5G und Netzwerkschneide
Wenn 5G allgemein erwähnt wird, ist das Netzwerkschneide die am meisten diskutierte Technologie unter ihnen. Netzbetreiber wie KT, SK Telecom, China Mobile, DT, KDDI, NTT und Geräteanbieter wie Ericsson, Nokia und Huawei sind der Ansicht, dass das Netzwerkschneide die ideale Netzwerkarchitektur für die 5G -Ära ist.
Diese neue Technologie ermöglicht es den Betreibern, mehrere virtuelle End-to-End-Netzwerke in einer Hardware-Infrastruktur aufzuteilen, und jedes Netzwerkschicht wird logisch aus dem Gerät, dem Zugangsnetz, dem Transportnetz und dem Kernnetz isoliert, um die verschiedenen Eigenschaften verschiedener Arten von Diensten zu erfüllen.
Für jede Netzwerkscheibe sind spezielle Ressourcen wie virtuelle Server, Netzwerkbandbreite und Servicequalität vollständig garantiert. Da Scheiben voneinander isoliert sind, wirken sich Fehler oder Fehler in einem Schicht nicht auf die Kommunikation anderer Scheiben aus.
Warum braucht 5G Netzwerkschneide?
Von der Vergangenheit bis zum aktuellen 4G -Netzwerk bedienen Mobilfunknetze hauptsächlich Mobiltelefone und führen im Allgemeinen nur eine gewisse Optimierung für Mobiltelefone durch. In der 5G -Ära müssen mobile Netzwerke jedoch Geräte verschiedener Arten und Anforderungen bedienen. Viele der genannten Anwendungsszenarien umfassen mobiles Breitband, groß angelegte IoT und ein missionskritisches IoT. Sie alle benötigen verschiedene Arten von Netzwerken und haben unterschiedliche Anforderungen an Mobilität, Buchhaltung, Sicherheit, Richtlinienkontrolle, Latenz, Zuverlässigkeit usw.
Beispielsweise verbindet ein groß angelegter IoT-Dienst feste Sensoren, um Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Niederschlag usw. zu messen. Es besteht keine Notwendigkeit von Handovers, Standortaktualisierungen und anderen Funktionen der Hauptdiener-Telefone im Mobilfunknetz. Darüber hinaus erfordern missionskritische IoT-Dienste wie autonome Fahren und Fernbedienung von Robotern eine End-to-End-Latenz mehrerer Millisekunden, die sich stark von mobilen Breitbanddiensten unterscheiden.
Hauptanwendungsszenarien von 5G
Bedeutet dies, dass wir für jeden Dienst ein dediziertes Netzwerk benötigen? Zum Beispiel dient man 5G Mobiltelefonen, man dient 5G massivem IoT und man serviert 5G -missionkritisches IoT. Wir müssen nicht, da wir Netzwerkschneide verwenden können, um mehrere logische Netzwerke aus einem separaten physischen Netzwerk aufzuteilen, was ein sehr kostengünstiger Ansatz ist!
Anwendungsanforderungen für Netzwerkschnitte
Das 5G -Netzwerkschicht, das im 5G -Whitepaper beschrieben wird, das vom NGMN veröffentlicht wurde, ist unten gezeigt:
Wie implementieren wir End-to-End-Netzwerkschnitte?
(1) 5G Wireless Access -Netzwerk und Kernnetzwerk: NFV
Im heutigen Mobilfunknetz ist das Hauptgerät das Mobiltelefon. Ran (du und Ru) und Kernfunktionen werden aus dedizierten Netzwerkausrüstungen von Ran -Anbietern gebaut. Zur Implementierung von Netzwerkschnitten ist die Netzwerkfunktion Virtualization (NFV) eine Voraussetzung. Grundsätzlich ist die Hauptidee von NFV die Bereitstellung der Netzwerkfunktionssoftware (dh MME, S/P-GW und PCRF im Paketkern und DU im RAN) in den virtuellen Maschinen auf den Geschäftsservern anstatt in ihren dedizierten Netzwerkgeräten. Auf diese Weise wird der RAN als Edge -Wolke behandelt, während die Kernfunktion als Kernwolke behandelt wird. Die Verbindung zwischen VMs am Rand und in der Kernwolke wird mit SDN konfiguriert. Anschließend wird für jeden Dienst eine Scheibe erstellt (dh Telefonschneide, massive IoT -Slice, geschäftskritische IoT -Slice usw.).
Wie implementieren Sie eine der Netzwerkschnitte (i)?
Die folgende Abbildung zeigt, wie jede servicespezifische Anwendung in jeder Scheibe virtualisiert und installiert werden kann. Zum Beispiel kann das Schneiden wie folgt konfiguriert werden:
(1) UHD Slicing: Virtualisierung von DU, 5G Core (UP) und Cache -Servern in der Edge -Cloud und Virtualisierung von 5G Core (CP) und MVO -Servern in der Kernwolke virtualisiert
(2) Telefonschneide: Virtualisierung von 5G -Kernen (UP und CP) und IMS -Servern mit vollständigen Mobilitätsfunktionen in der Kernwolke
(3) großräumiges IoT-Slicing (z. B. Sensornetzwerke): Virtualisierung eines einfachen und leichten 5G-Kerns in der Kern-Cloud hat keine Funktionen für Mobilitätsverwaltung
(4) Missionskritisches IoT-Slicing: Virtualisierung von 5G-Kernen (UP) und zugehörigen Servern (z.
Bisher mussten wir dedizierte Scheiben für Dienste mit unterschiedlichen Anforderungen erstellen. Die virtuellen Netzwerkfunktionen werden an verschiedenen Stellen in jedem Slice (dh, Edge -Cloud oder Core Cloud) gemäß verschiedenen Servicemerkmalen platziert. Darüber hinaus können einige Netzwerkfunktionen wie Abrechnung, Richtlinienkontrolle usw. in einigen Scheiben erforderlich sein, jedoch nicht in anderen. Die Betreiber können Netzwerke so anpassen, wie sie möchten, und wahrscheinlich den kostengünstigsten Weg.
Wie implementieren Sie eine der Netzwerkschnitte (i)?
(2) Netzwerkschneide zwischen Edge und Core Cloud: IP/MPLS-SDN
Software definierte Netzwerke, obwohl ein einfaches Konzept bei der ersten Einführung, wird immer komplexer. In Form von Overlay als Beispiel kann die SDN -Technologie eine Netzwerkverbindung zwischen virtuellen Maschinen in der vorhandenen Netzwerkinfrastruktur herstellen.
End-to-End-Netzwerkschneide
Zunächst prüfen wir, wie die Netzwerkverbindung zwischen der Edge -Cloud und den virtuellen Core -Core -Maschinen sicher ist. Das Netzwerk zwischen den virtuellen Maschinen muss basierend auf IP/MPLS-SDN und Transport-SDN implementiert werden. In diesem Artikel konzentrieren wir uns auf IP/MPLS-SDN, die von Router-Anbietern bereitgestellt werden. Ericsson und Juniper bieten beide IP/MPLS SDN Network Architecture -Produkte an. Die Vorgänge sind geringfügig unterschiedlich, aber die Konnektivität zwischen SDN-basierten VMs ist sehr ähnlich.
In der Kernwolke befinden sich virtualisierte Server. Führen Sie im Hypervisor des Servers den integrierten Vrouter/Vswitch aus. Der SDN -Controller bietet die Tunnelkonfiguration zwischen dem virtualisierten Server und dem DC G/W -Router (dem PE -Router, der das MPLS L3 VPN im Cloud -Rechenzentrum erstellt). Erstellen Sie SDN -Tunnel (dh MPLS GRE oder VXLAN) zwischen jeder virtuellen Maschine (z. B. 5G IoT -Kern) und DC G/W -Routern in der Kernwolke.
Der SDN -Controller verwaltet dann die Zuordnung zwischen diesen Tunneln und dem MPLS L3 VPN, wie dem IoT VPN. Der Vorgang ist in der Kantenwolke gleich und erstellt ein IoT -Schnitt, das von der Kantenwolke mit dem Backbone IP/MPLS und bis zur Kernwolke verbunden ist. Dieser Prozess kann basierend auf Technologien und Standards implementiert werden, die bisher ausgereift und verfügbar sind.
(3) Netzwerkschneide zwischen Edge und Core Cloud: IP/MPLS-SDN
Was jetzt bleibt, ist das mobile Fronthawall -Netzwerk. Wie schneiden wir dieses mobile Netzwerk -Netzwerk zwischen der Edge Cloud und der 5G RU ab? Zunächst muss das 5G Front-Haul-Netzwerk zuerst definiert werden. Es gibt einige Optionen, die diskutiert werden (z. B. die Einführung eines neuen Paket-basierten Vorwärtsnetzwerks, indem die Funktionalität von DU und Ru neu definiert wird), aber es wurden noch keine Standarddefinition vorgenommen. Die folgende Abbildung ist ein Diagramm, das in der ITU IMT 2020 -Arbeitsgruppe vorgestellt wurde und ein Beispiel für ein virtualisiertes Fronhaul -Netzwerk gibt.
Beispiel für 5G C-RAN-Netzwerkschnitte nach ITU-Organisation
Postzeit: Februar 02.02.2024
