5G at Paghiwa-hiwalay ng Network
Kapag malawakang nababanggit ang 5G, ang Network Slicing ang pinakapinag-uusapang teknolohiya sa kanila. Naniniwala ang mga operator ng network tulad ng KT, SK Telecom, China Mobile, DT, KDDI, NTT, at mga nagtitinda ng kagamitan tulad ng Ericsson, Nokia, at Huawei na ang Network Slicing ang mainam na arkitektura ng network para sa panahon ng 5G.
Ang bagong teknolohiyang ito ay nagbibigay-daan sa mga operator na hatiin ang maraming virtual end-to-end network sa isang hardware infrastructure, at ang bawat Network Slice ay lohikal na nakahiwalay mula sa device, access network, transport network, at core network upang matugunan ang iba't ibang katangian ng iba't ibang uri ng serbisyo.
Para sa bawat Network Slice, ang mga nakalaang resources tulad ng mga virtual server, bandwidth ng network, at kalidad ng serbisyo ay ganap na ginagarantiyahan. Dahil ang mga slice ay nakahiwalay sa isa't isa, ang mga error o pagkabigo sa isang slice ay hindi makakaapekto sa komunikasyon ng iba pang mga slice.
Bakit kailangan ng 5G ang Network Slicing?
Mula noon hanggang sa kasalukuyang 4G network, ang mga mobile network ay pangunahing nagsisilbi sa mga mobile phone, at sa pangkalahatan ay gumagawa lamang ng ilang pag-optimize para sa mga mobile phone. Gayunpaman, sa panahon ng 5G, ang mga mobile network ay kailangang maglingkod sa mga device na may iba't ibang uri at pangangailangan. Marami sa mga nabanggit na sitwasyon ng aplikasyon ay kinabibilangan ng mobile broadband, large-scale ioT, at mission-critical ioT. Lahat sila ay nangangailangan ng iba't ibang uri ng network at may iba't ibang pangangailangan sa mobility, accounting, seguridad, kontrol sa patakaran, latency, reliability at iba pa.
Halimbawa, ang isang malawakang serbisyo ng iot ay nagkokonekta ng mga nakapirming sensor upang sukatin ang temperatura, halumigmig, ulan, atbp. Hindi na kailangan ng mga paglilipat, pag-update ng lokasyon, at iba pang mga tampok ng mga pangunahing teleponong nagseserbisyo sa mobile network. Bukod pa rito, ang mga kritikal na serbisyo ng iot tulad ng autonomous driving at remote control ng mga robot ay nangangailangan ng end-to-end latency na ilang millisecond, na ibang-iba sa mga serbisyo ng mobile broadband.
Pangunahing mga Senaryo ng Aplikasyon ng 5G
Nangangahulugan ba ito na kailangan natin ng isang nakalaang network para sa bawat serbisyo? Halimbawa, ang isa ay nagsisilbi sa 5G mobile phone, ang isa ay nagsisilbi sa 5G massive ioT, at ang isa ay nagsisilbi sa 5G mission critical ioT. Hindi natin kailangan, dahil maaari nating gamitin ang network slicing upang hatiin ang maraming logical network mula sa isang hiwalay na pisikal na network, na isang napaka-cost-effective na paraan!
Mga Kinakailangan sa Aplikasyon para sa Network Slicing
Ang bahagi ng 5G network na inilarawan sa 5G white paper na inilabas ng NGMN ay ipinapakita sa ibaba:
Paano natin ipatutupad ang end-to-end Network Slicing?
(1) 5G wireless access network at pangunahing network: NFV
Sa mobile network ngayon, ang pangunahing device ay ang mobile phone. Ang RAN(DU at RU) at mga core function ay binubuo mula sa mga nakalaang network equipment na ibinibigay ng mga RAN vendor. Upang maipatupad ang network slicing, ang Network Function Virtualization (NFV) ay isang kinakailangan. Sa madaling salita, ang pangunahing ideya ng NFV ay ang pag-deploy ng network function software (ibig sabihin, MME, S/P-GW at PCRF sa packet core at DU sa RAN) lahat sa mga virtual machine sa mga commercial server sa halip na magkahiwalay sa kanilang mga nakalaang network device. Sa ganitong paraan, ang RAN ay itinuturing na edge cloud, habang ang core function ay itinuturing na core cloud. Ang koneksyon sa pagitan ng VMS na matatagpuan sa edge at sa core cloud ay kino-configure gamit ang SDN. Pagkatapos, isang slice ang ginagawa para sa bawat serbisyo (ibig sabihin, phone slice, massive iot slice, mission critical iot slice, atbp.).
Paano ipatupad ang isa sa Network Slicing(I)?
Ipinapakita ng pigura sa ibaba kung paano maaaring i-virtualize at i-install ang bawat application na partikular sa serbisyo sa bawat slice. Halimbawa, ang slicing ay maaaring i-configure gaya ng sumusunod:
(1) Paghiwa-hiwalay ng UHD: pag-virtualize ng mga DU, 5G core (UP) at cache server sa edge cloud, at pag-virtualize ng mga 5G core (CP) at MVO server sa core cloud
(2) Paghiwa-hiwalay ng telepono: pag-virtualize ng mga 5G core (UP at CP) at mga IMS server na may ganap na kakayahan sa mobility sa core cloud
(3) Malawakang pag-i-iot slicing (hal., mga sensor network): Ang pag-virtualize ng isang simple at magaan na 5G core sa core cloud ay walang kakayahan sa pamamahala ng mobility.
(4) Mahalagang misyon sa pag-i-iot slicing: Pag-virtualize ng 5G cores (UP) at mga kaugnay na server (hal., mga V2X server) sa edge cloud para sa pagliit ng transmission latency
Sa ngayon, kailangan pa naming lumikha ng mga nakalaang slice para sa mga serbisyong may iba't ibang pangangailangan. At ang mga virtual network function ay inilalagay sa iba't ibang lokasyon sa bawat slice (ibig sabihin, edge cloud o core cloud) ayon sa iba't ibang katangian ng serbisyo. Bukod pa rito, ang ilang network function, tulad ng billing, policy control, atbp., ay maaaring kailanganin sa ilang slice, ngunit hindi sa iba. Maaaring i-customize ng mga operator ang network slicing sa paraang gusto nila, at marahil ang pinaka-cost-effective na paraan.
Paano ipatupad ang isa sa Network Slicing(I)?
(2) Paghihiwalay ng network sa pagitan ng edge at core cloud: IP/MPLS-SDN
Ang software-defined networking, bagama't isang simpleng konsepto noong una itong ipinakilala, ay nagiging mas kumplikado. Gamit ang anyo ng Overlay bilang halimbawa, ang teknolohiya ng SDN ay maaaring magbigay ng koneksyon sa network sa pagitan ng mga virtual machine sa umiiral na imprastraktura ng network.
Paghiwa-hiwalay ng Network mula dulo hanggang dulo
Una, titingnan natin kung paano masisiguro na ligtas ang koneksyon sa network sa pagitan ng edge cloud at ng core cloud virtual machines. Ang network sa pagitan ng mga virtual machine ay kailangang ipatupad batay sa IP/MPLS-SDN at Transport SDN. Sa papel na ito, tututuon tayo sa IP/MPLS-SDN na ibinibigay ng mga router vendor. Parehong nag-aalok ang Ericsson at Juniper ng mga produktong arkitektura ng network na IP/MPLS SDN. Bahagyang magkaiba ang mga operasyon, ngunit ang koneksyon sa pagitan ng mga SDN-based VMS ay halos magkapareho.
Sa core cloud matatagpuan ang mga virtualized server. Sa hypervisor ng server, patakbuhin ang built-in na vRouter/vSwitch. Ang SDN controller ang nagbibigay ng tunnel configuration sa pagitan ng virtualized server at ng DC G/W router (ang PE router na lumilikha ng MPLS L3 VPN sa cloud data center). Gumawa ng mga SDN tunnel (hal. MPLS GRE o VXLAN) sa pagitan ng bawat virtual machine (hal. 5G IoT core) at DC G/W router sa core cloud.
Pagkatapos, pinamamahalaan ng SDN controller ang pagmamapa sa pagitan ng mga tunnel na ito at ng MPLS L3 VPN, tulad ng IoT VPN. Ang proseso ay pareho sa edge cloud, na lumilikha ng isang iot slice na konektado mula sa edge cloud patungo sa IP/MPLS backbone at hanggang sa core cloud. Ang prosesong ito ay maaaring ipatupad batay sa mga teknolohiya at pamantayan na mature at magagamit sa ngayon.
(3) Paghihiwalay ng network sa pagitan ng edge at core cloud: IP/MPLS-SDN
Ang natitira na lang ngayon ay ang mobile fronthaul network. Paano natin puputulin ang mobile fronthold network na ito sa pagitan ng edge cloud at ng 5G RU? Una sa lahat, dapat munang tukuyin ang 5G front-haul network. May ilang opsyon na pinag-uusapan (hal., pagpapakilala ng isang bagong packet-based forward network sa pamamagitan ng muling pagtukoy sa functionality ng DU at RU), ngunit wala pang karaniwang kahulugan na nagawa. Ang sumusunod na pigura ay isang diagram na ipinakita sa ITU IMT 2020 working group at nagbibigay ng isang halimbawa ng isang virtualized fronthaul network.
Halimbawa ng 5G C-RAN Network Slicing ng ITU Organization
Oras ng pag-post: Pebrero 02, 2024
