5G y corte de red
Cuando 5G se menciona ampliamente, la reducción de red es la tecnología más discutida entre ellos. Los operadores de redes como KT, SK Telecom, China Mobile, DT, KDDI, NTT y proveedores de equipos como Ericsson, Nokia y Huawei creen que el corte de red es la arquitectura de red ideal para la era 5G.
Esta nueva tecnología permite a los operadores dividir múltiples redes virtuales de extremo a extremo en una infraestructura de hardware, y cada corte de red está lógicamente aislada del dispositivo, la red de acceso, la red de transporte y la red central para cumplir con las diferentes características de varios tipos de servicios.
Para cada corte de red, los recursos dedicados como servidores virtuales, ancho de banda de red y calidad de servicio están totalmente garantizados. Dado que las rodajas están aisladas entre sí, los errores o fallas en una porción no afectarán la comunicación de otras cortes.
¿Por qué 5G necesita corte en red?
Desde el pasado hasta la red 4G actual, las redes móviles sirven principalmente a los teléfonos móviles, y generalmente solo hacen cierta optimización para los teléfonos móviles. Sin embargo, en la era 5G, las redes móviles deben servir a dispositivos de varios tipos y requisitos. Muchos de los escenarios de aplicaciones mencionados incluyen banda ancha móvil, IoT a gran escala e IoT de misión crítica. Todos necesitan diferentes tipos de redes y tienen diferentes requisitos en movilidad, contabilidad, seguridad, control de políticas, latencia, confiabilidad, etc.
Por ejemplo, un servicio IoT a gran escala conecta sensores fijos para medir la temperatura, la humedad, la lluvia, etc. No hay necesidad de transferencias, actualizaciones de ubicación y otras características de los principales teléfonos de servicio en la red móvil. Además, los servicios de IoT de la misión crítica, como la conducción autónoma y el control remoto de los robots, requieren una latencia de extremo a extremo de varios milisegundos, que es muy diferente de los servicios de banda ancha móvil.
Escenarios de aplicación principal de 5G
¿Significa esto que necesitamos una red dedicada para cada servicio? Por ejemplo, uno sirve 5 g de teléfonos móviles, uno sirve 5 g de IoT masivo y uno sirve 5G Mission Critical IoT. No necesitamos hacerlo, porque podemos usar la red de red para dividir múltiples redes lógicas de una red física separada, ¡lo cual es un enfoque muy rentable!
Requisitos de aplicación para el corte de red
El corte de red 5G descrito en el libro blanco 5G liberado por el NGMN se muestra a continuación:
¿Cómo implementamos el corte de red de extremo a extremo?
(1) Red de acceso inalámbrico 5G y red central: NFV
En la red móvil de hoy, el dispositivo principal es el teléfono móvil. Ran (Du y Ru) y las funciones centrales se construyen a partir de equipos de red dedicados proporcionados por los proveedores Ran. Para implementar el corte de red, la virtualización de la función de red (NFV) es un requisito previo. Básicamente, la idea principal de NFV es implementar el software de función de red (es decir, MME, S/P-GW y PCRF en el núcleo de paquetes y DU en la RAN), todo en las máquinas virtuales en los servidores comerciales en lugar de por separado en sus dispositivos de red dedicados. De esta manera, la RAN se trata como la nube de borde, mientras que la función central se trata como la nube de núcleo. La conexión entre máquinas virtuales ubicadas en el borde y en la nube central se configura usando SDN. Luego, se crea una porción para cada servicio (es decir, porción del teléfono, porta de IoT masiva, corte de IoT de misión crítica, etc.).
¿Cómo implementar uno de los cortes de red (i)?
La siguiente figura muestra cómo cada aplicación específica del servicio se puede virtualizar e instalar en cada corte. Por ejemplo, el corte se puede configurar de la siguiente manera:
(1) Corte UHD: Virtualizing DU, 5G Core (UP) y Servidores de caché en la nube de borde, y los servidores de virtualización de 5G Core (CP) y MVO en la nube de núcleo
(2) Porte del teléfono: servidores de virtualización de 5G (UP y CP) e IMS con capacidades de movilidad completa en la nube central
(3) Corte de IoT a gran escala (por ejemplo, redes de sensores): la virtualización de un núcleo 5G simple y liviano en la nube central no tiene capacidades de gestión de movilidad
(4) Corte de IoT crítico de misión: virtualización de núcleos 5G (UP) y servidores asociados (por ejemplo, servidores V2X) en la nube de borde para minimizar la latencia de la transmisión
Hasta ahora, hemos necesitado crear rebanadas dedicadas para servicios con diferentes requisitos. Y las funciones de red virtuales se colocan en diferentes ubicaciones en cada corte (es decir, nube de borde o nube de núcleo) de acuerdo con diferentes características del servicio. Además, algunas funciones de red, como facturación, control de políticas, etc., pueden ser necesarias en algunas rebanadas, pero no en otras. Los operadores pueden personalizar el corte de red de la forma en que desean, y probablemente de la manera más rentable.
¿Cómo implementar uno de los cortes de red (i)?
(2) Porte de red entre Edge y Core Cloud: IP/MPLS-SDN
El software definió la red, aunque un concepto simple cuando se introdujo por primera vez, se está volviendo cada vez más complejo. Tomando la forma de superposición como ejemplo, la tecnología SDN puede proporcionar una conexión de red entre las máquinas virtuales en la infraestructura de red existente.
Corte de red de extremo a extremo
En primer lugar, observamos cómo garantizar que la conexión de red entre Edge Cloud y Core Cloud Virtual Machines sea segura. La red entre las máquinas virtuales debe implementarse en función de IP/MPLS-SDN y Transport SDN. En este artículo, nos centramos en IP/MPLS-SDN proporcionado por los proveedores de enrutadores. Ericsson y Juniper ofrecen productos de arquitectura de red IP/MPLS SDN. Las operaciones son ligeramente diferentes, pero la conectividad entre las máquinas virtuales basadas en SDN es muy similar.
En la nube central hay servidores virtualizados. En el hipervisor del servidor, ejecute Vrouter/VSwitch incorporado. El controlador SDN proporciona la configuración del túnel entre el servidor virtualizado y el enrutador DC G/W (el enrutador PE que crea la VPN MPLS L3 en el centro de datos en la nube). Cree túneles SDN (es decir, MPLS GRE o VXLAN) entre cada máquina virtual (por ejemplo, 5G IoT Core) y enrutadores DC G/W en la nube central.
El controlador SDN luego administra el mapeo entre estos túneles y el MPLS L3 VPN, como la VPN IoT. El proceso es el mismo en la nube de borde, creando una porción IoT conectada desde la nube de borde a la red troncal IP/MPLS y hasta la nube de núcleo. Este proceso puede implementarse en función de tecnologías y estándares que son maduros y disponibles hasta ahora.
(3) Porte de red entre Edge y Core Cloud: IP/MPLS-SDN
Lo que queda ahora es la red móvil fronthawall. ¿Cómo cortamos esta red móvil de primera instancia entre Edge Cloud y el 5G RU? En primer lugar, la red 5G delantera debe definirse primero. Hay algunas opciones en discusión (por ejemplo, la introducción de una nueva red de avance basada en paquetes redefiniendo la funcionalidad de DU y RU), pero aún no se ha hecho una definición estándar. La siguiente figura es un diagrama presentado en el grupo de trabajo ITU IMT 2020 y ofrece un ejemplo de una red de Fronhaul virtualizada.
Ejemplo de corte de red C-RAN 5G por organización de la UIT
Tiempo de publicación: febrero-02-2024
