5G және желілік кесінділер
5G кеңінен аталған кезде, Network Slicing олардың ішіндегі ең көп талқыланатын технология болып табылады. KT, SK Telecom, China Mobile, DT, KDDI, NTT сияқты желі операторлары және Ericsson, Nokia және Huawei сияқты жабдық жеткізушілері Network Slicing 5G дәуірі үшін ең қолайлы желілік архитектура деп санайды.
Бұл жаңа технология операторларға аппараттық инфрақұрылымда бірнеше виртуалды желілерді бөлуге мүмкіндік береді, ал әрбір желілік бөлік әртүрлі қызмет түрлерінің әртүрлі сипаттамаларына сәйкес келу үшін құрылғыдан, кіру желісінен, тасымалдау желісінен және негізгі желіден логикалық түрде оқшауланған.
Әрбір желілік бөлік үшін виртуалды серверлер, желінің өткізу қабілеті және қызмет көрсету сапасы сияқты арнайы ресурстар толық кепілдендірілген. Бөліктер бір-бірінен оқшауланғандықтан, бір бөліктегі қателер немесе ақаулар басқа бөліктердің байланысына әсер етпейді.
Неліктен 5G желілік бөлуді қажет етеді?
Бұрынғыдан қазіргі 4G желісіне дейін мобильді желілер негізінен ұялы телефондарға қызмет көрсетті және әдетте тек ұялы телефондар үшін белгілі бір оңтайландыруды жүзеге асырды. Дегенмен, 5G дәуірінде мобильді желілер әртүрлі типтегі және талаптарға сай құрылғыларға қызмет көрсетуі керек. Аталған қолданба сценарийлерінің көпшілігіне мобильді кеңжолақты байланыс, ауқымды IOT және маңызды IOT жатады. Олардың барлығы әртүрлі желілерді қажет етеді және мобильділік, есепке алу, қауіпсіздік, саясатты бақылау, кідіріс, сенімділік және т.б. бойынша әртүрлі талаптарға ие.
Мысалы, ауқымды IOT қызметі температураны, ылғалдылықты, жауын-шашынды және т.б. өлшеу үшін стационарлық сенсорларды қосады. Мобильді желідегі негізгі қызмет көрсететін телефондардың басқа да мүмкіндіктерін беру, орналасқан жерді жаңарту және басқа да мүмкіндіктерді пайдаланудың қажеті жоқ. Сонымен қатар, автономды жүргізу және роботтарды қашықтан басқару сияқты маңызды IOT қызметтері бірнеше миллисекундтық кідіріс уақытын талап етеді, бұл мобильді кеңжолақты қызметтерден өте ерекшеленеді.
5G негізгі қолдану сценарийлері
Бұл әрбір қызмет үшін арнайы желі қажет дегенді білдіре ме? Мысалы, біреуі 5G ұялы телефондарына, біреуі 5G үлкен IOT-қа, ал біреуі 5G маңызды IOT-қа қызмет көрсетеді. Бізге қажет емес, себебі біз желіні бөлуді пайдаланып, бірнеше логикалық желілерді бөлек физикалық желіден бөле аламыз, бұл өте тиімді тәсіл!
Желіні кесуге арналған қолданба талаптары
NGMN жариялаған 5G ақ қағазында сипатталған 5G желісінің бөлігі төменде көрсетілген:
Толық желілік кесуді қалай жүзеге асырамыз?
(1) 5G сымсыз қатынау желісі және негізгі желі: NFV
Бүгінгі мобильді желіде негізгі құрылғы - ұялы телефон. RAN (DU және RU) және негізгі функциялар RAN жеткізушілері ұсынған арнайы желілік жабдықтан жасалған. Желіні бөлуді жүзеге асыру үшін желілік функцияны виртуалдандыру (NFV) алғышарт болып табылады. Негізінде, NFV-нің негізгі идеясы - желілік функция бағдарламалық жасақтамасын (яғни, пакеттік ядродағы MME, S/P-GW және PCRF және RAN-дағы DU) олардың арнайы желілік құрылғыларында бөлек емес, коммерциялық серверлердегі виртуалды машиналарда орналастыру. Осылайша, RAN шеткі бұлт ретінде қарастырылады, ал негізгі функция негізгі бұлт ретінде қарастырылады. Шеткі және негізгі бұлтта орналасқан VMS арасындағы байланыс SDN арқылы конфигурацияланады. Содан кейін әрбір қызмет үшін кесінді жасалады (яғни, телефон кесіндісі, үлкен IOT кесіндісі, маңызды IOT кесіндісі және т.б.).
Желілік кесінділердің (I) бірін қалай іске асыруға болады?
Төмендегі суретте әрбір қызметке тән қолданбаны виртуалдандыру және әрбір бөлікке орнату жолы көрсетілген. Мысалы, бөліктеуді келесідей конфигурациялауға болады:
(1) UHD кесу: шеткі бұлтта DU, 5G ядролық (UP) және кэш серверлерін виртуалдандыру және негізгі бұлтта 5G ядролық (CP) және MVO серверлерін виртуалдандыру
(2) Телефонды кесу: негізгі бұлтта толық мобильділік мүмкіндіктері бар 5G ядроларын (UP және CP) және IMS серверлерін виртуалдандыру
(3) Ірі көлемді Iot кесу (мысалы, сенсорлық желілер): Негізгі бұлтта қарапайым және жеңіл 5G ядросын виртуалдандыру мобильділікті басқару мүмкіндіктеріне ие емес.
(4) Маңызды IOT кесу: Тарату кідірісін азайту үшін шеткі бұлтта 5G ядроларын (UP) және онымен байланысты серверлерді (мысалы, V2X серверлерін) виртуалдандыру
Осы уақытқа дейін бізге әртүрлі талаптары бар қызметтер үшін арнайы кесінділер жасау қажет болды. Ал виртуалды желі функциялары әр кесіндіде әртүрлі қызмет сипаттамаларына сәйкес әртүрлі орындарда (яғни, шеткі бұлт немесе негізгі бұлт) орналастырылады. Сонымен қатар, кейбір желі функциялары, мысалы, есеп айырысу, саясатты басқару және т.б., кейбір кесінділерде қажет болуы мүмкін, бірақ басқаларында қажет емес. Операторлар желіні кесуді өздері қалағандай және, мүмкін, ең тиімді жолмен реттей алады.
Желілік кесінділердің (I) бірін қалай іске асыруға болады?
(2) Шеткі және негізгі бұлт арасындағы желіні бөлу: IP/MPLS-SDN
Бағдарламалық жасақтамамен анықталған желі, алғаш енгізілген кезде қарапайым ұғым болғанымен, барған сайын күрделене түсуде. Мысал ретінде Overlay түрін алсақ, SDN технологиясы қолданыстағы желілік инфрақұрылымдағы виртуалды машиналар арасында желілік байланысты қамтамасыз ете алады.
Желіні толық кесу
Біріншіден, біз шеткі бұлт пен негізгі бұлт виртуалды машиналары арасындағы желілік қосылыстың қауіпсіз болуын қалай қамтамасыз ету керектігін қарастырамыз. Виртуалды машиналар арасындағы желі IP/MPLS-SDN және Transport SDN негізінде жүзеге асырылуы керек. Бұл мақалада біз маршрутизатор жеткізушілері ұсынатын IP/MPLS-SDN-ге назар аударамыз. Ericsson және Juniper екеуі де IP/MPLS SDN желілік архитектура өнімдерін ұсынады. Операциялар сәл өзгеше, бірақ SDN негізіндегі VMS арасындағы байланыс өте ұқсас.
Бұлттың өзегінде виртуалдандырылған серверлер орналасқан. Сервердің гипервизорында кірістірілген vRouter/vSwitch іске қосыңыз. SDN контроллері виртуалдандырылған сервер мен DC G/W маршрутизаторы (бұлттық деректер орталығында MPLS L3 VPN жасайтын PE маршрутизаторы) арасындағы туннель конфигурациясын қамтамасыз етеді. Әрбір виртуалды машина (мысалы, 5G IoT ядросы) мен бұлттың өзегінде DC G/W маршрутизаторлары арасында SDN туннельдерін (мысалы, MPLS GRE немесе VXLAN) жасаңыз.
Содан кейін SDN контроллері осы туннельдер мен IoT VPN сияқты MPLS L3 VPN арасындағы байланысты басқарады. Процесс шеткі бұлтта да бірдей, шеткі бұлттан IP/MPLS магистраліне және негізгі бұлтқа дейін қосылған Iot тілімін жасайды. Бұл процесті әзірге жетілген және қолжетімді технологиялар мен стандарттарға негіздеп жүзеге асыруға болады.
(3) Шеткі және негізгі бұлт арасындағы желіні бөлу: IP/MPLS-SDN
Енді мобильді фронтхолл желісі қалды. Бұл мобильді фронтхолл желісін шеткі бұлт пен 5G RU арасында қалай бөлеміз? Ең алдымен, алдымен 5G фронтхолл желісі анықталуы керек. Талқыланып жатқан бірнеше нұсқалар бар (мысалы, DU және RU функцияларын қайта анықтау арқылы жаңа пакеттік негіздегі алға жылжу желісін енгізу), бірақ әлі стандартты анықтама жасалған жоқ. Келесі суретте ITU IMT 2020 жұмыс тобында ұсынылған диаграмма көрсетілген және виртуалдандырылған фронтхолл желісінің мысалы келтірілген.
ITU ұйымының 5G C-RAN желісін бөлу мысалы
Жарияланған уақыты: 2024 жылғы 2 ақпан
