензори за измерване на температурата, влажността, валежите и др. Няма нужда от предаване, актуализации на местоположението и други характеристики на основните телефони за обслужване в мобилната мрежа. В допълнение, критичните за мисията IoT услуги като автономно шофиране и дистанционно управление на роботи изискват латентност от край до край от няколко милисекунди, което е много различно от мобилните широколентови услуги.
Основни сценарии на приложение на 5G
Това означава ли, че имаме нужда от специална мрежа за всяка услуга? Например, един сервира 5G мобилни телефони, един сервира 5G масивен IoT, а един сервира 5G мисия критичен IoT. Не е нужно, защото можем да използваме мрежово нарязване, за да разделим множество логически мрежи от отделна физическа мрежа, което е много рентабилен подход!
Изисквания за приложение за нарязване на мрежата
5G мрежова резен, описана в 5G бялата хартия, освободена от NGMN, е показана по -долу:
Как да внедрим отрязване на мрежата от край до край?
(1) 5G мрежа за безжичен достъп и основна мрежа: NFV
В днешната мобилна мрежа основното устройство е мобилният телефон. RAN (DU и RU) и основните функции са изградени от специализирано мрежово оборудване, предоставено от доставчиците на RAN. За внедряване на мрежово нарязване, виртуализацията на мрежовата функция (NFV) е предпоставка. По принцип основната идея на NFV е да внедри софтуера на мрежовата функция (т.е. MME, S/P-GW и PCRF в пакетното ядро и DU в RAN), всички във виртуалните машини на търговските сървъри, вместо поотделно в техните специални мрежови устройства. По този начин RAN се третира като облак на ръба, докато основната функция се третира като основния облак. Връзката между VM, разположени на ръба и в основния облак, е конфигурирана с помощта на SDN. След това се създава филийка за всяка услуга (т.е. резен телефон, масивен IoT резен, критична IoT отрязване на мисията и т.н.).
Как да внедрите едно от мрежовите ренки (I)?
Фигурата по-долу показва как всяко специфично за услугата приложение може да бъде виртуализирано и инсталирано във всяка част. Например, нарязването може да бъде конфигурирано, както следва:
(1) UHD нарязване: виртуализиране на DU, 5G ядро (нагоре) и кеш сървъри в крайния облак и виртуализиране на 5G ядро (CP) и MVO сървъри в основния облак
(2) Нарязване на телефона: Виртуализиране на 5G ядра (UP и CP) и IMS сървъри с пълни възможности за мобилност в основния облак
(3) Мащабно нарязване на IoT (напр. Сензорни мрежи): Виртуализиране на просто и леко 5G ядро в основния облак няма възможности за управление на мобилността
(4) Критично на мисията IoT нарязване: виртуализиране на 5G ядра (нагоре) и свързани сървъри (напр. V2X сървъри) в облака на ръба за минимизиране на латентността на предаването
Досега трябваше да създадем специални резени за услуги с различни изисквания. И виртуалните мрежови функции се поставят на различни места във всяка филия (т.е. облак на ръба или основен облак) според различни характеристики на услугата. В допълнение, някои мрежови функции, като фактуриране, контрол на политиката и т.н., могат да бъдат необходими в някои филийки, но не и в други. Операторите могат да персонализират мрежовото нарязване на начина, по който искат, и вероятно най-рентабилният начин.
Как да внедрите едно от мрежовите ренки (I)?
(2) Нарязване на мрежата между ръба и основния облак: IP/MPLS-SDN
Софтуерът, дефиниран в мрежа, въпреки че е проста концепция, когато е била въведена за първи път, става все по -сложна. Приемайки формата на наслагване като пример, SDN технологията може да осигури мрежова връзка между виртуални машини на съществуващата мрежова инфраструктура.
Нарязване на мрежата от край до край
Първо, ние разглеждаме как да гарантираме, че мрежовата връзка между облака на ръба и виртуалните машини на Core Cloud е сигурна. Мрежата между виртуалните машини трябва да бъде приложена въз основа на IP/MPLS-SDN и транспорт SDN. В този документ се фокусираме върху IP/MPLS-SDN, предоставен от доставчиците на рутер. Ericsson и Juniper предлагат IP/MPLS SDN Network Architecture Products. Операциите са малко по-различни, но свързаността между VM, базирани на SDN, е много сходна.
В основния облак са виртуализирани сървъри. В хипервизора на сървъра стартирайте вградения Vrouter/Vswitch. SDN контролерът осигурява конфигурацията на тунела между виртуализирания сървър и DC G/W рутера (PE маршрутизаторът, който създава MPLS L3 VPN в Центъра за данни на облака). Създайте SDN тунели (т.е. MPLS GRE или VXLAN) между всяка виртуална машина (напр. 5G IoT ядро) и DC G/W рутери в основния облак.
След това SDN контролерът управлява картографирането между тези тунели и MPLS L3 VPN, като IoT VPN. Процесът е един и същ в облака на ръба, създавайки IoT резен, свързан от облака на ръба, към гръбнака IP/MPLS и чак до основния облак. Този процес може да бъде приложен въз основа на технологии и стандарти, които са зрели и достъпни досега.
(3) Нарязване на мрежата между ръба и основния облак: IP/MPLS-SDN
Това, което остава сега, е мобилната Fronthawall мрежа. Как да изрежем тази мобилна мрежа за Fronthold между Edge Cloud и 5G RU? На първо място, 5G мрежата на предния хор трябва да бъде дефинирана първо. Разглеждат се някои опции (напр. Въвеждане на нова мрежа, базирана на пакети, чрез предефиниране на функционалността на DU и RU), но все още не е направена стандартна дефиниция. Следващата фигура е диаграма, представена в работната група IMT 2020 и дава пример за виртуализирана мрежа Fronhaul.
Пример за 5G C-RAN мрежова нарязване от организация на ITU
Време за публикация: 02-2024 февруари
