5G e fatiamento de rede
Quando o 5G é amplamente mencionado, o fatiamento de rede é a tecnologia mais discutida entre eles. Operadores de rede como KT, SK Telecom, China Mobile, DT, KDDI, NTT e fornecedores de equipamentos como Ericsson, Nokia e Huawei acreditam que o fatiamento de rede é a arquitetura de rede ideal para a era 5G.
Essa nova tecnologia permite que os operadores dividam várias redes virtuais de ponta a ponta em uma infraestrutura de hardware, e cada fatia de rede é logicamente isolada do dispositivo, rede de acesso, rede de transporte e rede principal para atender às diferentes características de vários tipos de serviços.
Para cada fatia de rede, recursos dedicados, como servidores virtuais, largura de banda de rede e qualidade de serviço, são totalmente garantidos. Como as fatias são isoladas uma da outra, erros ou falhas em uma fatia não afetarão a comunicação de outras fatias.
Por que o 5G precisa de fatia de rede?
Do passado à rede 4G atual, as redes móveis servem principalmente telefones celulares e geralmente fazem apenas alguma otimização para os telefones celulares. No entanto, na era 5G, as redes móveis precisam servir dispositivos de vários tipos e requisitos. Muitos dos cenários de aplicativos mencionados incluem banda larga móvel, IoT em larga escala e IoT crítica de missão. Todos eles precisam de diferentes tipos de redes e têm requisitos diferentes de mobilidade, contabilidade, segurança, controle de políticas, latência, confiabilidade e assim por diante.
Por exemplo, um serviço de IoT em larga escala conecta sensores fixos para medir a temperatura, a umidade, a precipitação, etc. Não há necessidade de transferências, atualizações de localização e outros recursos dos principais telefones de serviço na rede móvel. Além disso, serviços de IoT mission-crítica, como direção autônoma e controle remoto de robôs, exigem latência de ponta a ponta de vários milissegundos, o que é muito diferente dos serviços de banda larga móvel.
Principais cenários de aplicação de 5g
Isso significa que precisamos de uma rede dedicada para cada serviço? Por exemplo, um serve para telefones celulares 5G, um serve 5G IoT maciço e serve a IoT da missão 5G. Não precisamos, porque podemos usar o fatiamento de rede para dividir várias redes lógicas de uma rede física separada, que é uma abordagem muito econômica!
Requisitos de aplicação para fatiamento de rede
A fatia de rede 5G descrita no papel branco 5G divulgado pelo NGMN é mostrado abaixo:
Como implementamos o fatiamento de rede de ponta a ponta?
(1) Rede de acesso sem fio 5G e rede principal: NFV
Na rede móvel de hoje, o dispositivo principal é o telefone celular. RAN (DU e RU) e as funções principais são construídas a partir de equipamentos de rede dedicados fornecidos pelos fornecedores RAN. Para implementar o fatiamento de rede, a Virtualização da Função de Rede (NFV) é um pré -requisito. Basicamente, a principal idéia do NFV é implantar o software de função de rede (IE MME, S/P-GW e PCRF no núcleo de pacotes e DU no RAN), tudo nas máquinas virtuais nos servidores comerciais, em vez de separadamente em seus dispositivos de rede dedicados. Dessa forma, o RAN é tratado como a nuvem de borda, enquanto a função principal é tratada como a nuvem principal. A conexão entre as VMs localizadas na borda e na nuvem do núcleo é configurada usando o SDN. Em seguida, uma fatia é criada para cada serviço (por exemplo, fatia de telefone, fatia massiva de IoT, fatia de IoT da missão crítica, etc.).
Como implementar um dos fatiamentos de rede (i)?
A figura abaixo mostra como cada aplicativo específico de serviço pode ser virtualizado e instalado em cada fatia. Por exemplo, o fatiamento pode ser configurado da seguinte forma:
(1) UHD Flieting: Virtualizando DU, 5G Core (UP) e servidores de cache na nuvem de borda e virtualizando os servidores 5G Core (CP) e MVO na nuvem Core
(2) FLINHA DE TELEFONE: Virtuando os núcleos 5G (UP e CP) e servidores IMS com recursos completos de mobilidade na nuvem principal
(3) fatia de IoT em larga escala (por exemplo, redes de sensores): virtualizando um núcleo 5G simples e leve na nuvem principal não possui recursos de gerenciamento de mobilidade
(4) Flicicamento de IoT crítico da missão: Virtualizando os núcleos 5G (UP) e servidores associados (por exemplo, servidores V2X) na nuvem de borda para minimizar a latência de transmissão
Até agora, precisamos criar fatias dedicadas para serviços com requisitos diferentes. E as funções de rede virtual são colocadas em diferentes locais em cada fatia (ou seja, nuvem de borda ou nuvem de núcleo) de acordo com diferentes características de serviço. Além disso, algumas funções de rede, como cobrança, controle de políticas etc. podem ser necessárias em algumas fatias, mas não em outras. Os operadores podem personalizar o corte da rede da maneira que desejam e provavelmente da maneira mais econômica.
Como implementar um dos fatiamentos de rede (i)?
(2) Fluiing de rede entre Edge e Core Cloud: IP/MPLS-SDN
A rede definida por software, embora um conceito simples quando foi introduzido pela primeira vez, esteja se tornando cada vez mais complexo. Assumindo a forma de sobreposição como exemplo, a tecnologia SDN pode fornecer conexão de rede entre máquinas virtuais na infraestrutura de rede existente.
Fatia de rede de ponta a ponta
Em primeiro lugar, analisamos como garantir que a conexão de rede entre a nuvem Edge e as máquinas virtuais da nuvem principal seja segura. A rede entre as máquinas virtuais precisa ser implementada com base no IP/MPLS-SDN e do Transport SDN. Neste artigo, focamos no IP/MPLS-SDN fornecido pelos fornecedores do roteador. Ericsson e Juniper oferecem produtos de arquitetura de rede SDN IP/MPLS. As operações são um pouco diferentes, mas a conectividade entre as VMs baseadas em SDN é muito semelhante.
Na nuvem principal estão servidores virtualizados. No hipervisor do servidor, execute o Vrouter/VSwitch embutido. O controlador SDN fornece a configuração do túnel entre o servidor virtualizado e o roteador DC G/W (o roteador PE que cria a VPN MPLS L3 no Data Center em Cloud). Crie túneis SDN (ou seja, MPLS GRE ou VXLAN) entre cada máquina virtual (por exemplo, núcleo IoT 5G) e roteadores DC G/W na nuvem principal.
O controlador SDN gerencia o mapeamento entre esses túneis e a VPN MPLS L3, como a VPN da IoT. O processo é o mesmo na nuvem Edge, criando uma fatia de IoT conectada da nuvem de borda ao backbone IP/MPLS e até a nuvem principal. Esse processo pode ser implementado com base em tecnologias e padrões maduros e disponíveis até agora.
(3) FLUING RETEMENTE entre Edge e Core Cloud: IP/MPLS-SDN
O que resta agora é a rede móvel Fronthawall. Como cortamos essa rede móvel de Fonthold entre o Edge Cloud e o 5G Ru? Primeiro de tudo, a rede 5G de Haul Front-Haul deve ser definida primeiro. Existem algumas opções em discussão (por exemplo, introduzindo uma nova rede avançada baseada em pacotes, redefinindo a funcionalidade de DU e RU), mas ainda não foi feita uma definição padrão. A figura a seguir é um diagrama apresentado no Grupo de Trabalho da ITU IMT 2020 e fornece um exemplo de uma rede virtualizada de Fronhaul.
Exemplo de fatia de rede 5G C-RAN da Organização da UTU
Hora de postagem: Feb-02-2024
