5G ve Ağ Dilimleme
5G denilince bunların arasında en çok tartışılan teknoloji Ağ Dilimleme oluyor.KT, SK Telecom, China Mobile, DT, KDDI, NTT gibi ağ operatörleri ve Ericsson, Nokia ve Huawei gibi ekipman satıcıları, Ağ Dilimlemenin 5G dönemi için ideal ağ mimarisi olduğuna inanıyor.
Bu yeni teknoloji, operatörlerin bir donanım altyapısında birden fazla sanal uçtan uca ağı bölmesine olanak tanır ve her Ağ Dilimi, çeşitli hizmet türlerinin farklı özelliklerini karşılamak üzere 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 olduğundan bir dilimdeki hatalar veya arızalar diğer dilimlerin iletişimini etkilemeyecektir.
5G neden Ağ Dilimlemeye ihtiyaç duyuyor?
Geçmişten günümüze kadar, mobil ağlar ağırlıklı olarak cep telefonlarına hizmet vermekte ve genellikle sadece cep telefonları için bazı optimizasyonlar yapmaktadır.Ancak 5G çağında mobil ağların çeşitli tür ve gereksinimlerdeki cihazlara hizmet vermesi gerekiyor.Bahsedilen uygulama senaryolarının birçoğu mobil geniş bant, büyük ölçekli IoT ve görev açısından kritik IoT'yi içermektedir.Hepsi farklı türde ağlara ihtiyaç duyar ve mobilite, muhasebe, güvenlik, politika kontrolü, gecikme, güvenilirlik vb. konularda farklı gereksinimlere sahiptir.
Örneğin, büyük ölçekli bir IoT hizmeti, sıcaklığı, nemi, yağış miktarını vb. ölçmek için sabit sensörleri birbirine bağlar. Mobil ağdaki ana hizmet veren telefonların geçişlerine, konum güncellemelerine ve diğer özelliklerine gerek yoktur.Ek olarak, otonom sürüş ve robotların uzaktan kontrolü gibi görev açısından kritik IoT hizmetleri, mobil geniş bant hizmetlerinden çok farklı olarak birkaç milisaniyelik uçtan uca gecikme süresi gerektirir.
5G'nin Ana Uygulama Senaryoları
Bu, her hizmet için özel bir ağa ihtiyacımız olduğu anlamına mı geliyor?Örneğin, biri 5G cep telefonlarına, biri 5G devasa IoT'ye, diğeri ise 5G görev açısından kritik IoT'ye hizmet ediyor.Buna ihtiyacımız yok, çünkü birden çok mantıksal ağı ayrı bir fiziksel ağdan ayırmak için ağ dilimlemeyi kullanabiliriz ki bu da çok uygun maliyetli bir yaklaşımdır!
Ağ Dilimleme için Başvuru Gereksinimleri
NGMN tarafından yayınlanan 5G teknik incelemesinde açıklanan 5G ağ dilimi aşağıda gösterilmektedir:
Uçtan uca Ağ Dilimlemeyi nasıl uygularız?
(1)5G kablosuz erişim ağı ve çekirdek ağ: NFV
Günümüzün mobil ağında ana cihaz cep telefonudur.RAN(DU ve RU) ve temel işlevler, RAN satıcıları tarafından sağlanan özel ağ ekipmanlarından oluşturulur.Ağ dilimlemeyi uygulamak için Ağ İşlev Sanallaştırması (NFV) bir önkoşuldur.Temel olarak NFV'nin ana fikri, ağ işlevi yazılımını (yani paket çekirdeğinde MME, S/P-GW ve PCRF ve RAN'da DU) ayrı ayrı ayrılmış sunucular yerine ticari sunuculardaki sanal makinelere dağıtmaktır. ağ cihazları.Bu şekilde RAN, uç bulut olarak ele alınırken, çekirdek işlev, çekirdek bulut olarak ele alınır.Uçta bulunan VMS ile çekirdek buluttaki VMS arasındaki 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 şekilde her hizmete özel uygulamanın her dilimde nasıl sanallaştırılabileceği ve kurulabileceği gösterilmektedir.Örneğin dilimleme şu şekilde yapılandırılabilir:
(1)UHD dilimleme: uç bulutta DU, 5G çekirdek (UP) ve önbellek sunucularını sanallaştırma ve çekirdek bulutta 5G çekirdek (CP) ve MVO sunucularını sanallaştırma
(2) Telefon dilimleme: 5G çekirdeklerinin (UP ve CP) ve IMS sunucularının çekirdek bulutta tam mobilite özelliklerine sahip sanallaştırılması
(3) Büyük ölçekli IoT dilimleme (örn. sensör ağları): Çekirdek bulutta basit ve hafif bir 5G çekirdeği sanallaştırmanın mobilite yönetimi özelliği yoktur
(4) Görev açısından kritik IoT dilimleme: İletim gecikmesini en aza indirmek için uç bulutta 5G çekirdeklerini (UP) ve ilgili sunucuları (örn. V2X sunucuları) sanallaştırma
Şu ana kadar farklı gereksinimlere sahip hizmetler için özel dilimler oluşturmamız gerekiyordu.Ve sanal ağ işlevleri, farklı hizmet özelliklerine göre her dilimde (yani uç bulut veya çekirdek bulut) farklı konumlara yerleştirilir.Ayrıca faturalandırma, politika kontrolü vb. gibi bazı ağ işlevleri bazı dilimlerde gerekli olabilirken bazılarında gerekli olmayabilir.Operatörler ağ dilimlemeyi istedikleri şekilde ve muhtemelen en uygun maliyetli şekilde özelleştirebilir.
Ağ Dilimleme(I)'den biri nasıl uygulanır?
(2) Uç ve çekirdek bulut arasında ağ dilimleme: IP/MPLS-SDN
Yazılım tanımlı ağ oluşturma, ilk tanıtıldığında basit bir kavram olmasına rağmen giderek daha karmaşık hale geliyor.Örnek olarak Overlay şeklini alan SDN teknolojisi, mevcut ağ altyapısı üzerinde sanal makineler arasında ağ bağlantısı sağlayabilmektedir.
Uçtan uca Ağ Dilimleme
Öncelikle uç bulut ile çekirdek bulut sanal makineleri arasındaki ağ bağlantısının güvenli olmasını nasıl sağlayacağımıza bakıyoruz.Sanal makineler arasındaki ağın IP/MPLS-SDN ve Transport SDN'ye dayalı olarak uygulanması gerekir.Bu yazıda yönlendirici satıcıları tarafından sağlanan IP/MPLS-SDN'ye odaklanıyoruz.Ericsson ve Juniper'in her ikisi de IP/MPLS SDN ağ mimarisi ürünleri sunuyor.İşlemler biraz farklıdır ancak SDN tabanlı VMS arasındaki bağlantı çok benzerdir.
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'yi oluşturan PE yönlendiricisi) arasındaki 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.Süreç, uç bulutta da aynıdır; uç buluttan IP/MPLS omurgasına ve çekirdek buluta kadar bağlanan bir IoT dilimi oluşturulur.Bu süreç şu ana kadar olgunlaşmış ve mevcut teknolojiler ve standartlar temel alınarak uygulanabilir.
(3) Uç ve çekirdek bulut arasında ağ dilimleme: IP/MPLS-SDN
Şimdi geriye mobil ön duvar ağı kalıyor.Uç bulut ile 5G RU arasındaki bu mobil ön tutma ağını nasıl keseriz?Öncelikle 5G ön mesafe ağının tanımlanması gerekiyor.Tartışılan bazı seçenekler vardır (örneğin, DU ve RU'nun işlevselliğinin yeniden tanımlanarak yeni bir paket tabanlı ileri ağ oluşturulması), ancak henüz standart bir tanım yapılmamıştır.Aşağıdaki şekil ITU IMT 2020 çalışma grubunda sunulan bir diyagramdır ve sanallaştırılmış bir fronhaul ağı örneği verir.
İTÜ Kuruluşundan 5G C-RAN Ağ Dilimleme Örneği
Gönderim zamanı: Şubat-02-2024
