5G kaj Reta Tranĉado
Kiam oni vaste mencias 5G, Network Slicing estas la plej diskutata teknologio inter ili. Retaj funkciigistoj kiel KT, SK Telecom, China Mobile, DT, KDDI, NTT, kaj ekipaĵvendistoj kiel Ericsson, Nokia kaj Huawei ĉiuj kredas, ke Network Slicing estas la ideala retarkitekturo por la 5G-epoko.
Ĉi tiu nova teknologio permesas al funkciigistoj dividi plurajn virtualajn fin-al-finajn retojn en aparatara infrastrukturo, kaj ĉiu Rettranĉaĵo estas logike izolita de la aparato, alirreto, transportreto kaj kerna reto por plenumi la malsamajn karakterizaĵojn de diversaj specoj de servoj.
Por ĉiu Reta Tranĉaĵo, dediĉitaj rimedoj kiel virtualaj serviloj, retlarĝo kaj servokvalito estas plene garantiitaj. Ĉar tranĉaĵoj estas izolitaj unu de la alia, eraroj aŭ fiaskoj en unu tranĉaĵo ne influos la komunikadon de aliaj tranĉaĵoj.
Kial 5G bezonas rettranĉadon?
De la pasinteco ĝis la nuna 4G-reto, moveblaj retoj ĉefe servas poŝtelefonojn, kaj ĝenerale nur faras iom da optimumigo por poŝtelefonoj. Tamen, en la 5G-epoko, moveblaj retoj devas servi aparatojn de diversaj tipoj kaj postuloj. Multaj el la menciitaj aplikaj scenaroj inkluzivas moveblan larĝbendon, grandskalan IoT, kaj misi-kritikan IoT. Ili ĉiuj bezonas malsamajn tipojn de retoj kaj havas malsamajn postulojn rilate al movebleco, kontado, sekureco, strategiokontrolo, latenteco, fidindeco kaj tiel plu.
Ekzemple, grandskala IoT-servo konektas fiksajn sensilojn por mezuri temperaturon, humidecon, pluvokvanton, ktp. Ne necesas transdonoj, lokĝisdatigoj kaj aliaj funkcioj de la ĉefaj servantaj telefonoj en la poŝtelefona reto. Krome, misi-kritikaj IoT-servoj kiel aŭtonoma veturado kaj teleregado de robotoj postulas fin-al-finan latentecon de pluraj milisekundoj, kio estas tre malsama ol mobillarĝbendaj servoj.
Ĉefaj Aplikaj Scenaroj de 5G
Ĉu tio signifas, ke ni bezonas dediĉitan reton por ĉiu servo? Ekzemple, unu servas 5G poŝtelefonojn, unu servas 5G amasan Interreton de Aĵoj (IoT), kaj unu servas 5G misio-kritikan IoT. Ni ne bezonas, ĉar ni povas uzi rettranĉadon por dividi plurajn logikajn retojn el aparta fizika reto, kio estas tre kostefika aliro!
Aplikaĵaj Postuloj por Reta Tranĉado
La 5G-reta tranĉaĵo priskribita en la 5G-blanka libro publikigita de NGMN estas montrita sube:
Kiel ni efektivigas fin-al-finan Retan Tranĉadon?
(1) 5G sendrata alirreto kaj kerna reto: NFV
En la hodiaŭa movebla reto, la ĉefa aparato estas la poŝtelefono. RAN (DU kaj RU) kaj kernaj funkcioj estas konstruitaj el dediĉita reta ekipaĵo provizita de RAN-vendistoj. Por efektivigi rettranĉadon, Retfunkcia Virtualigo (NFV) estas antaŭkondiĉo. Baze, la ĉefa ideo de NFV estas deploji la retfunkcian programaron (ekzemple, MME, S/P-GW kaj PCRF en la pakaĵkerno kaj DU en la RAN) ĉion en la virtualaj maŝinoj sur la komercaj serviloj anstataŭ aparte en iliaj dediĉitaj retaj aparatoj. Tiamaniere, la RAN estas traktata kiel la randa nubo, dum la kerna funkcio estas traktata kiel la kerna nubo. La konekto inter VMS situanta ĉe la rando kaj en la kerna nubo estas agordita per SDN. Poste, tranĉaĵo estas kreita por ĉiu servo (ekzemple, telefona tranĉaĵo, masiva IoT-tranĉaĵo, misi-kritika IoT-tranĉaĵo, ktp.).
Kiel efektivigi unu el la Retaj Tranĉadoj (I)?
La suba figuro montras kiel ĉiu servo-specifa aplikaĵo povas esti virtualigita kaj instalita en ĉiu tranĉaĵo. Ekzemple, tranĉaĵo povas esti agordita jene:
(1) UHD-tranĉado: virtualigo de DU, 5G-kernaj (UP) kaj kaŝmemoraj serviloj en la randa nubo, kaj virtualigo de 5G-kernaj (CP) kaj MVO-serviloj en la kerna nubo
(2) Telefontranĉado: virtualigo de 5G-kernoj (UP kaj CP) kaj IMS-serviloj kun plenaj moveblecaj kapabloj en la kerna nubo
(3) Grandskala IoT-tranĉado (ekz., sensilretoj): Virtualigi simplan kaj malpezan 5G-kernon en la kerna nubo ne havas moveblecajn administradajn kapablojn.
(4) Misi-kritika IoT-tranĉado: Virtualigo de 5G-kernoj (UP) kaj rilataj serviloj (ekz., V2X-serviloj) en la randa nubo por minimumigi dissendan latentecon
Ĝis nun, ni devis krei dediĉitajn tranĉaĵojn por servoj kun malsamaj postuloj. Kaj la virtualaj retfunkcioj estas lokigitaj en malsamaj lokoj en ĉiu tranĉaĵo (t.e., randa nubo aŭ kerna nubo) laŭ malsamaj servaj karakterizaĵoj. Krome, iuj retfunkcioj, kiel fakturado, strategikontrolo, ktp., povas esti necesaj en iuj tranĉaĵoj, sed ne en aliaj. Funkciigistoj povas adapti la rettranĉaĵon laŭ sia plaĉo, kaj probable laŭ la plej kostefika maniero.
Kiel efektivigi unu el la Retaj Tranĉadoj (I)?
(2) Rettranĉado inter rando kaj kerna nubo: IP/MPLS-SDN
Programar-difinita retigado, kvankam simpla koncepto kiam ĝi unue estis enkondukita, fariĝas pli kaj pli kompleksa. Prenante la formon de "Overlay" kiel ekzemplon, SDN-teknologio povas provizi retkonekton inter virtualaj maŝinoj sur la ekzistanta retinfrastrukturo.
Fin-al-fina Rettranĉado
Unue, ni rigardas kiel certigi, ke la retkonekto inter la randa nubo kaj la kernaj nubaj virtualaj maŝinoj estas sekura. La reto inter la virtualaj maŝinoj devas esti efektivigita surbaze de IP/MPLS-SDN kaj Transport SDN. En ĉi tiu artikolo, ni fokusiĝas al IP/MPLS-SDN provizita de enkursigilo-vendistoj. Ericsson kaj Juniper ambaŭ ofertas IP/MPLS-SDN-retarkitekturajn produktojn. La operacioj estas iomete malsamaj, sed la konektebleco inter SDN-bazitaj VMS estas tre simila.
En la kerna nubo estas virtualigitaj serviloj. En la hipervizoro de la servilo, funkciigu la enkonstruitan vRouter/vSwitch. La SDN-regilo provizas la tunelan agordon inter la virtualigita servilo kaj la DC G/W-enkursigilo (la PE-enkursigilo kiu kreas la MPLS L3 VPN en la nuba datumcentro). Kreu SDN-tunelojn (ekz. MPLS GRE aŭ VXLAN) inter ĉiu virtuala maŝino (ekz. 5G IoT-kerno) kaj DC G/W-enkursigiloj en la kerna nubo.
La SDN-regilo tiam administras la mapadon inter ĉi tiuj tuneloj kaj la MPLS L3 VPN, kiel ekzemple la IoT VPN. La procezo estas la sama en la randa nubo, kreante IoT-tranĉaĵon konektitan de la randa nubo al la IP/MPLS-ĉefreto kaj la tutan vojon al la kerna nubo. Ĉi tiu procezo povas esti efektivigita surbaze de teknologioj kaj normoj, kiuj estas maturaj kaj haveblaj ĝis nun.
(3) Rettranĉado inter rando kaj kerna nubo: IP/MPLS-SDN
Nun restas la movebla fronta reto. Kiel ni dividas ĉi tiun moveblan frontan reton inter la randa nubo kaj la 5G RU? Unue, la 5G fronta transporta reto devas esti difinita. Estas kelkaj ebloj sub diskuto (ekz., enkonduki novan pakaĵ-bazitan plusenan reton per redifinado de la funkcieco de DU kaj RU), sed ankoraŭ neniu norma difino estas farita. La sekva figuro estas diagramo prezentita en la laborgrupo de ITU IMT 2020 kaj donas ekzemplon de virtualigita fronta transporta reto.
Ekzemplo de 5G C-RAN-rettranĉado fare de ITU-organizo
Afiŝtempo: 2-a de februaro 2024
