5G y corte de red
Cuando se menciona ampliamente 5G, Network Slicing es la tecnología más discutida entre ellas.Los operadores de redes como KT, SK Telecom, China Mobile, DT, KDDI, NTT y proveedores de equipos como Ericsson, Nokia y Huawei creen que Network Slicing 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 Network Slice está lógicamente aislado del dispositivo, la red de acceso, la red de transporte y la red central para cumplir con las diferentes características de los distintos tipos de servicios.
Para cada Network Slice, los recursos dedicados, como servidores virtuales, ancho de banda de red y calidad de servicio, están totalmente garantizados.Dado que los sectores están aislados entre sí, los errores o fallas en un sector no afectarán la comunicación de otros sectores.
¿Por qué el 5G necesita Network Slicing?
Desde el pasado hasta la red 4G actual, las redes móviles prestan servicio principalmente a teléfonos móviles y, en general, solo realizan cierta optimización para los teléfonos móviles.Sin embargo, en la era 5G, las redes móviles deben dar servicio a dispositivos de diversos tipos y requisitos.Muchos de los escenarios de aplicación 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 materia de movilidad, contabilidad, seguridad, control de políticas, latencia, confiabilidad, etc.
Por ejemplo, un servicio de IoT a gran escala conecta sensores fijos para medir la temperatura, la humedad, las precipitaciones, etc. No hay necesidad de traspasos, actualizaciones de ubicación y otras funciones de los principales teléfonos de servicio en la red móvil.Además, los servicios de IoT de misión crítica, como la conducción autónoma y el control remoto de robots, requieren una latencia de extremo a extremo de varios milisegundos, lo cual es muy diferente de los servicios de banda ancha móvil.
Principales escenarios de aplicación del 5G
¿Significa esto que necesitamos una red dedicada para cada servicio?Por ejemplo, uno sirve para teléfonos móviles 5G, otro para iot masivo 5G y otro para iot de misión crítica 5G.No es necesario, porque podemos utilizar la división de red para dividir múltiples redes lógicas de una red física separada, ¡lo cual es un enfoque muy rentable!
Requisitos de aplicación para corte de red
El segmento de red 5G descrito en el documento técnico 5G publicado por NGMN se muestra a continuación:
¿Cómo implementamos el Network Slicing de un extremo a otro?
(1) Red de acceso inalámbrico 5G y red central: NFV
En la red móvil actual, el dispositivo principal es el teléfono móvil.La RAN (DU y RU) y las funciones principales se crean a partir de equipos de red dedicados proporcionados por los proveedores de RAN.Para implementar la división de red, la virtualización de funciones 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 del paquete y DU en la RAN), todo en las máquinas virtuales de los servidores comerciales en lugar de hacerlo por separado en sus servidores dedicados. dispositivos de red.De esta manera, la RAN se trata como la nube de borde, mientras que la función central se trata como la nube central.La conexión entre VMS ubicado en el borde y en la nube central se configura mediante SDN.Luego, se crea una porción para cada servicio (es decir, porción de teléfono, porción de iot masiva, porción de iot de misión crítica, etc.).
¿Cómo implementar uno de Network Slicing (I)?
La siguiente figura muestra cómo cada aplicación específica del servicio se puede virtualizar e instalar en cada segmento.Por ejemplo, el corte se puede configurar de la siguiente manera:
(1)Corte UHD: virtualización de servidores DU, 5G core (UP) y caché en la nube perimetral, y virtualización de servidores 5G core (CP) y MVO en la nube central
(2) División de teléfonos: virtualización de núcleos 5G (UP y CP) y servidores IMS con capacidades de movilidad total en la nube central
(3) División 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) División de IoT de misión crítica: virtualización de núcleos 5G (UP) y servidores asociados (por ejemplo, servidores V2X) en la nube perimetral para minimizar la latencia de transmisión.
Hasta ahora, hemos necesitado crear sectores dedicados para servicios con diferentes requisitos.Y las funciones de la red virtual se ubican en diferentes ubicaciones en cada segmento (es decir, nube de borde o nube central) según las diferentes características del servicio.Además, algunas funciones de la red, como facturación, control de políticas, etc., pueden ser necesarias en algunos sectores, pero no en otros.Los operadores pueden personalizar la división de la red como quieran y, probablemente, de la forma más rentable.
¿Cómo implementar uno de Network Slicing (I)?
(2) División de red entre el borde y la nube central: IP/MPLS-SDN
Las redes definidas por software, aunque eran un concepto simple cuando se introdujeron por primera vez, se están volviendo cada vez más complejas.Tomando la forma de Overlay como ejemplo, la tecnología SDN puede proporcionar conexión de red entre máquinas virtuales en la infraestructura de red existente.
División de red de extremo a extremo
En primer lugar, analizamos cómo garantizar que la conexión de red entre la nube perimetral y las máquinas virtuales de la nube central sea segura.La red entre las máquinas virtuales debe implementarse en base a IP/MPLS-SDN y Transport SDN.En este documento, nos centramos en IP/MPLS-SDN proporcionado por los proveedores de enrutadores.Ericsson y Juniper ofrecen productos de arquitectura de red SDN IP/MPLS.Las operaciones son ligeramente diferentes, pero la conectividad entre VMS basado en SDN es muy similar.
En la nube central hay servidores virtualizados.En el hipervisor del servidor, ejecute el vRouter/vSwitch integrado.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, núcleo 5G IoT) y enrutadores DC G/W en la nube central.
Luego, el controlador SDN gestiona el mapeo entre estos túneles y la VPN MPLS L3, como la VPN IoT.El proceso es el mismo en la nube perimetral, creando un segmento de IoT conectado desde la nube perimetral a la columna vertebral IP/MPLS y hasta la nube central.Este proceso se puede implementar basándose en tecnologías y estándares maduros y disponibles hasta el momento.
(3) División de red entre el borde y la nube central: IP/MPLS-SDN
Lo que queda ahora es la red móvil fronthawall.¿Cómo cortamos esta red frontal móvil entre la nube perimetral y la RU 5G?En primer lugar, primero se debe definir la red de front-haul 5G.Hay algunas opciones en discusión (por ejemplo, introducir una nueva red directa basada en paquetes redefiniendo la funcionalidad de DU y RU), pero aún no se ha elaborado 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 fronthaul virtualizada.
Ejemplo de división de red 5G C-RAN por organización de la UIT
Hora de publicación: 02-feb-2024
