5G en Netwurk Slicing
As 5G breed neamd wurdt, is Network Slicing de meast besprutsen technology ûnder harren. Netwurkoperators lykas KT, SK Telecom, China Mobile, DT, KDDI, NTT, en apparatuerleveransiers lykas Ericsson, Nokia, en Huawei binne allegear fan betinken dat Network Slicing de ideale netwurkarsjitektuer is foar it 5G-tiidrek.
Dizze nije technology lit operators meardere firtuele end-to-end netwurken yn in hardware-ynfrastruktuer splitse, en elke Network Slice is logysk isolearre fan it apparaat, tagongsnetwurk, transportnetwurk en kearnnetwurk om te foldwaan oan de ferskillende skaaimerken fan ferskate soarten tsjinsten.
Foar elke Network Slice binne tawijde boarnen lykas firtuele servers, netwurkbânbreedte en kwaliteit fan tsjinst folslein garandearre. Omdat slices fan elkoar isolearre binne, sille flaters of mislearrings yn ien slice gjin ynfloed hawwe op de kommunikaasje fan oare slices.
Wêrom hat 5G Network Slicing nedich?
Fan it ferline oant it hjoeddeiske 4G-netwurk tsjinje mobile netwurken benammen mobile tillefoans, en dogge se oer it algemien allinich wat optimalisaasje foar mobile tillefoans. Yn it 5G-tiidrek moatte mobile netwurken lykwols apparaten fan ferskate soarten en easken tsjinje. In protte fan 'e neamde tapassingsscenario's omfetsje mobile breedbân, grutskalige IoT, en missy-krityske IoT. Se hawwe allegear ferskillende soarten netwurken nedich en hawwe ferskillende easken op it mêd fan mobiliteit, boekhâlding, feiligens, beliedskontrôle, latency, betrouberens en sa fierder.
Bygelyks, in grutskalige IoT-tsjinst ferbynt fêste sensoren om temperatuer, fochtigens, delslach, ensfh. te mjitten. D'r is gjin needsaak foar oerdrachten, lokaasje-updates en oare funksjes fan 'e wichtichste tillefoans yn it mobile netwurk. Derneist fereaskje missy-krityske IoT-tsjinsten lykas autonoom riden en ôfstânsbetsjinning fan robots in end-to-end latency fan ferskate millisekonden, wat hiel oars is as mobile breedbântsjinsten.
Wichtichste tapassingsscenario's fan 5G
Betsjut dit dat wy in tawijd netwurk nedich binne foar elke tsjinst? Bygelyks, ien tsjinnet 5G mobile tillefoans, ien tsjinnet 5G massive IoT, en ien tsjinnet 5G missy-krityske IoT. Wy hoege dat net, om't wy netwurk slicing kinne brûke om meardere logyske netwurken te splitsen fan in apart fysyk netwurk, wat in heul kosten-effektive oanpak is!
Applikaasjeeasken foar Network Slicing
De 5G-netwurkslice dy't beskreaun wurdt yn it 5G-wytboek útbrocht troch de NGMN wurdt hjirûnder werjûn:
Hoe ymplementearje wy end-to-end Network Slicing?
(1) 5G draadloos tagongsnetwurk en kearnnetwurk: NFV
Yn it mobile netwurk fan hjoed is it wichtichste apparaat de mobile tillefoan. RAN (DU en RU) en kearnfunksjes wurde boud fan tawijde netwurkapparatuer levere troch RAN-leveransiers. Om netwurkslicing te ymplementearjen, is Network Function Virtualization (NFV) in fereaske. Yn prinsipe is it wichtichste idee fan NFV om de netwurkfunksjesoftware (d.w.s. MME, S/P-GW en PCRF yn 'e pakketkearn en DU yn 'e RAN) allegear yn 'e firtuele masines op 'e kommersjele servers te ynstallearjen ynstee fan apart yn har tawijde netwurkapparaten. Op dizze manier wurdt de RAN behannele as de edge cloud, wylst de kearnfunksje wurdt behannele as de core cloud. De ferbining tusken VMS oan 'e râne en yn 'e core cloud wurdt konfigurearre mei SDN. Dan wurdt in slice makke foar elke tsjinst (d.w.s. tillefoanslice, massive iot-slice, missykrityske iot-slice, ensfh.).
Hoe kinne jo ien fan 'e Network Slicing (I) ymplementearje?
De ûndersteande figuer lit sjen hoe't elke tsjinstspesifike applikaasje firtualisearre en yn elke slice ynstalleare wurde kin. Bygelyks, slicing kin as folget konfigurearre wurde:
(1) UHD slicing: virtualisearjen fan DU, 5G core (UP) en cache-tsjinners yn 'e edge cloud, en virtualisearjen fan 5G core (CP) en MVO-tsjinners yn 'e core cloud
(2) Tillefoanslicing: it virtualisearjen fan 5G-kearnen (UP en CP) en IMS-tsjinners mei folsleine mobiliteitsmooglikheden yn 'e kearnwolk
(3) Grutskalige IoT-slicing (bygelyks sensornetwurken): It virtualisearjen fan in ienfâldige en lichtgewicht 5G-kearn yn 'e kearnwolk hat gjin mobiliteitsbehearmooglikheden.
(4) Misjekrityske IoT-slicing: Virtualisearjen fan 5G-kearnen (UP) en assosjearre servers (bygelyks V2X-servers) yn 'e edge cloud om transmissielatency te minimalisearjen
Oant no ta moasten wy tawijde slices oanmeitsje foar tsjinsten mei ferskillende easken. En de firtuele netwurkfunksjes wurde op ferskillende lokaasjes yn elke slice pleatst (d.w.s. edge cloud of core cloud) neffens ferskillende tsjinstkarakteristiken. Derneist kinne guon netwurkfunksjes, lykas fakturearring, beliedskontrôle, ensfh., nedich wêze yn guon slices, mar net yn oaren. Operators kinne netwurkslicing oanpasse lykas se wolle, en wierskynlik de meast kosten-effektive manier.
Hoe kinne jo ien fan 'e Network Slicing (I) ymplementearje?
(2) Netwurksnijing tusken râne- en kearnwolk: IP/MPLS-SDN
Software-defined networking, hoewol in ienfâldich konsept doe't it foar it earst yntrodusearre waard, wurdt hieltyd komplekser. Mei de foarm fan Overlay as foarbyld kin SDN-technology in netwurkferbining leverje tusken firtuele masines op 'e besteande netwurkynfrastruktuer.
Ein-oan-ein netwurk slicing
Earst sjogge wy nei hoe't wy derfoar soargje kinne dat de netwurkferbining tusken de edge cloud en de core cloud firtuele masines feilich is. It netwurk tusken de firtuele masines moat ymplementearre wurde op basis fan IP/MPLS-SDN en Transport SDN. Yn dit artikel rjochtsje wy ús op IP/MPLS-SDN levere troch routerleveransiers. Ericsson en Juniper biede beide IP/MPLS SDN-netwurkarsjitektuerprodukten oan. De operaasjes binne wat oars, mar de ferbining tusken SDN-basearre VMS is tige ferlykber.
Yn 'e kearnwolk binne firtualisearre servers. Yn 'e hypervisor fan 'e server, fier de ynboude vRouter/vSwitch út. De SDN-controller soarget foar de tunnelkonfiguraasje tusken de firtualisearre server en de DC G/W-router (de PE-router dy't de MPLS L3 VPN yn it wolkdatasintrum makket). Meitsje SDN-tunnels (d.w.s. MPLS GRE of VXLAN) tusken elke firtuele masine (bgl. 5G IoT-kearn) en DC G/W-routers yn 'e kearnwolk.
De SDN-controller beheart dan de mapping tusken dizze tunnels en de MPLS L3 VPN, lykas de IoT VPN. It proses is itselde yn 'e edge cloud, wêrby't in IoT-slice makke wurdt dy't ferbûn is fan 'e edge cloud nei de IP/MPLS-backbone en hielendal nei de core cloud. Dit proses kin ymplementearre wurde op basis fan technologyen en noarmen dy't oant no ta folwoeksen en beskikber binne.
(3) Netwurksnijing tusken râne- en kearnwolk: IP/MPLS-SDN
Wat no oerbliuwt is it mobile fronthaul-netwurk. Hoe kinne wy dit mobile fronthold-netwurk tusken de edge cloud en de 5G RU skiede? Earst moat it 5G fronthaul-netwurk definieare wurde. Der binne wat opsjes yn diskusje (bygelyks, it yntrodusearjen fan in nij pakket-basearre forward-netwurk troch de funksjonaliteit fan DU en RU opnij te definiearjen), mar der is noch gjin standertdefinysje makke. De folgjende figuer is in diagram presintearre yn 'e ITU IMT 2020-wurkgroep en jout in foarbyld fan in firtualisearre fronthaul-netwurk.
Foarbyld fan 5G C-RAN Network Slicing troch ITU-organisaasje
Pleatsingstiid: 2 febrewaris 2024
