5G och nätverksskivning
När 5G nämns allmänt är nätverksskivning den mest diskuterade tekniken bland dem. Nätverksoperatörer som KT, SK Telecom, China Mobile, DT, KDDI, NTT och utrustningsleverantörer som Ericsson, Nokia och Huawei tror alla att nätverksskivning är den perfekta nätverksarkitekturen för 5G -eran.
Denna nya teknik gör det möjligt för operatörer att dela upp flera virtuella nätverk i slutet till slut i en hårdvaruinfrastruktur, och varje nätverksskiva är logiskt isolerat från enheten, åtkomstnätverket, transportnätverket och kärnnätverket för att möta de olika egenskaperna hos olika typer av tjänster.
För varje nätverksskiva garanteras dedikerade resurser som virtuella servrar, nätverksbandbredd och servicekvalitet helt. Eftersom skivor är isolerade från varandra kommer fel eller fel i en skiva inte att påverka kommunikationen av andra skivor.
Varför behöver 5G nätverksskivning?
Från det förflutna till det nuvarande 4G -nätverket serverar mobilnät huvudsakligen mobiltelefoner, och gör i allmänhet bara en del optimering för mobiltelefoner. I 5G -eran måste emellertid mobilnät tjäna enheter av olika typer och krav. Många av de nämnda applikationsscenarierna inkluderar mobilt bredband, storskalig IoT och uppdragskritisk IoT. De behöver alla olika typer av nätverk och har olika krav inom rörlighet, redovisning, säkerhet, policykontroll, latens, tillförlitlighet och så vidare.
Till exempel ansluter en storskalig IoT-tjänst fasta sensorer för att mäta temperatur, luftfuktighet, nederbörd, etc. Det finns inget behov av överlämningar, platsuppdateringar och andra funktioner i de viktigaste serveringstelefonerna i mobilnätverket. Dessutom kräver uppdragskritiska IoT-tjänster såsom autonom körning och fjärrkontroll av robotar en slutlig latens för flera millisekunder, vilket skiljer sig mycket från mobila bredbandstjänster.
Huvudapplikationsscenarier på 5G
Betyder det att vi behöver ett dedikerat nätverk för varje tjänst? Till exempel serverar man 5G mobiltelefoner, en serverar 5G massiv IoT och en serverar 5G Mission Critical IoT. Vi behöver inte, eftersom vi kan använda nätverksskivning för att dela ut flera logiska nätverk från ett separat fysiskt nätverk, vilket är ett mycket kostnadseffektivt tillvägagångssätt!
Applikationskrav för nätverksskivning
5G -nätverksskivan som beskrivs i 5G -vitboken som släpps av NGMN visas nedan:
Hur implementerar vi slutt till slutnätverk?
(1) 5G Wireless Access Network och Core Network: NFV
I dagens mobilnät är huvudenheten mobiltelefonen. RAN (DU och RU) och kärnfunktioner är byggda av dedikerad nätverksutrustning som tillhandahålls av RAN -leverantörer. För att implementera nätverksskivning är nätverksfunktionsvirtualisering (NFV) en förutsättning. I grund och botten är huvudidén med NFV att distribuera nätverksfunktionsprogramvaran (dvs. MME, S/P-GW och PCRF i paketkärnan och DU i RAN) allt i de virtuella maskinerna på de kommersiella servrarna istället för separat i sina dedikerade nätverksenheter. På detta sätt behandlas RAN som Edge Cloud, medan kärnfunktionen behandlas som kärnmoln. Anslutningen mellan VM: er belägna vid kanten och i kärnmoln är konfigurerad med SDN. Sedan skapas en skiva för varje tjänst (dvs. telefonskiva, massiv IoT -skiva, uppdragskritisk IoT -skiva, etc.).
Hur implementerar jag en av nätverksskivorna (I)?
Figuren nedan visar hur varje servicespecifik applikation kan virtualiseras och installeras i varje skiva. Till exempel kan skivning konfigureras enligt följande:
(1) UHD -skivning: Virtualizing DU, 5G Core (UP) och Cache -servrar i Edge Cloud och Virtualizing 5G Core (CP) och MVO -servrar i kärnmoln
(2) Telefonskivning: Virtualisering av 5G -kärnor (UP och CP) och IMS -servrar med full rörlighet i kärnmolnet
(3) Storskalig IoT-skivning (t.ex. sensornätverk): Virtualisering av en enkel och lätt 5G-kärna i kärnmoln har inga mobilitetshanteringsfunktioner
(4) Mission-kritisk IoT-skivning: Virtualizing 5G-kärnor (upp) och tillhörande servrar (t.ex. V2X-servrar) i Edge Cloud för att minimera transmissionslatens
Hittills har vi behövt skapa dedikerade skivor för tjänster med olika krav. Och de virtuella nätverksfunktionerna placeras på olika platser i varje skiva (dvs kantmoln eller kärnmoln) enligt olika servicegenskaper. Dessutom kan vissa nätverksfunktioner, såsom fakturering, policykontroll, etc. vara nödvändig i vissa skivor, men inte i andra. Operatörer kan anpassa nätverksskivning som de vill, och förmodligen det mest kostnadseffektiva sättet.
Hur implementerar jag en av nätverksskivorna (I)?
(2) Nätverksskivning mellan kant och kärnmoln: IP/MPLS-SDN
Programvarudefinierad nätverk, även om ett enkelt koncept när det först introducerades, blir allt mer komplex. Med form av överlägg som ett exempel kan SDN -teknik ge nätverksanslutning mellan virtuella maskiner på den befintliga nätverksinfrastrukturen.
Slut till slutnätverk
För det första tittar vi på hur man säkerställer att nätverksanslutningen mellan Edge Cloud och kärnmoln virtuella maskiner är säkra. Nätverket mellan de virtuella maskinerna måste implementeras baserat på IP/MPLS-SDN och transport SDN. I det här dokumentet fokuserar vi på IP/MPLS-SDN som tillhandahålls av routerleverantörer. Ericsson och Juniper erbjuder båda IP/MPLS SDN -nätverksarkitekturprodukter. Verksamheten är något annorlunda, men anslutningen mellan SDN-baserade VM: er är mycket lik.
I kärnmoln finns virtualiserade servrar. Kör den inbyggda vrouter/vSwitch i servern på servern. SDN -styrenheten tillhandahåller tunnelkonfigurationen mellan den virtualiserade servern och DC G/W -routern (PE -routern som skapar MPLS L3 VPN i Cloud Data Center). Skapa SDN -tunnlar (dvs. MPLS GRE eller VXLAN) mellan varje virtuell maskin (t.ex. 5G IoT -kärna) och DC G/W -routrar i kärnmoln.
SDN -styrenheten hanterar sedan kartläggningen mellan dessa tunnlar och MPLS L3 VPN, såsom IoT VPN. Processen är densamma i Edge -molnet, vilket skapar en IoT -skiva ansluten från kantmolnet till IP/MPLS -ryggraden och hela vägen till kärnmoln. Denna process kan implementeras baserat på tekniker och standarder som är mogna och tillgängliga hittills.
(3) Nätverksskivning mellan kant och kärnmoln: IP/MPLS-SDN
Det som återstår nu är Mobile Fronthawall -nätverket. Hur klipper vi detta mobila fronthold -nätverk mellan Edge Cloud och 5G RU? Först och främst måste 5G-nätverket 5G definieras först. Det finns några alternativ som diskuteras (t.ex. introducerar ett nytt paketbaserat framåtnätverk genom att omdefiniera funktionaliteten för DU och RU), men ingen standarddefinition har gjorts ännu. Följande figur är ett diagram som presenteras i ITU IMT 2020 -arbetsgruppen och ger ett exempel på ett virtualiserat fronhaul -nätverk.
Exempel på 5G C-RAN-nätverksskivning av ITU-organisationen
Posttid: Feb-02-2024
