5G და ქსელის დაჭრა
როდესაც 5G ფართოდ არის ნახსენები, ქსელის გაჭრა მათ შორის ყველაზე განხილული ტექნოლოგიაა. ქსელის ოპერატორები, როგორიცაა KT, SK Telecom, China Mobile, DT, KDDI, NTT და აღჭურვილობის გამყიდველები, როგორიცაა Ericsson, Nokia და Huawei, ყველა თვლის, რომ Network Slicing არის იდეალური ქსელის არქიტექტურა 5G ეპოქისთვის.
ეს ახალი ტექნოლოგია საშუალებას აძლევს ოპერატორებს დაყოს მრავალი ვირტუალური ქსელი ტექნიკის ინფრასტრუქტურაში და თითოეული Network Slice ლოგიკურად იზოლირებულია მოწყობილობისგან, წვდომის ქსელისგან, სატრანსპორტო ქსელისგან და ძირითადი ქსელისგან, რათა დააკმაყოფილოს სხვადასხვა ტიპის სერვისების განსხვავებული მახასიათებლები.
თითოეული Network Slice-ისთვის, გამოყოფილი რესურსები, როგორიცაა ვირტუალური სერვერები, ქსელის გამტარუნარიანობა და მომსახურების ხარისხი სრულად გარანტირებულია. ვინაიდან ნაჭრები ერთმანეთისგან იზოლირებულია, შეცდომები ან წარუმატებლობა ერთ ნაჭერში არ იმოქმედებს სხვა ნაჭრების კომუნიკაციაზე.
რატომ სჭირდება 5G-ს ქსელის დაჭრა?
წარსულიდან ამჟამინდელ 4G ქსელამდე, მობილური ქსელები ძირითადად მობილურ ტელეფონებს ემსახურება და ზოგადად მხოლოდ გარკვეულ ოპტიმიზაციას აკეთებს მობილური ტელეფონებისთვის. თუმცა, 5G ეპოქაში, მობილური ქსელები უნდა მოემსახურონ სხვადასხვა ტიპისა და მოთხოვნების მოწყობილობებს. ნახსენები აპლიკაციის მრავალი სცენარი მოიცავს მობილურ ფართოზოლოვან ქსელს, ფართომასშტაბიან iot-ს და მისიის კრიტიკულ iot-ს. მათ ყველას სჭირდებათ სხვადასხვა ტიპის ქსელები და აქვთ განსხვავებული მოთხოვნები მობილურობის, აღრიცხვის, უსაფრთხოების, პოლიტიკის კონტროლის, შეყოვნების, საიმედოობის და ა.შ.
მაგალითად, ფართომასშტაბიანი iot სერვისი აკავშირებს ფიქსირებულ სენსორებს ტემპერატურის, ტენიანობის, ნალექის და ა.შ. გასაზომად. არ არის საჭირო მობილური ქსელის ძირითადი მომსახურე ტელეფონების გადაცემა, მდებარეობის განახლება და სხვა ფუნქციები. გარდა ამისა, მისიის გადამწყვეტი iot სერვისები, როგორიცაა ავტონომიური მართვა და რობოტების დისტანციური მართვა, მოითხოვს რამდენიმე მილიწამის შეყოვნებას, რაც ძალიან განსხვავდება მობილური ფართოზოლოვანი სერვისებისგან.
5G-ის გამოყენების ძირითადი სცენარები
ნიშნავს ეს, რომ ჩვენ გვჭირდება გამოყოფილი ქსელი თითოეული სერვისისთვის? მაგალითად, ერთი ემსახურება 5G მობილურ ტელეფონებს, ერთი ემსახურება 5G მასიურ იოტს და ერთი ემსახურება 5G მისიის კრიტიკულ იოტს. ჩვენ არ გვჭირდება, რადგან ჩვენ შეგვიძლია გამოვიყენოთ ქსელის სლაიზინგი ცალკეული ფიზიკური ქსელიდან მრავალი ლოგიკური ქსელის გასაყოფად, რაც ძალიან ეკონომიური მიდგომაა!
განაცხადის მოთხოვნები ქსელის დაჭრისთვის
NGMN-ის მიერ გამოქვეყნებულ 5G თეთრ ქაღალდში აღწერილი 5G ქსელის ნაწილი ნაჩვენებია ქვემოთ:
როგორ განვახორციელოთ ბოლოდან ბოლომდე ქსელის დაჭრა?
(1) 5G უკაბელო წვდომის ქსელი და ძირითადი ქსელი: NFV
დღევანდელ მობილურ ქსელში მთავარი მოწყობილობა მობილური ტელეფონია. RAN (DU და RU) და ძირითადი ფუნქციები აგებულია სპეციალური ქსელური აღჭურვილობისგან, რომელიც მოწოდებულია RAN მომწოდებლების მიერ. ქსელის ჭრის განსახორციელებლად, ქსელის ფუნქციის ვირტუალიზაცია (NFV) წინაპირობაა. ძირითადად, NFV-ის მთავარი იდეაა ქსელის ფუნქციური პროგრამული უზრუნველყოფის (მაგ. MME, S/P-GW და PCRF პაკეტების ბირთვში და DU RAN-ში) განლაგება ყველა ვირტუალურ მანქანებში კომერციულ სერვერებზე, ცალ-ცალკე მათ გამოყოფილ სერვერებზე. ქსელური მოწყობილობები. ამგვარად, RAN განიხილება, როგორც კიდეების ღრუბელი, ხოლო ძირითადი ფუნქცია განიხილება, როგორც ძირითადი ღრუბელი. კავშირი VMS-ს შორის, რომელიც მდებარეობს კიდეზე და ბირთვის ღრუბელში, კონფიგურირებულია SDN-ის გამოყენებით. შემდეგ, თითოეული სერვისისთვის იქმნება სლაისი (მაგ. ტელეფონის ნაჭერი, მასიური იოტ ნაჭერი, მისიის კრიტიკული იოტ ნაჭერი და ა.შ.).
როგორ განვახორციელოთ ერთ-ერთი Network Slicing(I)?
ქვემოთ მოყვანილი ფიგურა გვიჩვენებს, თუ როგორ შეიძლება ვირტუალიზაცია და დაინსტალირდეს თითოეული სერვისის კონკრეტული აპლიკაციის თითოეულ ნაჭერში. მაგალითად, ჭრის კონფიგურაცია შესაძლებელია შემდეგნაირად:
(1) UHD დაჭრა: DU, 5G ბირთვის (UP) და ქეში სერვერების ვირტუალიზაცია ზღვარზე ღრუბელში და 5G ბირთვის (CP) და MVO სერვერების ვირტუალიზაცია ძირითად ღრუბელში
(2) ტელეფონის დაჭრა: 5G ბირთვების ვირტუალიზაცია (UP და CP) და IMS სერვერები სრული მობილურობის შესაძლებლობებით მთავარ ღრუბელში
(3) Iot-ის ფართომასშტაბიანი დაჭრა (მაგ., სენსორული ქსელები): მარტივი და მსუბუქი 5G ბირთვის ვირტუალიზაციას ბირთვულ ღრუბელში არ გააჩნია მობილობის მართვის შესაძლებლობები
(4) მისიის კრიტიკული iot slicing: 5G ბირთვების (UP) და მასთან დაკავშირებული სერვერების (მაგ., V2X სერვერები) ვირტუალიზაცია ზღვარზე ღრუბელში გადაცემის შეყოვნების შესამცირებლად
აქამდე დაგვჭირდა სხვადასხვა მოთხოვნების მქონე სერვისებისთვის გამოყოფილი ფრაგმენტების შექმნა. და ვირტუალური ქსელის ფუნქციები მოთავსებულია სხვადასხვა ადგილას თითოეულ ნაჭერში (ანუ კიდეების ღრუბელი ან ძირითადი ღრუბელი) სხვადასხვა სერვისის მახასიათებლების მიხედვით. გარდა ამისა, ზოგიერთი ქსელის ფუნქცია, როგორიცაა ბილინგი, პოლიტიკის კონტროლი და ა.შ., შეიძლება საჭირო იყოს ზოგიერთ ნაწილში, მაგრამ არა ზოგიერთში. ოპერატორებს შეუძლიათ მოახდინონ ქსელის ჭრის მორგება ისე, როგორც მათ სურთ და, ალბათ, ყველაზე ეფექტური გზა.
როგორ განვახორციელოთ ერთ-ერთი Network Slicing(I)?
(2) ქსელის დაჭრა ზღვარსა და ძირითად ღრუბელს შორის: IP/MPLS-SDN
პროგრამული უზრუნველყოფის განსაზღვრული ქსელი, თუმცა მარტივი კონცეფცია, როდესაც ის პირველად დაინერგა, სულ უფრო რთული ხდება. მაგალითად Overlay-ის სახით, SDN ტექნოლოგიას შეუძლია უზრუნველყოს ქსელური კავშირი ვირტუალურ მანქანებს შორის არსებულ ქსელურ ინფრასტრუქტურაზე.
ქსელის ბოლომდე გაჭრა
უპირველეს ყოვლისა, ჩვენ ვუყურებთ, თუ როგორ უნდა დავრწმუნდეთ, რომ ქსელური კავშირი ზღვარზე ღრუბელსა და ძირითად ღრუბლოვან ვირტუალურ მანქანებს შორის არის უსაფრთხო. ვირტუალურ მანქანებს შორის ქსელი უნდა განხორციელდეს IP/MPLS-SDN და Transport SDN საფუძველზე. ამ ნაშრომში ჩვენ ყურადღებას ვამახვილებთ IP/MPLS-SDN-ზე, რომელიც მოწოდებულია როუტერის მოვაჭრეების მიერ. Ericsson და Juniper ორივე გთავაზობთ IP/MPLS SDN ქსელის არქიტექტურის პროდუქტებს. ოპერაციები ოდნავ განსხვავებულია, მაგრამ კავშირი SDN-ზე დაფუძნებულ VMS-ს შორის ძალიან მსგავსია.
ღრუბელში არის ვირტუალური 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-ს ღრუბლოვან მონაცემთა ცენტრში). შექმენით SDN გვირაბები (მაგ. MPLS GRE ან VXLAN) თითოეულ ვირტუალურ მანქანას (მაგ. 5G IoT core) და DC G/W მარშრუტიზატორებს შორის ძირითადი ღრუბელში.
შემდეგ SDN კონტროლერი მართავს რუკებს ამ გვირაბებსა და MPLS L3 VPN-ს შორის, როგორიცაა IoT VPN. პროცესი იგივეა ზღვარზე ღრუბელში, ქმნის iot ნაჭერს, რომელიც დაკავშირებულია კიდეების ღრუბლიდან IP/MPLS ხერხემალამდე და მთელი გზა ბირთვის ღრუბლამდე. ეს პროცესი შეიძლება განხორციელდეს ტექნოლოგიებისა და სტანდარტების საფუძველზე, რომლებიც აქამდე მომწიფებულია და ხელმისაწვდომია.
(3) ქსელის დაჭრა ზღვარსა და ძირითად ღრუბელს შორის: IP/MPLS-SDN
რაც ახლა რჩება არის მობილური fronthawall ქსელი. როგორ გავჭრათ ეს მობილური წინა საყრდენი ქსელი ზღვარზე ღრუბელსა და 5G RU-ს შორის? უპირველეს ყოვლისა, პირველ რიგში უნდა განისაზღვროს 5G წინა სატრანსპორტო ქსელი. არის რამდენიმე ვარიანტი განხილვის პროცესში (მაგ., ახალი პაკეტზე დაფუძნებული ფორვარდული ქსელის დანერგვა DU და RU ფუნქციონირების ხელახალი განსაზღვრით), მაგრამ სტანდარტული განმარტება ჯერ არ არის გაკეთებული. შემდეგი სურათი არის დიაგრამა, რომელიც წარმოდგენილია ITU IMT 2020 სამუშაო ჯგუფში და მოცემულია ვირტუალური fronhaul ქსელის მაგალითი.
ITU ორგანიზაციის მიერ 5G C-RAN ქსელის დაჭრის მაგალითი
გამოქვეყნების დრო: თებ-02-2024
