რატომ სჭირდება 5G ქსელის დაჭრა, როგორ განვახორციელოთ 5G ქსელის დაჭრა?

5G და ქსელის დაჭრა
როდესაც 5G ფართოდ არის ნახსენები, ქსელის დაჭრა მათ შორის ყველაზე განხილული ტექნოლოგიაა. ქსელის ოპერატორები, როგორიცაა KT, SK Telecom, China Mobile, DT, KDDI, NTT და აღჭურვილობის მოვაჭრეები, როგორიცაა Ericsson, Nokia და Huawei, ყველა თვლის, რომ ქსელის დაჭრა არის იდეალური ქსელის არქიტექტურა 5G ERA– სთვის.
ეს ახალი ტექნოლოგია საშუალებას აძლევს ოპერატორებს გაანაწილონ მრავალჯერადი ვირტუალური ბოლოს და ბოლოს ქსელები აპარატურულ ინფრასტრუქტურაში და თითოეული ქსელის ნაჭერი ლოგიკურად იზოლირებულია მოწყობილობიდან, წვდომის ქსელიდან, სატრანსპორტო ქსელიდან და ძირითადი ქსელი, რათა დააკმაყოფილოს სხვადასხვა ტიპის სერვისების სხვადასხვა მახასიათებლები.
თითოეული ქსელის ნაჭრისთვის, სრულად გარანტირებულია სპეციალური რესურსები, როგორიცაა ვირტუალური სერვერები, ქსელის გამტარობა და მომსახურების ხარისხი. იმის გამო, რომ ნაჭრები ერთმანეთისგან იზოლირებულია, შეცდომები ან ერთი ნაჭრის შეცდომები ან წარუმატებლობები გავლენას არ მოახდენს სხვა ნაჭრების კომუნიკაციაზე.

რატომ სჭირდება 5G ქსელის დაჭრა?
წარსულიდან მიმდინარე 4G ქსელამდე, მობილური ქსელები ძირითადად ემსახურებიან მობილურ ტელეფონებს და, ზოგადად, მხოლოდ მობილური ტელეფონების ოპტიმიზაციას ახდენენ. ამასთან, 5G ERA- ში მობილური ქსელები უნდა მოემსახურონ სხვადასხვა ტიპის და მოთხოვნების მოწყობილობებს. ნახსენები მრავალი სცენარი მოიცავს მობილური ფართოზოლოვანი, ფართომასშტაბიანი IoT და მისიის კრიტიკულ IoT- ს. მათ ყველას სჭირდებათ სხვადასხვა ტიპის ქსელები და აქვთ სხვადასხვა მოთხოვნები მობილობის, ბუღალტრული აღრიცხვის, უსაფრთხოების, პოლიტიკის კონტროლის, ლატენტობის, საიმედოობის და ა.შ.
მაგალითად, ფართომასშტაბიანი IoT სერვისი აკავშირებს ფიქსირებულ სენსორებს, რომ გაზომოს ტემპერატურა, ტენიანობა, ნალექი და ა.შ., არ არის საჭირო მობილური ქსელში ძირითადი მომსახურე ტელეფონების სხვა სერვისების განახლებები და სხვა მახასიათებლები. გარდა ამისა, მისიის კრიტიკული IoT სერვისები, როგორიცაა ავტონომიური მართვა და რობოტების დისტანციური მართვა, მოითხოვს რამდენიმე მილიწამში დასრულებული ლატენტობას, რაც ძალიან განსხვავდება მობილური ფართოზოლოვანი სერვისებისგან.

5G– ის მთავარი განაცხადის სცენარები
ეს ნიშნავს, რომ ჩვენ გვჭირდება სპეციალური ქსელი თითოეული სერვისისთვის? მაგალითად, ერთი ემსახურება 5G მობილური ტელეფონებს, ერთი ემსახურება 5G მასობრივ IoT- ს, ხოლო ერთი ემსახურება 5G მისიის კრიტიკულ IoT- ს. ჩვენ არ გვჭირდება, რადგან ჩვენ შეგვიძლია გამოვიყენოთ ქსელის დაჭრა, რომ ცალკეული ფიზიკური ქსელისგან მრავალჯერადი ლოგიკური ქსელის განაწილება, რაც ძალიან ეფექტური მიდგომაა!

პროგრამის მოთხოვნები ქსელის დაჭრისთვის
5G ქსელის ნაჭერი, რომელიც აღწერილია NGMN- ის მიერ გამოცემულ 5G თეთრ ქაღალდზე, ნაჩვენებია ქვემოთ:

როგორ განვახორციელოთ ბოლოს ქსელის დაჭრა?
(1) 5G უკაბელო წვდომის ქსელი და ძირითადი ქსელი: NFV
დღევანდელ მობილურ ქსელში, მთავარი მოწყობილობა არის მობილური ტელეფონი. RAN (DU და RU) და ძირითადი ფუნქციები აგებულია RAN მოვაჭრეების მიერ მოწოდებული ქსელის აღჭურვილობისგან. ქსელის დაჭრის განსახორციელებლად, ქსელის ფუნქციის ვირტუალიზაცია (NFV) წინაპირობაა. ძირითადად, NFV– ის მთავარი იდეაა ქსელის ფუნქციის პროგრამული უზრუნველყოფის (მაგ. MME, S/P-GW და PCRF განლაგება პაკეტის ბირთვში და DU– ში RAN– ში) ყველა ვირტუალურ აპარატებში კომერციულ სერვერებზე, ნაცვლად იმისა, რომ ცალკე იყოს მათი სპეციალური ქსელის მოწყობილობებში. ამ გზით, RAN განიხილება, როგორც ზღვარზე ღრუბელი, ხოლო ძირითადი ფუნქცია განიხილება როგორც ძირითადი ღრუბელი. კავშირი, რომელიც მდებარეობს ზღვარზე და ბირთვულ ღრუბელში, კონფიგურებულია SDN გამოყენებით. შემდეგ, თითოეული სერვისისთვის იქმნება ნაჭერი (ე.ი. ტელეფონის ნაჭერი, მასიური IoT ნაჭერი, მისიის კრიტიკული IoT ნაჭერი და ა.შ.).

 

როგორ განვახორციელოთ ქსელის ერთი დაჭრილი (i)?
ქვემოთ მოყვანილი ფიგურა გვიჩვენებს, თუ როგორ შეიძლება თითოეული სერვისის სპეციფიკური განაცხადის ვირტუალიზაცია და დამონტაჟება თითოეულ ნაჭერში. მაგალითად, დაჭრის კონფიგურაცია შესაძლებელია შემდეგნაირად:
(1) UHD დაჭრილი: ვირტუალიზაციის DU, 5G ბირთვი (UP) და ქეშის სერვერები Edge Cloud- ში, და ვირტუალიზაცია 5G ბირთვი (CP) და MVO სერვერები ძირითადი ღრუბელში
(2) ტელეფონის დაჭრა: 5G ბირთვების ვირტუალიზაცია (UP და CP) და IMS სერვერები, რომელთაც აქვთ სრული მობილურობის შესაძლებლობები ძირითადი ღრუბელში
(3) ფართომასშტაბიანი IoT დაჭრილი (მაგ., სენსორული ქსელები): ძირითადი და მსუბუქი 5G ბირთვის ვირტუალიზაცია ძირითადი ღრუბელში არ აქვს მობილობის მართვის შესაძლებლობები
(4) მისიის კრიტიკული IoT დაჭრა: ვირტუალიზაცია 5G ბირთვი (UP) და მასთან დაკავშირებული სერვერები (მაგ., V2X სერვერები) ზღვარზე ღრუბელში გადაცემის ლატენტობის შესამცირებლად
ჯერჯერობით, ჩვენ დაგვჭირდა სხვადასხვა მოთხოვნების მქონე მომსახურებისთვის სპეციალური ნაჭრების შექმნა. და ვირტუალური ქსელის ფუნქციები მოთავსებულია სხვადასხვა ადგილას თითოეულ ნაჭერში (ე.ი. ზღვარზე ღრუბელი ან ძირითადი ღრუბელი) სხვადასხვა მომსახურების მახასიათებლების მიხედვით. გარდა ამისა, ქსელის ზოგიერთი ფუნქცია, როგორიცაა ბილინგი, პოლიტიკის კონტროლი და ა.შ., შეიძლება საჭირო გახდეს ზოგიერთ ნაჭრებად, მაგრამ არა სხვებში. ოპერატორებს შეუძლიათ შექმნან ქსელის დაჭრა ისე, როგორც მათ სურთ და, ალბათ, ყველაზე ეფექტური გზა.

როგორ განვახორციელოთ ქსელის ერთი დაჭრილი (i)?
(2) ქსელის დაჭრა ზღვარსა და ბირთვულ ღრუბელს შორის: IP/MPLS-SDN
პროგრამული უზრუნველყოფა განსაზღვრული ქსელის, თუმცა მარტივი კონცეფცია, როდესაც ის პირველად დაინერგა, სულ უფრო რთული ხდება. როგორც მაგალითად, გადახურვის ფორმის გათვალისწინებით, SDN ტექნოლოგიას შეუძლია უზრუნველყოს ქსელის კავშირი ვირტუალურ აპარატებს შორის არსებული ქსელის ინფრასტრუქტურაზე.

ბოლოს ქსელის დაჭრა
პირველ რიგში, ჩვენ ვუყურებთ, თუ როგორ უნდა უზრუნველვყოთ ქსელის კავშირი Edge Cloud- სა და Core Cloud ვირტუალურ მანქანებს შორის. ვირტუალურ მანქანებს შორის ქსელი უნდა განხორციელდეს IP/MPLS-SDN და Transport SDN- ის საფუძველზე. ამ ნაშრომში ჩვენ ფოკუსირებულია IP/MPLS-SDN, რომელიც მოწოდებულია როუტერის მოვაჭრეების მიერ. Ericsson და Juniper ორივე გთავაზობთ IP/MPLS SDN ქსელის არქიტექტურულ პროდუქტებს. ოპერაციები ოდნავ განსხვავებულია, მაგრამ SDN– ზე დაფუძნებულ VM– ებს შორის კავშირი ძალიან ჰგავს.
ძირითადი ღრუბელში არის ვირტუალიზირებული სერვერები. სერვერის ჰიპერვიზორში, გაუშვით ჩაშენებული Vrouter/VSwitch. SDN კონტროლერი უზრუნველყოფს გვირაბის კონფიგურაციას ვირტუალიზებულ სერვერსა და DC G/W როუტერს შორის (PE როუტერი, რომელიც ქმნის MPLS L3 VPN ღრუბლის მონაცემთა ცენტრში). შექმენით SDN გვირაბები (ე.ი. MPLS GRE ან VXLAN) თითოეულ ვირტუალურ აპარატს შორის (მაგ. 5G IoT ბირთვი) და DC G/W მარშრუტიზატორებს შორის ძირითადი ღრუბელში.
SDN კონტროლერი შემდეგ მართავს ამ გვირაბებსა და MPLS L3 VPN- ს შორის რუქას, მაგალითად IoT VPN. პროცესი იგივეა ზღვარზე ღრუბელში, ქმნის IoT ნაჭერს, რომელიც დაკავშირებულია ზღვარზე ღრუბლიდან IP/MPLS ხერხემალთან და ყველა გზა ძირითადი ღრუბლისკენ. ამ პროცესის განხორციელება შესაძლებელია ტექნოლოგიებისა და სტანდარტების საფუძველზე, რომლებიც ჯერჯერობით სექსუალურ და ხელმისაწვდომია.
(3) ქსელის დაჭრა ზღვარსა და ბირთვულ ღრუბელს შორის: IP/MPLS-SDN
ახლა რაც რჩება, არის მობილური Fronthawall ქსელი. როგორ დავჭრათ ეს მობილური Fronthold ქსელი Edge Cloud- სა და 5G RU- ს შორის? უპირველეს ყოვლისა, პირველ რიგში უნდა განისაზღვროს 5G წინა-ჰაულის ქსელი. განსახილველად არსებობს რამდენიმე ვარიანტი (მაგ., პაკეტზე დაფუძნებული ფორვარდის ახალი ქსელის დანერგვა DU და RU– ს ფუნქციონირების განსაზღვრით), მაგრამ ჯერ არ გაკეთებულა სტანდარტული განმარტება. შემდეგი ფიგურა არის დიაგრამა, რომელიც წარმოდგენილია ITU IMT 2020 სამუშაო ჯგუფში და მოცემულია ვირტუალიზირებული Fronhaul ქსელის მაგალითზე.

ITU ორგანიზაციის მიერ 5G C-RAN ქსელის დაჭრის მაგალითი