5G ve Ağ Dilimleme
5G yaygın olarak bahsedildiğinde, aralarında en çok tartışılan teknoloji Ağ Dilimleme'dir. KT, SK Telecom, China Mobile, DT, KDDI, NTT gibi ağ operatörleri ve Ericsson, Nokia ve Huawei gibi ekipman satıcıları, Ağ Dilimleme'nin 5G dönemi için ideal ağ mimarisi olduğuna inanmaktadır.
Bu yeni teknoloji, operatörlerin bir donanım altyapısındaki birden fazla sanal uçtan uca ağı bölmesine olanak tanır ve her Ağ Dilimi, çeşitli hizmet türlerinin farklı özelliklerini karşılamak için cihazdan, erişim ağından, taşıma ağından ve çekirdek ağdan 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'de Ağ Dilimlenmesine Neden İhtiyaç Var?
Geçmişten günümüze 4G şebekesine kadar, mobil şebekeler esas olarak mobil telefonlara hizmet eder ve genellikle yalnızca mobil telefonlar için bazı optimizasyonlar yapar. Ancak, 5G çağında, mobil şebekelerin çeşitli tür ve gereksinimlere sahip cihazlara hizmet vermesi gerekir. Bahsedilen uygulama senaryolarının çoğu mobil geniş bant, büyük ölçekli IoT ve kritik görev IoT'yi içerir. Hepsinin farklı türde şebekelere ihtiyacı vardır ve mobilite, muhasebe, güvenlik, politika kontrolü, gecikme, güvenilirlik vb. konularda farklı gereksinimleri vardır.
Örneğin, büyük ölçekli bir IoT hizmeti, sıcaklığı, nemi, yağışı vb. ölçmek için sabit sensörleri birbirine bağlar. Mobil ağdaki ana hizmet telefonlarının devir teslimlerine, konum güncellemelerine ve diğer özelliklerine gerek yoktur. Ayrıca, otonom sürüş ve robotların uzaktan kontrolü gibi görev açısından kritik IoT hizmetleri, mobil geniş bant hizmetlerinden çok farklı olan birkaç milisaniyelik uçtan uca gecikme gerektirir.
5G'nin Ana Uygulama Senaryoları
Bu, her hizmet için özel bir ağa ihtiyacımız olduğu anlamına mı geliyor? Örneğin, biri 5G mobil telefonlara, biri 5G büyük IoT'ye ve biri de 5G görev açısından kritik IoT'ye hizmet veriyor. Buna ihtiyacımız yok çünkü ayrı bir fiziksel ağdan birden fazla mantıksal ağı ayırmak için ağ dilimlemesini kullanabiliriz, bu da çok uygun maliyetli bir yaklaşımdır!
Ağ Dilimleme için Uygulama Gereksinimleri
NGMN tarafından yayımlanan 5G teknik dokümanında anlatılan 5G ağ dilimi aşağıda gösterilmektedir:
Uçtan uca Ağ Dilimlenmesini nasıl uygularız?
(1)5G kablosuz erişim ağı ve çekirdek ağı: NFV
Günümüzün mobil ağında, ana cihaz cep telefonudur. RAN (DU ve RU) ve çekirdek işlevler, RAN satıcıları tarafından sağlanan özel ağ ekipmanlarından oluşturulur. Ağ dilimlenmesini uygulamak için Ağ İşlevi Sanallaştırma (NFV) bir ön koşuldur. Temel olarak, NFV'nin ana fikri, ağ işlevi yazılımını (yani paket çekirdeğinde MME, S/P-GW ve PCRF ve RAN'da DU) özel ağ cihazlarında ayrı ayrı dağıtmak yerine ticari sunuculardaki sanal makinelerde dağıtmaktır. Bu şekilde, RAN uç bulut olarak ele alınırken, çekirdek işlev çekirdek bulut olarak ele alınır. Uçta bulunan VMS ile çekirdek buluttaki bağlantı SDN kullanılarak yapılandırılır. Daha sonra, her hizmet için bir dilim oluşturulur (yani telefon dilimi, büyük IoT dilimi, görev açısından kritik IoT dilimi, vb.).
Ağ Dilimleme(I)'den biri nasıl uygulanır?
Aşağıdaki şekil, her hizmete özgü uygulamanın her dilimde nasıl sanallaştırılıp kurulabileceğini gösterir. Örneğin, dilimleme aşağıdaki gibi yapılandırılabilir:
(1)UHD dilimleme: uç bulutta DU, 5G çekirdek (UP) ve önbellek sunucularının sanallaştırılması ve çekirdek bulutta 5G çekirdek (CP) ve MVO sunucularının sanallaştırılması
(2) Telefon dilimleme: 5G çekirdeklerinin (UP ve CP) ve IMS sunucularının çekirdek bulutta tam mobilite yetenekleriyle sanallaştırılması
(3) Büyük ölçekli IoT dilimleme (örneğin, sensör ağları): Çekirdek bulutta basit ve hafif bir 5G çekirdeğini sanallaştırmanın hareketlilik yönetimi yetenekleri yoktur
(4) Görev açısından kritik IoT dilimleme: İletim gecikmesini en aza indirmek için uç bulutta 5G çekirdeklerinin (UP) ve ilişkili sunucuların (örneğin, V2X sunucuları) sanallaştırılması
Şimdiye kadar, farklı gereksinimlere sahip hizmetler için özel dilimler oluşturmamız gerekti. Ve sanal ağ işlevleri, farklı hizmet özelliklerine göre her dilimde (yani, uç bulut veya çekirdek bulut) farklı konumlara yerleştirilir. Ayrıca, faturalama, politika kontrolü vb. gibi bazı ağ işlevleri bazı dilimlerde gerekli olabilir, ancak diğerlerinde olmayabilir. Operatörler ağ dilimlemesini istedikleri şekilde ve muhtemelen en uygun maliyetli şekilde özelleştirebilir.
Ağ Dilimleme(I)'den biri nasıl uygulanır?
(2) Kenar ve çekirdek bulut arasında ağ dilimleme: IP/MPLS-SDN
Yazılım tanımlı ağ, ilk tanıtıldığında basit bir kavram olmasına rağmen giderek daha karmaşık hale geliyor. Örneğin Overlay biçimini ele alırsak, SDN teknolojisi mevcut ağ altyapısındaki sanal makineler arasında ağ bağlantısı sağlayabilir.
Uçtan Uca Ağ Dilimleme
Öncelikle, uç bulut ile çekirdek bulut sanal makineleri arasındaki ağ bağlantısının güvenli olduğundan nasıl emin olabileceğimize bakıyoruz. Sanal makineler arasındaki ağın IP/MPLS-SDN ve Transport SDN temelinde uygulanması gerekiyor. Bu makalede, yönlendirici satıcıları tarafından sağlanan IP/MPLS-SDN'ye odaklanıyoruz. Ericsson ve Juniper, IP/MPLS SDN ağ mimarisi ürünleri sunuyor. İşlemler biraz farklı olsa da SDN tabanlı VMS arasındaki bağlantı oldukça benzer.
Çekirdek bulutta sanallaştırılmış sunucular bulunur. Sunucunun hipervizöründe, yerleşik vRouter/vSwitch'i çalıştırın. SDN denetleyicisi, sanallaştırılmış sunucu ile DC G/W yönlendiricisi (bulut veri merkezinde MPLS L3 VPN'i oluşturan PE yönlendiricisi) arasında tünel yapılandırmasını sağlar. Çekirdek buluttaki her sanal makine (örneğin 5G IoT çekirdeği) ile 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, uç bulutta aynıdır ve uç buluttan IP/MPLS omurgasına ve çekirdek buluta kadar bağlı bir IoT dilimi oluşturur. Bu işlem, şu ana kadar olgunlaşmış ve mevcut olan teknolojilere ve standartlara dayanarak uygulanabilir.
(3) Kenar ve çekirdek bulut arasında ağ dilimleme: IP/MPLS-SDN
Şimdi geriye kalan mobil fronthaul ağıdır. Bu mobil fronthold ağını edge cloud ve 5G RU arasında nasıl keseriz? Öncelikle, 5G front-haul ağının önce tanımlanması gerekir. Tartışılan bazı seçenekler var (örneğin, DU ve RU'nun işlevselliğini yeniden tanımlayarak yeni bir paket tabanlı ileri ağ tanıtmak) ancak henüz standart bir tanım yapılmadı. Aşağıdaki şekil, ITU IMT 2020 çalışma grubunda sunulan bir diyagramdır ve sanallaştırılmış bir fronhaul ağının bir örneğini verir.
ITU Kuruluşuna Göre 5G C-RAN Ağ Dilimlenmesine Örnek
Gönderi zamanı: Şub-02-2024
