Kukata 5G na Mtandao
Wakati 5G inatajwa sana, Network Slicing ndiyo teknolojia inayozungumziwa zaidi miongoni mwao. Waendeshaji wa mitandao kama vile KT, SK Telecom, China Mobile, DT, KDDI, NTT, na wachuuzi wa vifaa kama vile Ericsson, Nokia, na Huawei wote wanaamini kwamba Network Slicing ndiyo usanifu bora wa mtandao kwa enzi ya 5G.
Teknolojia hii mpya inaruhusu waendeshaji kugawanya mitandao mingi pepe kutoka mwanzo hadi mwisho katika miundombinu ya vifaa, na kila Kipande cha Mtandao kimetengwa kimantiki kutoka kwa kifaa, mtandao wa ufikiaji, mtandao wa usafirishaji na mtandao mkuu ili kukidhi sifa tofauti za aina mbalimbali za huduma.
Kwa kila Kipande cha Mtandao, rasilimali maalum kama vile seva pepe, kipimo data cha mtandao, na ubora wa huduma vimehakikishwa kikamilifu. Kwa kuwa vipande vimetenganishwa, hitilafu au kushindwa katika kipande kimoja hakutaathiri mawasiliano ya vipande vingine.
Kwa nini 5G inahitaji Kukatwa kwa Mtandao?
Kuanzia zamani hadi mtandao wa sasa wa 4G, mitandao ya simu huhudumia simu za mkononi, na kwa ujumla hufanya uboreshaji fulani kwa simu za mkononi. Hata hivyo, katika enzi ya 5G, mitandao ya simu inahitaji kuhudumia vifaa vya aina na mahitaji mbalimbali. Matukio mengi ya programu yaliyotajwa ni pamoja na intaneti pana ya simu, iot kubwa, na iot muhimu kwa dhamira. Zote zinahitaji aina tofauti za mitandao na zina mahitaji tofauti katika uhamaji, uhasibu, usalama, udhibiti wa sera, ucheleweshaji, uaminifu na kadhalika.
Kwa mfano, huduma kubwa ya iot huunganisha vitambuzi visivyobadilika ili kupima halijoto, unyevunyevu, mvua, n.k. Hakuna haja ya kukabidhi, kusasisha eneo, na vipengele vingine vya simu kuu zinazohudumia katika mtandao wa simu. Kwa kuongezea, huduma muhimu za iot kama vile kuendesha gari kwa uhuru na udhibiti wa mbali wa roboti zinahitaji muda wa kuchelewa kutoka mwanzo hadi mwisho wa milisekunde kadhaa, ambayo ni tofauti sana na huduma za intaneti ya simu.
Matukio Makuu ya Matumizi ya 5G
Je, hii ina maana kwamba tunahitaji mtandao maalum kwa kila huduma? Kwa mfano, moja hutoa huduma kwa simu za mkononi za 5G, moja hutoa huduma kwa ioti kubwa ya 5G, na moja hutoa huduma kwa ioti muhimu ya 5G. Hatuhitaji kufanya hivyo, kwa sababu tunaweza kutumia ukata wa mtandao ili kutenganisha mitandao mingi ya kimantiki kutoka kwa mtandao tofauti halisi, ambayo ni mbinu yenye gharama nafuu sana!
Mahitaji ya Maombi ya Kukata Mtandao
Kipande cha mtandao wa 5G kilichoelezwa katika karatasi nyeupe ya 5G iliyotolewa na NGMN kinaonyeshwa hapa chini:
Tunawezaje kutekeleza Ugawaji wa Mtandao kutoka mwanzo hadi mwisho?
(1) Mtandao wa ufikiaji usiotumia waya wa 5G na mtandao mkuu: NFV
Katika mtandao wa simu wa leo, kifaa kikuu ni simu ya mkononi. RAN(DU na RU) na kazi kuu zimejengwa kutoka kwa vifaa maalum vya mtandao vinavyotolewa na wachuuzi wa RAN. Ili kutekeleza ukataji wa mtandao, Uhalisia wa Kazi za Mtandao (NFV) ni sharti. Kimsingi, wazo kuu la NFV ni kusambaza programu ya kazi ya mtandao (yaani MME, S/P-GW na PCRF katika kiini cha pakiti na DU katika RAN) zote kwenye mashine pepe kwenye seva za kibiashara badala ya kando katika vifaa vyao maalum vya mtandao. Kwa njia hii, RAN inachukuliwa kama wingu la ukingo, huku kazi kuu ikichukuliwa kama wingu kuu. Muunganisho kati ya VMS iliyoko ukingoni na katika wingu kuu umesanidiwa kwa kutumia SDN. Kisha, kipande huundwa kwa kila huduma (yaani kipande cha simu, kipande kikubwa cha iot, kipande muhimu cha iot, n.k.).
Jinsi ya kutekeleza mojawapo ya Ukata wa Mtandao (I)?
Mchoro ulio hapa chini unaonyesha jinsi kila programu mahususi ya huduma inavyoweza kubadilishwa kuwa ya kidijitali na kusakinishwa katika kila kipande. Kwa mfano, kukata kunaweza kusanidiwa kama ifuatavyo:
(1) Ukata wa UHD: kuiga DU, seva za msingi wa 5G (UP) na kashe katika wingu la pembeni, na kuiga seva za msingi wa 5G (CP) na MVO katika wingu la msingi.
(2) Kukata simu: kuboresha viini vya 5G (UP na CP) na seva za IMS kwa kutumia uwezo kamili wa uhamaji katika wingu kuu
(3) Kukata kwa ioti kwa kiwango kikubwa (km, mitandao ya vitambuzi): Kuweka kiini rahisi na chepesi cha 5G kwenye wingu la msingi hakuna uwezo wa usimamizi wa uhamaji.
(4) Kukata ioti muhimu kwa misheni: Kuweka viini vya 5G (UP) na seva zinazohusiana (km, seva za V2X) kwenye wingu la ukingo ili kupunguza muda wa kuchelewa kwa uwasilishaji.
Hadi sasa, tumehitaji kuunda vipande maalum kwa ajili ya huduma zenye mahitaji tofauti. Na vitendaji vya mtandao pepe huwekwa katika maeneo tofauti katika kila kipande (yaani, wingu la ukingo au wingu la msingi) kulingana na sifa tofauti za huduma. Kwa kuongezea, baadhi ya vitendaji vya mtandao, kama vile bili, udhibiti wa sera, n.k., vinaweza kuwa muhimu katika baadhi ya vipande, lakini si katika vingine. Waendeshaji wanaweza kubinafsisha ukataji wa mtandao jinsi wanavyotaka, na pengine njia ya gharama nafuu zaidi.
Jinsi ya kutekeleza mojawapo ya Ukata wa Mtandao (I)?
(2) Kukata mtandao kati ya wingu la ukingo na wingu la msingi: IP/MPLS-SDN
Mtandao uliofafanuliwa na programu, ingawa ulikuwa dhana rahisi ulipoanzishwa kwa mara ya kwanza, unazidi kuwa mgumu. Kwa mfano, teknolojia ya SDN inaweza kutoa muunganisho wa mtandao kati ya mashine pepe kwenye miundombinu ya mtandao iliyopo.
Kukata Mtandao Kuanzia Mwisho hadi Mwisho
Kwanza, tunaangalia jinsi ya kuhakikisha kwamba muunganisho wa mtandao kati ya wingu la ukingo na mashine pepe za wingu kuu ni salama. Mtandao kati ya mashine pepe unahitaji kutekelezwa kulingana na IP/MPLS-SDN na Transport SDN. Katika karatasi hii, tunazingatia IP/MPLS-SDN inayotolewa na wachuuzi wa ruta. Ericsson na Juniper zote hutoa bidhaa za usanifu wa mtandao wa IP/MPLS SDN. Shughuli ni tofauti kidogo, lakini muunganisho kati ya VMS inayotegemea SDN unafanana sana.
Katika wingu kuu kuna seva zilizoboreshwa. Katika kipaza sauti cha seva, endesha vRouter/vSwitch iliyojengewa ndani. Kidhibiti cha SDN hutoa usanidi wa handaki kati ya seva iliyoboreshwa na kipanga njia cha DC G/W (kipanga njia cha PE kinachounda MPLS L3 VPN katika kituo cha data cha wingu). Unda handaki za SDN (yaani MPLS GRE au VXLAN) kati ya kila mashine pepe (km kiini cha 5G IoT) na vipanga njia vya DC G/W katika wingu kuu.
Kidhibiti cha SDN kisha husimamia upangaji ramani kati ya handaki hizi na MPLS L3 VPN, kama vile IoT VPN. Mchakato ni sawa katika wingu la pembeni, na kuunda kipande cha iot kilichounganishwa kutoka wingu la pembeni hadi uti wa mgongo wa IP/MPLS na hadi wingu kuu. Mchakato huu unaweza kutekelezwa kulingana na teknolojia na viwango vilivyokomaa na vinavyopatikana hadi sasa.
(3) Kukata mtandao kati ya wingu la ukingo na wingu la msingi: IP/MPLS-SDN
Kilichobaki sasa ni mtandao wa mbele wa simu. Tunawezaje kukata mtandao huu wa mbele wa simu kati ya wingu la ukingo na 5G RU? Kwanza kabisa, mtandao wa mbele wa 5G lazima ufafanuliwe kwanza. Kuna baadhi ya chaguzi zinazojadiliwa (km, kuanzisha mtandao mpya wa mbele unaotegemea pakiti kwa kufafanua upya utendakazi wa DU na RU), lakini hakuna ufafanuzi wa kawaida ambao umetolewa bado. Mchoro ufuatao ni mchoro uliowasilishwa katika kikundi kazi cha ITU IMT 2020 na unatoa mfano wa mtandao wa mbele ulioboreshwa.
Mfano wa Ugawaji wa Mtandao wa 5G C-RAN na Shirika la ITU
Muda wa chapisho: Februari-02-2024
