5G و برش شبکه
هنگامی که 5G به طور گسترده ذکر شده است ، برش شبکه بیشترین بحث در بین آنها است. اپراتورهای شبکه مانند KT ، SK Telecom ، China Mobile ، DT ، KDDI ، NTT و فروشندگان تجهیزات مانند اریکسون ، نوکیا و هواوی همه معتقدند که برش شبکه معماری ایده آل شبکه برای ERA 5G است.
این فناوری جدید به اپراتورها اجازه می دهد تا چندین شبکه پایان مجازی را در یک زیرساخت سخت افزاری تقسیم کنند و هر قطعه شبکه از نظر منطقی از دستگاه ، شبکه دسترسی ، شبکه حمل و نقل و شبکه اصلی جدا می شود تا ویژگی های مختلف انواع مختلف خدمات را برآورده کند.
برای هر قطعه شبکه ، منابع اختصاصی مانند سرورهای مجازی ، پهنای باند شبکه و کیفیت خدمات کاملاً تضمین شده است. از آنجا که برش ها از یکدیگر جدا شده اند ، خطاها یا خرابی ها در یک برش بر ارتباط سایر برش ها تأثیر نمی گذارد.
چرا 5G به برش شبکه نیاز دارد؟
از گذشته تا شبکه 4G فعلی ، شبکه های تلفن همراه عمدتا به تلفن های همراه خدمت می کنند و به طور کلی فقط برخی از بهینه سازی ها را برای تلفن های همراه انجام می دهند. با این حال ، در دوره 5G ، شبکه های تلفن همراه نیاز به ارائه دستگاه ها از انواع و الزامات مختلف دارند. بسیاری از سناریوهای برنامه ذکر شده شامل پهنای باند موبایل ، IoT در مقیاس بزرگ و IoT بحرانی مأموریت است. همه آنها به انواع مختلفی از شبکه ها احتیاج دارند و در تحرک ، حسابداری ، امنیت ، کنترل سیاست ، تأخیر ، قابلیت اطمینان و غیره نیازهای متفاوتی دارند.
به عنوان مثال ، یک سرویس IoT در مقیاس بزرگ سنسورهای ثابت را برای اندازه گیری دما ، رطوبت ، بارندگی و غیره متصل می کند. دیگر نیازی به انتقال ، به روزرسانی مکان و سایر ویژگی های تلفن های اصلی سرویس در شبکه تلفن همراه نیست. علاوه بر این ، خدمات IoT مهم ماموریت مانند رانندگی خودمختار و کنترل از راه دور روبات ها نیاز به تأخیر نهایی به پایان چند میلی ثانیه دارند که با خدمات باند پهن موبایل بسیار متفاوت است.
سناریوهای اصلی برنامه 5G
آیا این بدان معنی است که ما برای هر سرویس به یک شبکه اختصاصی نیاز داریم؟ به عنوان مثال ، یکی از تلفن های موبایل 5G ، یکی در خدمت IoT عظیم 5G ، و دیگری در خدمت IoT Critical Critical Mission است. ما نیازی به این کار نداریم ، زیرا می توانیم از برش شبکه برای تقسیم چندین شبکه منطقی از یک شبکه فیزیکی جداگانه استفاده کنیم ، که این یک رویکرد بسیار مقرون به صرفه است!
نیازهای برنامه برای برش شبکه
برش شبکه 5G شرح داده شده در کاغذ سفید 5G منتشر شده توسط NGMN در زیر نشان داده شده است:
چگونه برش شبکه نهایی به انتهایی را پیاده سازی می کنیم؟
(1) شبکه دسترسی بی سیم 5G و شبکه اصلی: NFV
در شبکه موبایل امروز ، دستگاه اصلی تلفن همراه است. RAN (DU و RU) و توابع اصلی از تجهیزات شبکه اختصاصی تهیه شده توسط فروشندگان RAN ساخته شده است. برای اجرای برش شبکه ، مجازی سازی عملکرد شبکه (NFV) یک پیش نیاز است. در اصل ، ایده اصلی NFV استقرار نرم افزار عملکرد شبکه (یعنی MME ، S/P-GW و PCRF در هسته بسته و DU در RAN) همه در دستگاه های مجازی به جای جداگانه در دستگاه های شبکه اختصاصی خود است. به این ترتیب ، RAN به عنوان ابر لبه رفتار می شود ، در حالی که عملکرد هسته به عنوان ابر هسته درمان می شود. اتصال بین VM های واقع در لبه و در ابر هسته با استفاده از SDN پیکربندی شده است. سپس ، یک برش برای هر سرویس ایجاد می شود (یعنی برش تلفن ، برش عظیم IoT ، برش IoT Critical Mission و غیره).
چگونه می توان یکی از برش شبکه (i) را پیاده سازی کرد؟
شکل زیر نشان می دهد که چگونه می توان هر برنامه خاص خدمات را در هر برش مجازی و نصب کرد. به عنوان مثال ، برش می تواند به شرح زیر پیکربندی شود:
.
(2) برش تلفن: سرورهای مجازی 5G (UP و CP) و IMS با قابلیت تحرک کامل در ابر هسته
(3) برش IoT در مقیاس بزرگ (به عنوان مثال ، شبکه های سنسور): مجازی سازی یک هسته 5G ساده و سبک وزن در ابر هسته هیچ قابلیت مدیریت تحرک ندارد
(4) برش IoT بحرانی بحرانی: مجازی سازی هسته های 5G (UP) و سرورهای مرتبط (به عنوان مثال ، سرورهای V2X) در Edge Cloud برای به حداقل رساندن تأخیر انتقال
تاکنون ، ما نیاز به ایجاد برش های اختصاصی برای خدمات با نیازهای مختلف داریم. و توابع شبکه مجازی با توجه به ویژگی های مختلف خدمات در هر قطعه (یعنی Edge Cloud یا Core Cloud) در مکان های مختلف قرار می گیرند. علاوه بر این ، برخی از کارکردهای شبکه مانند صورتحساب ، کنترل سیاست و غیره ممکن است در بعضی از برش ها ضروری باشد ، اما در برخی دیگر نیست. اپراتورها می توانند شبکه را به شکلی که می خواهند ، و احتمالاً مقرون به صرفه ترین روش را سفارشی کنند.
چگونه می توان یکی از برش شبکه (i) را پیاده سازی کرد؟
(2) برش شبکه بین لبه و ابر هسته: IP/MPLS-SDN
شبکه تعریف شده نرم افزار ، اگرچه یک مفهوم ساده هنگام اولین بار معرفی شد ، اما به طور فزاینده ای پیچیده می شود. با استفاده از شکل پوشش به عنوان نمونه ، فناوری SDN می تواند ارتباط شبکه بین ماشین های مجازی را در زیرساخت های شبکه موجود فراهم کند.
برش شبکه پایان به پایان
در مرحله اول ، ما به این موضوع می پردازیم که چگونه اتصال شبکه بین Edge Cloud و ماشین های مجازی Core Cloud امن باشد. شبکه بین ماشینهای مجازی باید بر اساس IP/MPLS-SDN و SDN حمل و نقل اجرا شود. در این مقاله ، ما روی IP/MPLS-SDN ارائه شده توسط فروشندگان روتر تمرکز می کنیم. اریکسون و Juniper هر دو محصولات معماری شبکه IP/MPLS SDN را ارائه می دهند. عملیات کمی متفاوت است ، اما اتصال بین VMS مبتنی بر SDN بسیار مشابه است.
در ابر اصلی سرورهای مجازی هستند. در Hypervisor سرور ، VROUTER/VSWITCH داخلی را اجرا کنید. کنترلر SDN پیکربندی تونل بین سرور مجازی و روتر DC G/W (روتر PE که MPLS L3 VPN را در مرکز داده ابر ایجاد می کند) فراهم می کند. بین هر دستگاه مجازی (به عنوان مثال هسته 5G IoT) و روترهای DC G/W در ابر هسته ایجاد کنید.
سپس کنترلر SDN نقشه برداری بین این تونل ها و MPLS L3 VPN مانند IoT VPN را مدیریت می کند. این فرآیند در Edge Cloud یکسان است و یک برش IoT را ایجاد می کند که از ابر لبه به ستون فقرات IP/MPLS متصل شده و تمام راه را به ابر هسته متصل می کند. این فرآیند می تواند بر اساس فناوری ها و استانداردهای بالغ و در دسترس باشد.
(3) برش شبکه بین لبه و ابر هسته: IP/MPLS-SDN
آنچه اکنون باقی مانده است ، شبکه موبایل Fronthawall است. چگونه می توانیم این شبکه موبایل را بین Edge Cloud و 5G RU قطع کنیم؟ اول از همه ، ابتدا باید شبکه 5G جلوی 5G تعریف شود. برخی از گزینه ها در حال بحث و گفتگو هستند (به عنوان مثال ، معرفی یک شبکه جدید مبتنی بر بسته با تعریف مجدد عملکرد DU و RU) ، اما هنوز هیچ تعریف استانداردی انجام نشده است. شکل زیر نمودار ارائه شده در کارگروه ITU IMT 2020 است و نمونه ای از یک شبکه Fronhaul مجازی را ارائه می دهد.
نمونه ای از برش شبکه 5G C-RAN توسط سازمان ITU
زمان پست: فوریه -02-2024
