5G և ցանցի կտրում
Երբ լայնորեն խոսվում է 5G-ի մասին, ցանցի կտրատումը ամենաքննարկվող տեխնոլոգիան է նրանց մեջ: Ցանցային օպերատորները, ինչպիսիք են KT-ն, SK Telecom-ը, China Mobile-ը, DT-ն, KDDI-ն, NTT-ը և սարքավորումների վաճառողները, ինչպիսիք են Ericsson-ը, Nokia-ն և Huawei-ն, բոլորը կարծում են, որ Network Slicing-ը 5G դարաշրջանի համար իդեալական ցանցային ճարտարապետություն է:
Այս նոր տեխնոլոգիան թույլ է տալիս օպերատորներին բաժանել բազմաթիվ վիրտուալ ծայրից ծայր ցանցեր ապարատային ենթակառուցվածքում, և ցանցի յուրաքանչյուր հատված տրամաբանորեն մեկուսացված է սարքից, մուտքի ցանցից, տրանսպորտային ցանցից և հիմնական ցանցից՝ համապատասխանելու տարբեր տեսակի ծառայությունների տարբեր բնութագրերին:
Ցանցի յուրաքանչյուր հատվածի համար հատուկ ռեսուրսները, ինչպիսիք են վիրտուալ սերվերները, ցանցի թողունակությունը և ծառայության որակը լիովին երաշխավորված են: Քանի որ կտորները մեկուսացված են միմյանցից, մեկ հատվածի սխալները կամ ձախողումները չեն ազդի մյուս հատվածների հաղորդակցության վրա:
Ինչու՞ է 5G-ին անհրաժեշտ ցանցի կտրում:
Անցյալից մինչև ներկայիս 4G ցանցը բջջային ցանցերը հիմնականում սպասարկում են բջջային հեռախոսները, և ընդհանուր առմամբ կատարում են միայն որոշ օպտիմիզացում բջջային հեռախոսների համար: Այնուամենայնիվ, 5G դարաշրջանում բջջային ցանցերը պետք է սպասարկեն տարբեր տեսակի և պահանջների սարքեր: Նշված հավելվածների սցենարներից շատերը ներառում են շարժական լայնաշերտ, լայնածավալ iot և առաքելության համար կարևոր iot: Նրանք բոլորն ունեն տարբեր տեսակի ցանցերի կարիք և ունեն տարբեր պահանջներ շարժունակության, հաշվապահության, անվտանգության, քաղաքականության վերահսկման, հետաձգման, հուսալիության և այլնի մեջ:
Օրինակ՝ լայնածավալ iot ծառայությունը միացնում է ֆիքսված սենսորները՝ չափելու ջերմաստիճանը, խոնավությունը, տեղումները և այլն: Բջջային ցանցում հիմնական սպասարկող հեռախոսների փոխանցման, տեղորոշման թարմացման և այլ գործառույթների կարիք չկա: Բացի այդ, առաքելության համար կարևոր iot ծառայությունները, ինչպիսիք են ինքնավար մեքենա վարելը և ռոբոտների հեռակառավարումը, պահանջում են մի քանի միլիվայրկյանների վերջից մինչև վերջ ուշացում, ինչը շատ է տարբերվում շարժական լայնաշերտ ծառայություններից:
5G-ի կիրառման հիմնական սցենարները
Արդյո՞ք սա նշանակում է, որ մեզ անհրաժեշտ է հատուկ ցանց յուրաքանչյուր ծառայության համար: Օրինակ՝ մեկը սպասարկում է 5G բջջային հեռախոսներ, մեկը ծառայում է 5G զանգվածային iot, իսկ մեկը սպասարկում է 5G առաքելության կրիտիկական iot: Մեզ դա պետք չէ, քանի որ մենք կարող ենք օգտագործել ցանցի կտրատում` մի քանի տրամաբանական ցանցեր առանձին ֆիզիկական ցանցից բաժանելու համար, ինչը շատ ծախսարդյունավետ մոտեցում է:
Ցանցի կտրման կիրառման պահանջները
NGMN-ի կողմից թողարկված 5G սպիտակ թղթում նկարագրված 5G ցանցի հատվածը ներկայացված է ստորև.
Ինչպե՞ս ենք մենք իրականացնում ծայրից ծայր ցանցի կտրատում:
(1) 5G անլար հասանելիության ցանց և հիմնական ցանց՝ NFV
Այսօրվա բջջային ցանցում հիմնական սարքը բջջային հեռախոսն է: RAN (DU և RU) և հիմնական գործառույթները կառուցված են հատուկ ցանցային սարքավորումներից, որոնք տրամադրվում են RAN վաճառողների կողմից: Ցանցի կտրատումը իրականացնելու համար ցանցի գործառույթների վիրտուալացումը (NFV) նախապայման է: Հիմնականում NFV-ի հիմնական գաղափարը ցանցային գործառույթների ծրագրային ապահովումն է (այսինքն՝ MME, S/P-GW և PCRF փաթեթի միջուկում և DU-ն՝ RAN-ում) բոլորը վիրտուալ մեքենաներում առևտրային սերվերների վրա՝ առանձին-առանձին իրենց հատուկ սերվերներում: ցանցային սարքեր: Այս կերպ, RAN-ը դիտվում է որպես եզրային ամպ, մինչդեռ հիմնական ֆունկցիան՝ որպես հիմնական ամպ: Եզրին և առանցքային ամպի մեջ գտնվող VMS-ի միջև կապը կազմաձևված է SDN-ի միջոցով: Այնուհետև յուրաքանչյուր ծառայության համար ստեղծվում է մի հատված (այսինքն՝ հեռախոսի հատված, զանգվածային iot կտոր, առաքելության կրիտիկական iot կտոր և այլն):
Ինչպե՞ս իրականացնել Network Slicing(I)-ից մեկը:
Ստորև բերված նկարը ցույց է տալիս, թե ինչպես կարող է վիրտուալացվել և տեղադրվել յուրաքանչյուր ծառայության հատուկ հավելված յուրաքանչյուր հատվածում: Օրինակ, կտրատումը կարող է կազմաձևվել հետևյալ կերպ.
(1)UHD կտրատում. DU, 5G միջուկի (UP) և քեշի սերվերների վիրտուալացում եզրային ամպում, և 5G միջուկի (CP) և MVO սերվերների վիրտուալացում հիմնական ամպում:
(2) Հեռախոսի կտրում. 5G միջուկների (UP և CP) և IMS սերվերների վիրտուալացում՝ առանցքային ամպի մեջ լիարժեք շարժունակությամբ
(3) Iot-ի լայնածավալ կտրում (օրինակ՝ սենսորային ցանցեր). 5G-ի պարզ և թեթև միջուկի վիրտուալացումը հիմնական ամպի մեջ չունի շարժունակության կառավարման հնարավորություններ:
(4) Առաքելության համար կարևոր iot-ի կտրում. 5G միջուկների (UP) և հարակից սերվերների (օրինակ՝ V2X սերվերների) վիրտուալացում եզրային ամպի մեջ՝ փոխանցման հետաձգումը նվազագույնի հասցնելու համար:
Մինչ այժմ մեզ անհրաժեշտ էր ստեղծել հատուկ հատվածներ տարբեր պահանջներով ծառայությունների համար: Եվ վիրտուալ ցանցի գործառույթները տեղադրվում են տարբեր վայրերում յուրաքանչյուր հատվածում (այսինքն՝ եզրային ամպի կամ հիմնական ամպի)՝ ըստ ծառայության տարբեր բնութագրերի: Բացի այդ, ցանցի որոշ գործառույթներ, ինչպիսիք են վճարումները, քաղաքականության վերահսկումը և այլն, կարող են անհրաժեշտ լինել որոշ հատվածներում, բայց ոչ որոշ հատվածներում: Օպերատորները կարող են հարմարեցնել ցանցի կտրումը այնպես, ինչպես ցանկանում են, և, հավանաբար, ամենաարդյունավետ ճանապարհը:
Ինչպե՞ս իրականացնել Network Slicing(I)-ից մեկը:
(2) Ցանցի կտրում եզրերի և հիմնական ամպի միջև՝ IP/MPLS-SDN
Ծրագրային ապահովման սահմանած ցանցը, թեև այն պարզ հասկացություն էր, երբ այն առաջին անգամ ներկայացվեց, գնալով ավելի բարդ է դառնում: Որպես օրինակ վերցնելով Overlay-ի ձևը՝ SDN տեխնոլոգիան կարող է ցանցային կապ ապահովել վիրտուալ մեքենաների միջև առկա ցանցային ենթակառուցվածքի վրա:
Ցանցի ծայրից մինչև վերջ կտրատում
Նախ, մենք նայում ենք, թե ինչպես ապահովել, որ ցանցային կապը եզրային ամպի և հիմնական ամպային վիրտուալ մեքենաների միջև ապահով է: Վիրտուալ մեքենաների միջև ցանցը պետք է իրականացվի IP/MPLS-SDN և Transport SDN-ի հիման վրա: Այս հոդվածում մենք կենտրոնանում ենք IP/MPLS-SDN-ի վրա, որը տրամադրվում է երթուղիչի վաճառողների կողմից: Ericsson-ը և Juniper-ը երկուսն էլ առաջարկում են IP/MPLS SDN ցանցային ճարտարապետության արտադրանք: Գործողությունները մի փոքր տարբեր են, բայց SDN-ի վրա հիմնված VMS-ի միջև կապը շատ նման է:
Հիմնական ամպի մեջ վիրտուալացված սերվերներ են: Սերվերի հիպերվիզորում գործարկեք ներկառուցված vRouter/vSwitch-ը: SDN կարգավորիչը ապահովում է թունելի կոնֆիգուրացիան վիրտուալացված սերվերի և DC G/W երթուղիչի միջև (PE երթուղիչ, որը ստեղծում է MPLS L3 VPN ամպային տվյալների կենտրոնում): Ստեղծեք SDN թունելներ (այսինքն MPLS GRE կամ VXLAN) յուրաքանչյուր վիրտուալ մեքենայի (օրինակ՝ 5G IoT միջուկ) և DC G/W երթուղիչների միջև հիմնական ամպի մեջ:
Այնուհետև SDN կարգավորիչը կառավարում է այս թունելների և MPLS L3 VPN-ի միջև քարտեզագրումը, ինչպիսին է IoT VPN-ը: Գործընթացը նույնն է եզրային ամպի մեջ՝ ստեղծելով iot շերտ, որը միացված է եզրային ամպից մինչև IP/MPLS ողնաշարը և մինչև հիմնական ամպը: Այս գործընթացը կարող է իրականացվել՝ հիմնվելով մինչ այժմ հասուն և հասանելի տեխնոլոգիաների և ստանդարտների վրա:
(3) Ցանցի կտրում եզրերի և հիմնական ամպերի միջև՝ IP/MPLS-SDN
Այժմ մնում է բջջային fronthawall ցանցը: Ինչպե՞ս ենք մենք կտրում այս շարժական ճակատային ցանցը ծայրամասային ամպի և 5G RU-ի միջև: Առաջին հերթին, նախ պետք է սահմանել 5G առջևի ցանցը: Քննարկվող որոշ տարբերակներ կան (օրինակ՝ փաթեթների վրա հիմնված նոր ֆորվարդային ցանցի ներդրում՝ DU-ի և RU-ի ֆունկցիոնալությունը վերասահմանելով), բայց դեռևս ստանդարտ սահմանում չի արվել: Հետևյալ նկարը ITU IMT 2020 աշխատանքային խմբում ներկայացված դիագրամ է և տալիս է վիրտուալացված fronhaul ցանցի օրինակ:
ITU կազմակերպության կողմից 5G C-RAN ցանցի կտրման օրինակ
Հրապարակման ժամանակը՝ Փետրվար-02-2024
