5G at Network Slicing
Kapag malawak na binanggit ang 5G, ang Network Slicing ang pinaka-tinatalakay na teknolohiya sa kanila. Ang mga operator ng network tulad ng KT, SK Telecom, China Mobile, DT, KDDI, NTT, at mga vendor ng kagamitan gaya ng Ericsson, Nokia, at Huawei ay naniniwala lahat na ang Network Slicing ay ang perpektong arkitektura ng network para sa panahon ng 5G.
Ang bagong teknolohiyang ito ay nagpapahintulot sa mga operator na hatiin ang maramihang mga virtual na end-to-end na network sa isang hardware na imprastraktura, at ang bawat Network Slice ay lohikal na nakahiwalay sa device, access network, transport network at core network upang matugunan ang iba't ibang katangian ng iba't ibang uri ng mga serbisyo.
Para sa bawat Network Slice, ang mga nakalaang mapagkukunan tulad ng mga virtual server, bandwidth ng network, at kalidad ng serbisyo ay ganap na ginagarantiyahan. Dahil ang mga hiwa ay nakahiwalay sa isa't isa, ang mga error o pagkabigo sa isang slice ay hindi makakaapekto sa komunikasyon ng iba pang mga hiwa.
Bakit kailangan ng 5G ang Network Slicing?
Mula sa nakaraan 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, kailangan ng mga mobile network na maghatid ng mga device na may iba't ibang uri at kinakailangan. Marami sa mga nabanggit na sitwasyon ng application ay kinabibilangan ng mobile broadband, large-scale iot, at mission-critical iot. Lahat sila ay nangangailangan ng iba't ibang uri ng mga network at may iba't ibang mga kinakailangan sa kadaliang kumilos, accounting, seguridad, kontrol sa patakaran, latency, pagiging maaasahan at iba pa.
Halimbawa, ang malakihang serbisyo ng iot ay nagkokonekta ng mga nakapirming sensor upang sukatin ang temperatura, halumigmig, patak ng ulan, atbp. Hindi na kailangan para sa mga handover, pag-update ng lokasyon, at iba pang mga tampok ng pangunahing paghahatid ng mga telepono sa mobile network. Bilang karagdagan, ang mga serbisyong kritikal sa misyon tulad ng autonomous na pagmamaneho at remote control ng mga robot ay nangangailangan ng end-to-end latency ng ilang millisecond, na ibang-iba sa mga serbisyo ng mobile broadband.
Pangunahing Mga Sitwasyon ng Application ng 5G
Nangangahulugan ba ito na kailangan natin ng dedikadong network para sa bawat serbisyo? Halimbawa, ang isa ay nagse-serve ng 5G mobile phone, ang isa ay nagse-serve ng 5G massive iot, at ang isa ay nagse-serve ng 5G mission critical iot. Hindi namin kailangan, dahil maaari naming gamitin ang network slicing upang hatiin ang maraming lohikal na network mula sa isang hiwalay na pisikal na network, na isang napaka-cost-effective na diskarte!
Mga Kinakailangan sa Application para sa Network Slicing
Ang 5G network slice na inilarawan sa 5G white paper na inilabas ng NGMN ay ipinapakita sa ibaba:
Paano natin ipapatupad ang end-to-end na 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 pangunahing function ay binuo mula sa nakalaang kagamitan sa network na ibinigay ng mga vendor ng RAN. Upang ipatupad ang network slicing, ang Network Function Virtualization (NFV) ay isang kinakailangan. Karaniwan, ang pangunahing ideya ng NFV ay ang pag-deploy ng software ng network function (ibig sabihin, MME, S/P-GW at PCRF sa packet core at DU sa RAN) lahat sa virtual machine sa mga komersyal na server sa halip na hiwalay sa kanilang nakalaang mga aparato sa network. Sa ganitong paraan, ang RAN ay itinuturing bilang edge cloud, habang ang core function ay itinuturing bilang core cloud. Ang koneksyon sa pagitan ng VMS na matatagpuan sa gilid at sa core cloud ay na-configure gamit ang SDN. Pagkatapos, isang slice ay ginawa para sa bawat serbisyo (ibig sabihin, phone slice, napakalaking iot slice, mission critical iot slice, atbp.).
Paano ipatupad ang isa sa Network Slicing(I)?
Ipinapakita ng figure sa ibaba kung paano maaaring i-virtualize at mai-install ang bawat application na partikular sa serbisyo sa bawat slice. Halimbawa, ang paghiwa ay maaaring i-configure tulad ng sumusunod:
(1)UHD slicing: virtualizing DU, 5G core (UP) at cache server sa edge cloud, at virtualizing 5G core (CP) at MVO server sa core cloud
(2) Paghiwa ng telepono: pag-virtualize ng mga 5G core (UP at CP) at mga server ng IMS na may ganap na kakayahan sa mobility sa core cloud
(3) Large-scale iot slicing (hal., mga sensor network): Ang pag-virtualize ng simple at magaan na 5G core sa core cloud ay walang kakayahan sa pamamahala ng kadaliang kumilos
(4) Mission-critical iot slicing: Virtualizing 5G cores (UP) at nauugnay na mga server (hal., V2X servers) sa edge cloud para mabawasan ang transmission latency
Sa ngayon, kailangan naming gumawa ng mga nakalaang slice para sa mga serbisyong may iba't ibang pangangailangan. At ang 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. Bilang karagdagan, ang ilang mga function ng network, tulad ng pagsingil, kontrol sa patakaran, atbp., ay maaaring kailanganin sa ilang mga hiwa, ngunit hindi sa iba. Maaaring i-customize ng mga operator ang network slicing sa paraang gusto nila, at marahil ang pinaka-epektibong paraan.
Paano ipatupad ang isa sa Network Slicing(I)?
(2) Network slicing sa pagitan ng gilid at core cloud: IP/MPLS-SDN
Ang networking na tinukoy ng software, bagama't isang simpleng konsepto noong una itong ipinakilala, ay nagiging mas kumplikado. Ang pagkuha sa anyo ng Overlay bilang isang halimbawa, ang teknolohiya ng SDN ay maaaring magbigay ng koneksyon sa network sa pagitan ng mga virtual machine sa umiiral na imprastraktura ng network.
End-to-end Network Slicing
Una, tinitingnan namin kung paano masisiguro na ligtas ang koneksyon ng network sa pagitan ng edge cloud at ng core cloud virtual machine. Ang network sa pagitan ng mga virtual machine ay kailangang ipatupad batay sa IP/MPLS-SDN at Transport SDN. Sa papel na ito, nakatuon kami sa IP/MPLS-SDN na ibinigay ng mga vendor ng router. Parehong nag-aalok ang Ericsson at Juniper ng mga produkto ng arkitektura ng network ng IP/MPLS SDN. Ang mga operasyon ay bahagyang naiiba, ngunit ang koneksyon sa pagitan ng SDN-based na VMS ay halos magkapareho.
Sa core cloud ay mga virtualized na server. Sa hypervisor ng server, patakbuhin ang built-in na vRouter/vSwitch. Ang SDN controller ay nagbibigay ng tunnel configuration sa pagitan ng virtualized na 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 (ibig sabihin, MPLS GRE o VXLAN) sa pagitan ng bawat virtual machine (hal. 5G IoT core) at DC G/W na mga router sa core cloud.
Pagkatapos ay pinamamahalaan ng controller ng SDN ang pagmamapa sa pagitan ng mga tunnel na ito at ng MPLS L3 VPN, gaya ng IoT VPN. Ang proseso ay pareho sa edge cloud, na lumilikha ng isang iot slice na konektado mula sa gilid ng cloud patungo sa IP/MPLS backbone at hanggang sa core cloud. Ang prosesong ito ay maaaring ipatupad batay sa mga teknolohiya at pamantayan na nasa hustong gulang at magagamit sa ngayon.
(3) Network slicing sa pagitan ng gilid at core cloud: IP/MPLS-SDN
Ang natitira ngayon ay ang mobile fronthawall 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. Mayroong ilang mga opsyon na pinag-uusapan (hal., pagpapakilala ng bagong packet-based forward network sa pamamagitan ng muling pagtukoy sa functionality ng DU at RU), ngunit wala pang karaniwang kahulugan na ginawa. Ang sumusunod na figure ay isang diagram na ipinakita sa ITU IMT 2020 working group at nagbibigay ng halimbawa ng isang virtualized fronhaul network.
Halimbawa ng 5G C-RAN Network Slicing ng ITU Organization
Oras ng post: Peb-02-2024
