5G og netsneiðing
Þegar 5G er mikið nefnt er Network Slicing sú tækni sem oftast er rædd. Netrekstraraðilar eins og KT, SK Telecom, China Mobile, DT, KDDI, NTT og búnaðarframleiðendur eins og Ericsson, Nokia og Huawei telja allir að Network Slicing sé kjörin netarkitektúr fyrir 5G tímabilið.
Þessi nýja tækni gerir rekstraraðilum kleift að skipta mörgum sýndarnetum í vélbúnaðarinnviði og hver netsneið er rökrétt einangruð frá tækinu, aðgangsnetinu, flutningsnetinu og kjarnanetinu til að mæta mismunandi eiginleikum ýmissa gerða þjónustu.
Fyrir hverja netsneið eru sérstakar auðlindir eins og sýndarþjónar, netbandvídd og gæði þjónustu að fullu tryggðar. Þar sem sneiðar eru einangraðar frá hvor annarri munu villur eða bilanir í einni sneið ekki hafa áhrif á samskipti annarra sneiða.
Af hverju þarf 5G netsneiðingu?
Frá fortíðinni til nútímans 4G netsins þjóna farsímanet aðallega farsímum og gera almennt aðeins einhverja fínstillingu fyrir farsíma. Hins vegar, á 5G tímum, þurfa farsímanet að þjóna tækjum af ýmsum gerðum og með mismunandi kröfur. Margar af þeim notkunarsviðum sem nefnd eru eru meðal annars farsímabreiðband, stórfelld internetið á hlutunum og mikilvæg internetið á hlutunum fyrir verkefni. Þau þurfa öll mismunandi gerðir neta og hafa mismunandi kröfur varðandi hreyfanleika, bókhald, öryggi, stefnustjórnun, seinkun, áreiðanleika og svo framvegis.
Til dæmis tengir stórfelld internet-tengd þjónusta (IoT) fasta skynjara til að mæla hitastig, rakastig, úrkomu o.s.frv. Það er engin þörf á að skipta yfir í aðra síma, uppfæra staðsetningu eða gera aðra eiginleika helstu þjónustusímanna í farsímanetinu. Að auki þurfa mikilvægar internet-tengdar þjónusta, svo sem sjálfkeyrandi akstur og fjarstýring vélmenna, nokkrar millisekúndur frá upphafi til enda, sem er mjög frábrugðið farsímabreiðbandsþjónustu.
Helstu notkunarsviðsmyndir 5G
Þýðir þetta að við þurfum sérstakt net fyrir hverja þjónustu? Til dæmis þjónar eitt 5G farsíma, eitt 5G stórfelldum hlutum í neti (IoT) og eitt 5G mikilvægum hlutum í neti. Við þurfum þess ekki, því við getum notað netsneiðingu til að aðskilja mörg rökfræðileg net frá aðskildu efnislegu neti, sem er mjög hagkvæm nálgun!
Kröfur um notkun netsneiðingar
Sneiðin af 5G netkerfinu sem lýst er í 5G hvítbókinni sem NGMN gaf út er sýnd hér að neðan:
Hvernig innleiðum við heildstæða netsneiðingu?
(1) 5G þráðlaust aðgangsnet og grunnnet: NFV
Í nútíma farsímaneti er aðaltækið farsíminn. RAN (DU og RU) og kjarnavirkni eru byggð upp úr sérstökum netbúnaði frá RAN-framleiðendum. Til að útfæra netsneiðingu er sýndarvæðing netvirkni (NFV) forsenda. Í grundvallaratriðum er aðalhugmyndin á bak við NFV að dreifa hugbúnaði netvirknivirkni (þ.e. MME, S/P-GW og PCRF í pakkakjarnanum og DU í RAN) öllum í sýndarvélunum á viðskiptaþjónum í stað þess að vera sérstaklega í sérstökum nettækjum þeirra. Á þennan hátt er RAN meðhöndlað sem jaðarský, en kjarnavirknin er meðhöndluð sem kjarnaský. Tengingin milli VMS sem staðsett er á jaðrinum og í kjarnaskýinu er stillt með SDN. Síðan er sneið búin til fyrir hverja þjónustu (þ.e. símasneið, stórfellda IoT-sneið, mikilvæga IoT-sneið, o.s.frv.).
Hvernig á að útfæra eina af Network Slicing(I) aðgerðunum?
Myndin hér að neðan sýnir hvernig hægt er að sýndarvæða hvert þjónustusértækt forrit og setja það upp í hverri sneið. Til dæmis er hægt að stilla sneiðingu á eftirfarandi hátt:
(1) UHD sneiðing: sýndarvæðing DU, 5G kjarna (UP) og skyndiminniþjóna í jaðarskýinu og sýndarvæðing 5G kjarna (CP) og MVO þjóna í kjarnaskýinu.
(2) Símaskipting: sýndarvæðing 5G kjarna (UP og CP) og IMS netþjóna með fullum hreyfanleikamöguleikum í kjarnaskýinu.
(3) Stórfelld sneiðing á hlutum netsins (t.d. skynjaranet): Sýndarvæðing á einföldum og léttum 5G kjarna í kjarnaskýinu hefur enga möguleika á hreyfanleikastjórnun.
(4) Mikilvæg sneiðing á hlutum hlutanna (IoT) fyrir verkefni: Sýndarvæðing 5G kjarna (UP) og tengdra netþjóna (t.d. V2X netþjóna) í jaðarskýinu til að lágmarka seinkun á sendingu.
Hingað til höfum við þurft að búa til sérstakar sneiðar fyrir þjónustu með mismunandi kröfur. Og sýndarnetvirkni er staðsett á mismunandi stöðum í hverri sneið (þ.e. jaðarský eða kjarnaský) í samræmi við mismunandi eiginleika þjónustunnar. Að auki geta sumar netvirkni, svo sem reikningsfærsla, stefnustýring o.s.frv., verið nauðsynlegar í sumum sneiðum en ekki í öðrum. Rekstraraðilar geta sérsniðið netsneiðingu eins og þeir vilja, og líklega á hagkvæmastan hátt.
Hvernig á að útfæra eina af Network Slicing(I) aðgerðunum?
(2) Netsneiðing milli jaðar- og kjarnaskýs: IP/MPLS-SDN
Hugbúnaðarskilgreint netkerfi, þótt það hafi verið einfalt hugtak þegar það var fyrst kynnt til sögunnar, er að verða sífellt flóknara. Sem dæmi má nefna að SDN-tækni getur veitt nettengingu milli sýndarvéla á núverandi netkerfisinnviðum.
Netsneiðing frá enda til enda
Í fyrsta lagi skoðum við hvernig hægt er að tryggja að nettengingin milli jaðarskýsins og kjarna sýndarvélanna í skýinu sé örugg. Netið milli sýndarvélanna þarf að vera útfært á grundvelli IP/MPLS-SDN og Transport SDN. Í þessari grein einbeitum við okkur að IP/MPLS-SDN sem beinaraframleiðendur bjóða upp á. Ericsson og Juniper bjóða bæði upp á IP/MPLS SDN netarkitektúrvörur. Aðgerðirnar eru örlítið ólíkar, en tengingin milli SDN-byggðra sýndarvéla er mjög svipuð.
Í kjarnaskýinu eru sýndarþjónar. Í yfirsýnarhluta þjónsins skaltu keyra innbyggða vRouter/vSwitch. SDN stjórnandinn sér um stillingu gönganna milli sýndarþjónsins og DC G/W leiðarans (PE leiðin sem býr til MPLS L3 VPN í skýjagagnaverinu). Búðu til SDN göng (þ.e. MPLS GRE eða VXLAN) milli hverrar sýndarvélar (t.d. 5G IoT kjarna) og DC G/W leiðara í kjarnaskýinu.
SDN stýringarinn stýrir síðan kortlagningu milli þessara gangna og MPLS L3 VPN, eins og IoT VPN. Ferlið er það sama í jaðarskýinu, þar sem búið er til IoT sneið sem tengist frá jaðarskýinu við IP/MPLS burðarásina og alla leið að kjarnaskýinu. Þetta ferli er hægt að útfæra út frá tækni og stöðlum sem eru þroskaðar og tiltækar hingað til.
(3) Netsneiðing milli jaðar- og kjarnaskýs: IP/MPLS-SDN
Það sem eftir er núna er farsímanetið fyrir framhliðarkerfið. Hvernig aðgreinum við þetta farsímanet á milli jaðarskýsins og 5G RU? Fyrst og fremst þarf að skilgreina 5G framhliðarkerfið. Nokkrir möguleikar eru til umræðu (t.d. að kynna nýtt pakkatengt framhliðarnet með því að endurskilgreina virkni DU og RU), en engin stöðluð skilgreining hefur verið gerð ennþá. Eftirfarandi mynd er skýringarmynd sem kynnt var í vinnuhópi ITU IMT 2020 og gefur dæmi um sýndarvætt framhliðarnet.
Dæmi um 5G C-RAN netsneiðingu eftir ITU stofnuninni
Birtingartími: 2. febrúar 2024
