5G ve ağ dilimleme
5G yaygın olarak bahsedildiğinde, ağ dilimleme aralarında en çok tartışılan teknolojidir. KT, SK Telecom, China Mobile, DT, KDDI, NTT gibi ağ operatörleri ve Ericsson, Nokia ve Huawei gibi ekipman satıcıları, ağ dilimlemesinin 5G ERA için ideal ağ mimarisi olduğuna inanmaktadır.
Bu yeni teknoloji, operatörlerin bir donanım altyapısına birden fazla sanal uçtan uca ağ oluşturmasına olanak tanır ve her ağ dilimi, çeşitli hizmet türlerinin farklı özelliklerini karşılamak için cihazdan, erişim ağından, taşıma ağı ve çekirdek ağından mantıksal olarak izole edilir.
Her ağ dilimi için, sanal sunucular, ağ bant genişliği ve hizmet kalitesi gibi özel kaynaklar tamamen garanti edilir. Dilimler birbirinden izole edildiğinden, bir dilimdeki hatalar veya arızalar diğer dilimlerin iletişimini etkilemez.
5G'nin ağ dilimlemesine neden ihtiyacı var?
Geçmişten mevcut 4G ağına kadar, mobil ağlar esas olarak cep telefonlarına hizmet eder ve genellikle sadece cep telefonları için bir optimizasyon yapar. Bununla birlikte, 5G döneminde, mobil ağların çeşitli tür ve gereksinimlerde cihazlara hizmet vermesi gerekir. Bahsedilen uygulama senaryolarının birçoğu mobil geniş bant, büyük ölçekli IoT ve görev açısından kritik IoT'dir. Hepsi farklı ağ türlerine ihtiyaç duyarlar ve hareketlilik, muhasebe, güvenlik, politika kontrolü, gecikme, güvenilirlik vb.
Örneğin, büyük ölçekli bir IoT hizmeti, sıcaklık, nem, yağış vb. Ölçmek için sabit sensörleri birbirine bağlar. Mobil ağdaki ana servis telefonlarının elden çıkarmalara, konum güncellemelerine ve diğer özelliklerine gerek yoktur. Buna ek olarak, otonom sürüş ve robotların uzaktan kontrolü gibi kritik IoT hizmetleri, mobil geniş bant hizmetlerinden çok farklı olan birkaç milisaniyenin uçtan uca gecikmesini gerektirir.
5G ana uygulama senaryoları
Bu, her hizmet için özel bir ağa ihtiyacımız anlamına mı geliyor? Örneğin, biri 5G cep telefonu, biri 5G büyük IoT sunmaktadır ve biri 5G Mission Critical IoT sunmaktadır. İhtiyacımız yok, çünkü çok düşük maliyetli bir yaklaşım olan ayrı bir fiziksel ağdan birden fazla mantıksal ağ ayırmak için ağ dilimini kullanabiliriz!
Ağ dilimleme için başvuru gereksinimleri
NGMN tarafından yayınlanan 5G Beyaz Kağıt'ta açıklanan 5G Ağ Dilimi aşağıda gösterilmiştir:
Uçtan uca ağ dilimlemesini nasıl uygularız?
(1) 5G Kablosuz Erişim Ağı ve Çekirdek Ağ: NFV
Bugünün mobil ağında, ana cihaz cep telefonu. RAN (DU ve RU) ve çekirdek işlevler, RAN satıcıları tarafından sağlanan özel ağ ekipmanlarından üretilmiştir. Ağ dilimlemesini uygulamak için ağ işlevi sanallaştırma (NFV) bir ön koşuldur. Temel olarak, NFV'nin ana fikri, özel ağ cihazlarında ayrı olarak yerine ticari sunuculardaki sanal makinelerde ağ işlev yazılımını (yani MME, S/P-GW ve PCRF) paket çekirdeğinde dağıtmaktır. Bu şekilde, RAN kenar bulutu olarak ele alınırken, çekirdek işlev çekirdek bulut olarak ele alınır. Kenarda ve çekirdek bulutta bulunan VM'ler arasındaki bağlantı SDN kullanılarak yapılandırılır. Ardından, her hizmet için bir dilim oluşturulur (yani telefon dilimi, büyük IoT dilimi, görev kritik IoT dilimi vb.).
Ağ dilimlemesinden biri (i) nasıl uygulanır?
Aşağıdaki şekil, her bir dilimde her hizmete özgü uygulamanın nasıl sanallaştırılabileceğini ve kurulabileceğini göstermektedir. Örneğin, dilimleme aşağıdaki gibi yapılandırılabilir:
(1) UHD dilimleme: Kenar bulutundaki DU, 5G çekirdeği (yukarı) ve önbellek sunucularını sanallaştırma ve çekirdek buluttaki 5G çekirdeği (CP) ve MVO sunucularını sanallaştırma
(2) Telefon Dilimleme: Core Cloud'da tam hareketlilik özelliklerine sahip 5G çekirdekleri (UP ve CP) ve IMS sunucularını sanallaştırma
(3) Büyük ölçekli IoT dilimleme (örneğin, sensör ağları): Core Cloud'daki basit ve hafif bir 5G çekirdeğinin sanallaştırılmasının hareketlilik yönetimi özellikleri yok
(4) Görev açısından kritik IoT dilimleme: İletim gecikmesini en aza indirmek için 5G çekirdekleri (yukarı) ve ilişkili sunucuları (örneğin, V2X sunucuları) sanallaştırma
Şimdiye kadar, farklı gereksinimlere sahip hizmetler için özel dilimler oluşturmamız gerekiyordu. Ve sanal ağ işlevleri, farklı hizmet özelliklerine göre her dilimde (yani kenar bulutu veya çekirdek bulut) farklı konumlara yerleştirilir. Buna ek olarak, faturalandırma, politika kontrolü vb. Gibi bazı ağ işlevleri bazı dilimlerde gerekli olabilir, ancak diğerlerinde gerekmeyebilir. Operatörler, ağ dilimlemesini istedikleri şekilde ve muhtemelen en uygun maliyetli yolu özelleştirebilir.
Ağ dilimlemesinden biri (i) nasıl uygulanır?
(2) Kenar ve çekirdek bulut arasındaki ağ dilimleme: IP/MPLS-SDN
Yazılım tanımlı ağ oluşturma, ilk tanıtıldığında basit bir kavram olmasına rağmen, giderek karmaşıklaşıyor. Örnek olarak kaplama biçimini alan SDN teknolojisi, mevcut ağ altyapısındaki sanal makineler arasında ağ bağlantısı sağlayabilir.
Uçtan uca ağ dilimleme
İlk olarak, kenar bulutu ve çekirdek bulut sanal makineleri arasındaki ağ bağlantısının güvenli olduğundan nasıl emin olacağına bakıyoruz. Sanal makineler arasındaki ağın IP/MPLS-SDN ve Transport SDN'ye göre uygulanması gerekir. Bu yazıda, yönlendirici satıcıları tarafından sağlanan IP/MPLS-SDN'ye odaklanıyoruz. Ericsson ve Juniper, IP/MPLS SDN Network Mimarlık Ürünleri sunmaktadır. İşlemler biraz farklıdır, ancak SDN tabanlı VM'ler arasındaki bağlantı çok benzerdir.
Çekirdek bulutta sanallaştırılmış sunucular var. Sunucunun hipervizöründe yerleşik Vrouter/VSWITCH'ı çalıştırın. SDN denetleyicisi, sanallaştırılmış sunucu ve DC G/W yönlendirici (bulut veri merkezinde MPLS L3 VPN'yi oluşturan PE yönlendirici) arasında tünel yapılandırmasını sağlar. Çekirdek buluttaki her sanal makine (örn. 5G IoT çekirdeği) ve DC G/W yönlendiricileri arasında SDN tünelleri (yani MPLS GRE veya VXLAN) oluşturun.
SDN denetleyicisi daha sonra bu tüneller ile IoT VPN gibi MPLS L3 VPN arasındaki eşlemeyi yönetir. İşlem, kenar bulutunda aynıdır ve kenar bulutundan IP/MPLS omurgasına ve çekirdek buluta kadar bağlı bir IoT dilimi oluşturur. Bu süreç, şimdiye kadar olgun ve mevcut olan teknolojilere ve standartlara göre uygulanabilir.
(3) Kenar ve çekirdek bulut arasındaki ağ dilimleme: IP/MPLS-SDN
Şimdi geriye kalan mobil Fronthawall ağı. Bu mobil fronthold ağı, Edge Cloud ve 5G RU arasındaki nasıl keseriz? Her şeyden önce, 5G ön-haul ağı önce tanımlanmalıdır. Tartışmada bazı seçenekler vardır (örneğin, DU ve RU'nun işlevselliğini yeniden tanımlayarak yeni bir paket tabanlı ileri ağ sunmak), ancak henüz standart bir tanım yapılmamıştır. Aşağıdaki şekil, ITU IMT 2020 Çalışma Grubunda sunulan bir diyagramdır ve sanallaştırılmış bir Fronhaul ağına bir örnek vermektedir.
ITU Organizasyonu tarafından 5G C-RAN Ağı Dilimleme Örneği
Gönderi: Şub-02-2024
