5G və Şəbəkə Dilimləməsi
5G geniş şəkildə qeyd edildikdə, Network Slicing ən çox müzakirə olunan texnologiyadır. KT, SK Telecom, China Mobile, DT, KDDI, NTT kimi şəbəkə operatorları və Ericsson, Nokia və Huawei kimi avadanlıq satıcıları Network Slicing-in 5G dövrü üçün ideal şəbəkə arxitekturası olduğuna inanırlar.
Bu yeni texnologiya operatorlara aparat infrastrukturunda birdən çox virtual başdan-başa şəbəkəni bölməyə imkan verir və hər bir Şəbəkə Dilimi müxtəlif növ xidmətlərin fərqli xüsusiyyətlərinə cavab vermək üçün cihazdan, giriş şəbəkəsindən, nəqliyyat şəbəkəsindən və əsas şəbəkədən məntiqi olaraq təcrid olunur.
Hər bir Şəbəkə Dilimi üçün virtual serverlər, şəbəkə bant genişliyi və xidmət keyfiyyəti kimi xüsusi resurslar tam təmin edilir. Dilimlər bir-birindən təcrid olunduğundan, bir dilimdəki səhvlər və ya nasazlıqlar digər dilimlərin ünsiyyətinə təsir göstərməyəcək.
Niyə 5G şəbəkəsinin kəsilməsinə ehtiyac var?
Keçmişdən indiki 4G şəbəkəsinə qədər mobil şəbəkələr əsasən mobil telefonlara xidmət göstərir və ümumiyyətlə yalnız mobil telefonlar üçün müəyyən optimallaşdırmalar həyata keçirir. Lakin, 5G dövründə mobil şəbəkələr müxtəlif növ və tələblərə malik cihazlara xidmət göstərməlidir. Qeyd olunan tətbiq ssenarilərinin çoxuna mobil genişzolaqlı internet, genişmiqyaslı IOT və kritik IOT daxildir. Onların hamısının müxtəlif növ şəbəkələrə ehtiyacı var və mobillik, mühasibat uçotu, təhlükəsizlik, siyasət nəzarəti, gecikmə, etibarlılıq və s. kimi sahələrdə fərqli tələbləri var.
Məsələn, genişmiqyaslı IOT xidməti temperaturu, rütubəti, yağışı və s. ölçmək üçün sabit sensorları birləşdirir. Mobil şəbəkədəki əsas xidmət telefonlarının təhvil-təsliminə, yer yeniləmələrinə və digər xüsusiyyətlərinə ehtiyac yoxdur. Bundan əlavə, avtonom idarəetmə və robotların uzaqdan idarə olunması kimi vacib IOT xidmətləri bir neçə millisaniyəlik başdan-ayağa gecikmə tələb edir ki, bu da mobil genişzolaqlı xidmətlərdən çox fərqlidir.
5G-nin Əsas Tətbiq Ssenariləri
Bu o deməkdirmi ki, hər bir xidmət üçün xüsusi bir şəbəkəyə ehtiyacımız var? Məsələn, biri 5G mobil telefonlarına, biri 5G böyük miqyaslı əşyalar və digəri 5G kritik missiya əşyalar xidmət göstərir. Buna ehtiyac yoxdur, çünki şəbəkə dilimləməsindən istifadə edərək ayrı bir fiziki şəbəkədən birdən çox məntiqi şəbəkəni ayıra bilərik ki, bu da çox səmərəli bir yanaşmadır!
Şəbəkə Dilimləməsi üçün Tətbiq Tələbləri
NGMN tərəfindən dərc edilmiş 5G ağ sənədində təsvir edilən 5G şəbəkəsi hissəsi aşağıda göstərilmişdir:
Başdan-başa Şəbəkə Dilimləməsini necə tətbiq edirik?
(1) 5G simsiz giriş şəbəkəsi və əsas şəbəkə: NFV
Bugünkü mobil şəbəkədə əsas cihaz mobil telefondur. RAN (DU və RU) və əsas funksiyalar RAN təchizatçıları tərəfindən təmin edilən xüsusi şəbəkə avadanlıqlarından qurulur. Şəbəkə dilimləməsini həyata keçirmək üçün Şəbəkə Funksiyası Virtuallaşdırması (NFV) ilkin şərtdir. Əsasən, NFV-nin əsas ideyası şəbəkə funksiyası proqram təminatını (məsələn, paket nüvəsində MME, S/P-GW və PCRF və RAN-da DU) hamısını kommersiya serverlərindəki virtual maşınlarda, onların xüsusi şəbəkə cihazlarında ayrıca deyil, yerləşdirməkdir. Bu şəkildə, RAN kənar bulud, əsas funksiya isə əsas bulud kimi qəbul edilir. Kənarda və əsas buludda yerləşən VMS arasındakı əlaqə SDN istifadə edərək konfiqurasiya edilir. Daha sonra hər bir xidmət üçün bir dilim yaradılır (məsələn, telefon dilimi, kütləvi IOT dilimi, missiya kritik IOT dilimi və s.).
Şəbəkə Dilimləməsindən(I) birini necə tətbiq etmək olar?
Aşağıdakı şəkildə hər bir xidmətə xas tətbiqin necə virtuallaşdırıla və hər bir dilimə necə quraşdırıla biləcəyi göstərilir. Məsələn, dilimləmə aşağıdakı kimi konfiqurasiya edilə bilər:
(1)UHD dilimləmə: kənar buludda DU, 5G əsas (UP) və keş serverlərinin virtuallaşdırılması və əsas buludda 5G əsas (CP) və MVO serverlərinin virtuallaşdırılması
(2) Telefon dilimləməsi: 5G nüvələrini (UP və CP) və IMS serverlərini əsas buludda tam mobillik imkanları ilə virtuallaşdırmaq
(3) Genişmiqyaslı Iot dilimləməsi (məsələn, sensor şəbəkələri): Sadə və yüngül 5G nüvəsini əsas buludda virtuallaşdırmaq heç bir hərəkətlilik idarəetmə imkanlarına malik deyil.
(4) Missiya baxımından vacib olan IOT dilimləməsi: Ötürmə gecikməsini minimuma endirmək üçün 5G nüvələrini (UP) və əlaqəli serverləri (məsələn, V2X serverlərini) kənar buludda virtuallaşdırmaq
İndiyə qədər fərqli tələblərə malik xidmətlər üçün xüsusi dilimlər yaratmalı olduq. Virtual şəbəkə funksiyaları isə hər dilimdə fərqli xidmət xüsusiyyətlərinə uyğun olaraq fərqli yerlərdə (məsələn, kənar bulud və ya əsas bulud) yerləşdirilir. Bundan əlavə, bəzi şəbəkə funksiyaları, məsələn, hesablaşma, siyasət nəzarəti və s. bəzi dilimlərdə lazım ola bilər, digərlərində isə lazım olmaya bilər. Operatorlar şəbəkə dilimləməsini istədikləri şəkildə və yəqin ki, ən səmərəli şəkildə fərdiləşdirə bilərlər.
Şəbəkə Dilimləməsindən(I) birini necə tətbiq etmək olar?
(2) Kənar və əsas bulud arasında şəbəkə dilimlənməsi: IP/MPLS-SDN
Proqram təminatı ilə müəyyən edilmiş şəbəkələşmə, ilk dəfə təqdim edildiyi zaman sadə bir anlayış olsa da, getdikcə daha mürəkkəbləşir. Məsələn, Overlay formasını götürsək, SDN texnologiyası mövcud şəbəkə infrastrukturundakı virtual maşınlar arasında şəbəkə bağlantısı təmin edə bilər.
Başdan-başa Şəbəkə Dilimləməsi
Əvvəlcə, kənar bulud və əsas bulud virtual maşınları arasında şəbəkə bağlantısının təhlükəsiz olmasını necə təmin edəcəyimizə baxırıq. Virtual maşınlar arasındakı şəbəkə IP/MPLS-SDN və Transport SDN əsasında tətbiq olunmalıdır. Bu məqalədə biz marşrutlaşdırıcı təchizatçıları tərəfindən təmin edilən IP/MPLS-SDN-ə diqqət yetirəcəyik. Ericsson və Juniper hər ikisi IP/MPLS SDN şəbəkə arxitekturası məhsulları təklif edir. Əməliyyatlar bir qədər fərqlidir, lakin SDN əsaslı VMS arasındakı əlaqə çox oxşardır.
Əsas buludda virtuallaşdırılmış serverlər var. Serverin hipervizorunda daxili vRouter/vSwitch proqramını işə salın. SDN nəzarətçisi virtuallaşdırılmış server ilə DC G/W router (bulud məlumat mərkəzində MPLS L3 VPN yaradan PE router) arasında tunel konfiqurasiyasını təmin edir. Əsas buludda hər bir virtual maşın (məsələn, 5G IoT nüvəsi) və DC G/W routerləri arasında SDN tunelləri (məsələn, MPLS GRE və ya VXLAN) yaradın.
Daha sonra SDN nəzarətçisi bu tunellər və IoT VPN kimi MPLS L3 VPN arasında xəritələşdirməni idarə edir. Proses kənar buludda da eynidir, kənar buluddan IP/MPLS onurğasına və əsas buluda qədər birləşdirilmiş bir Iot dilimi yaradır. Bu proses bu günə qədər yetkin və mövcud olan texnologiyalar və standartlar əsasında həyata keçirilə bilər.
(3) Kənar və əsas bulud arasında şəbəkə dilimlənməsi: IP/MPLS-SDN
İndi qalan mobil fronthaul şəbəkəsidir. Bu mobil fronthold şəbəkəsini kənar bulud və 5G RU arasında necə ayıra bilərik? Əvvəla, əvvəlcə 5G front-haul şəbəkəsi müəyyən edilməlidir. Müzakirə olunan bəzi variantlar var (məsələn, DU və RU-nun funksionallığını yenidən təyin etməklə yeni paket əsaslı irəli şəbəkənin tətbiqi), lakin hələlik standart tərif verilməyib. Aşağıdakı şəkil ITU IMT 2020 işçi qrupunda təqdim olunan diaqramdır və virtuallaşdırılmış fronthaul şəbəkəsinə nümunə verir.
ITU Təşkilatı tərəfindən 5G C-RAN Şəbəkə Dilimlənməsinə Nümunə
Yazı vaxtı: 02 Fevral 2024
