Този сайт използва бисквитки (cookies). Ако желаете можете да научите повече тук. Разбрах
Skip navigation

Мрежовото „разслояване“ - ключ към бързото проникване на 5G

Networkworld България - брой 5, 2018 г. / Телеком услуги
Пропускателен капацитет на 5G трафик от 10 Gbps за всеки краен потребител. Но какво би направил той с толкова голяма „тръба“? Колко видеоклипове с висока резолюция ще гледа наведнъж? Колко голям е екранът на смартфона? Това е основата за т.нар. мрежовото разслояване (network slicing) - заделянето на мобилна свързаност за различни сценарии на употреба.
954 прочитания, 0

Пропускателен капацитет. Цифровото злато. Кръвоносната система на интернет. Югуларните вени на международна свързаност. Системата за разпространение на селфи снимки. Това е, образно казано, идеята за капацитета на мрежата. Пропускателната способност е нещо, което всеки иска, особено в мобилната сфера! По-голям мрежов капацитет за пренос на данни е най-очакваната полза, която хората свързват с мобилните 5G мрежи от близкото бъдеще. Пропускателният капацитет на 5G обещава на всеки потребител по 10 Gbps, въпреки че това е при най-добрия сценарий и вероятно може да се използва само от специфични приложения. Потребителите, пристрастени към смартфоните си, ще настояват, че те „се нуждаят“ от 10 Gbps пропускателна способност, но какво би направил някой с такава огромна „тръба“? Колко видеоклипове с висока резолюция можете да гледате едновременно? Колко голям е екранът на вашия смартфон?

Именно това стои в основата на идеята за разслояването на мрежата – точно оразмеряване на мобилната свързаност според начина на използването й от приложенията.

Прочетете още: Huawei ще развива в Европа иновации в облaстта на 5G, IoT и изкуствения интелект

Какво представлява разделянето на мрежата на слоеве

В технологично отношение разделянето позволява мобилните оператори да управляват многобройни виртуални мрежи през една обща физическа мрежова инфраструктура. То дава възможност за виртуална подялба на мрежата за радиодостъп (RAN), на ключовите мрежови компоненти на мрежовото ядро (Evolved Packet Core – EPC) и на комутиращата и агрегрираща части от мрежата чак до центровете за данни, където се хостват достъпваното съдържание и приложенията.

Оркестриращият механизъм за осигуряване на услуга от край до край „отсича слоеве“ виртуални (или логически) мрежи от физическите мрежови ресурси, за да задейства „мрежата като услуга“ (NaaS), оразмерена специално за конкретното бизнес приложение. Слоевете ще имат различни характеристики според специфичния начин на употреба, който ще изисква мрежова производителност, свързана с метрики като капацитет, времезакъснение, сигурност, продължителност на връзката, надеждност, географско покритие и други.

Повече сценарии за употреба, повече източници на приходи?

5G обещава да поддържа широк и разнообразен набор от бизнес приложения, много от които (според очакванията и на оператори, и на регулатори) би трябвало да финансират скъпоструващото изграждане на мобилните мрежи от това следващо поколение, както и лицензите за честотните ресурси. Това води до често доста агресивно поставени задачи пред 5G, включително:

  • До 10 Gbps свързаност към мобилни устройства в реални полеви условия
  • До 1000 пъти по-голям капацитет на всяка базова станция
  • До 100 пъти повече свързани към нея устройства
  • Пет „деветки“ повсеместно ниво на достъпност и отказоустойчивост на мрежата (99,999%)
  • 100% мрежово покритие, навсякъде
  • Максимално времезакъснение от 1 милисекунда, при това общо в права и обратна посока (round trip)
  • До 90% снижаване на енергийното потребление на мрежата.

 

Най-често обсъждана в медиите цел е първата – по 10 Gbps на всеки мобилен потребител, тъй като това може да се оцени от всеки. Останалите цели за работата на бъдещата мрежа обаче са не по-малко важни за редица бизнес сценарии на използването й. Следните бизнес сценарии са факторът, който стимулира разгръщането на 5G мобилни мрежи, обратното също е вярно – развитието на 5G мрежи ще даде възможност за подобни приложения:

  • Фиксиран широколентов интернет достъп за домакинства;
  • Автономни самоуправляващи се автомобили;
  • Подобрена мобилност на потребителите (например във високоскоростни влакове);
  • Широколентови комуникационни услуги (например мобилна телевизия);
  • Екстремни комуникации в реално време (включително тактилен интернет, добавена реалност, виртуална реалност);
  • Критични за живота на хората услуги (например услуги на службите за спешна помощ);
  • Ултранадеждни комуникации (например дистанционно наблюдение на пациенти);
  • Мащабни приложения в областта на Интернет на нещата.

Пазарни предизвикателства пред 5G приложенията

Миграцията на услуги, които понастоящем използват свои собствени самостоятелни безжични мрежи, заедно със създаването на нови услуги, които ще използват 5G мобилна мрежа, ще спомогнат за изграждането на бизнес приложения, оправдаващи значителните инвестиции, които мобилните оператори трябва да направят, за да разгърнат необходимата нова 5G технология. Убеждаването на потребителите да приемат новите услуги, които не може да бъдат обслужвани от съществуващите 3G/4G мобилни мрежи, може да се окаже много по-лесно, отколкото убеждаването на потребителите на специализирани безжични мрежи да преминат към 5G. Това е така, защото има доста причини, заради които те искат собствена специализирана мрежа, включително контрол, персонализация, достъпност, надеждност, сигурност и други атрибути, оптимизирани за конкретните им случаи на употреба, които трудно (ако въобще е възможно) биха били обслужвани от съществуващите мобилни мрежи, предлагащи „най-добрата постижима услуга“ (best effort).

Например службите за спешна помощ, на които разчитаме да спасят живота на пострадалите при аварии и бедствия като пожари, земетресения, урагани и за съжаление при увеличаващия се брой умишлени престъпления. Тези смели хора често използват комуникационни услуги, които се обслужват от специализирани безжични мрежи (например TETRA), осигурявайки си координиране на действията за най-добрата и навременна помощ на нуждаещите се.

Да накараме тези потребители да се прехвърлят от своята тествана и надеждна безжична мрежа, която е била персонализирана от десетилетия за техните специфични нужди, към 5G със сигурност ще e страхотна задача за мобилните оператори. Икономията на разходите сама по себе си няма да ги убеди да изоставят специалната си безжична мрежа и да мигрират към мобилна мрежа с best effort услуга, споделяна с всички останали - освен ако не се осъществи разслояване на мрежата, което ще доведе до позната за тях производителност, но вече през споделена мобилна мрежа.

Разслояването на 5G мрежата ще позволи на мобилните оператори да предлагат виртуални мрежи през една и съща физическа мрежа, използвана от всеки друг потребител, като това ще имитира същата или дори по-добра мрежова производителност като тази на специализираните мрежи както по отношение на капацитета, така и на скоростта, латентността, но най-вече отказоустойчивостта.

Например, ако части от мобилната мрежа спрат заради ураган, който поврежда радиокули, услугите за спасителните екипи ще бъдат пренасочвани с много висок приоритет спрямо всички останали, макар и вероятно това да доведе до по-висока цена. Това ще гарантира, че най-високият приоритет за достъп до мрежата ще бъде даден на пожарникарите, които комуникират помежду си на място при бедствия, а много нисък приоритет ще бъде за хората, които си правят селфи снимки на същото място. Мрежовото разслояване ще позволи именно това приоритизиране.

Виртуализацията е ключът към успеха

За да са рационално изхарчени значителните инвестиции и да се осигури дългосрочна финансова жизнеспособност, 5G мрежите трябва да поддържат широк спектър от бизнес приложения, генериращи приходи, които ще изискват различна производителност на мрежовите услуги. Подходът за фокусиране върху начините на употреба ще помогне на операторите да се уверят, че новата 5G мобилна мрежа ще бъде по-печеливша за тях, в противен случай те няма да искат да надграждат сегашната си мрежа. За да се постигнат тези цели, 5G мрежите трябва да бъдат гъвкави, динамични и програмируеми от край до край с помощта на виртуализирани конструкции. Това се улеснява от реализирането на мрежови дялове за всеки начин на приложение с персонализирана производителност, пригодена автоматично и програмируемо. Една гъвкава мобилна 5G мрежа от край до край ще позволи на мобилните оператори да предлагат далеч по-широк набор от комуникационни услуги, изградени върху съществуващи, нови и бъдещи сценарии на използване, които ще осигурят иновативни парични потоци извън обикновената свързаност и капацитет.

За да отговори на безбройните възможни съществуващи и бъдещи приложения навременно и по ценово ефективен начин, мобилната 5G мрежа ще бъде базирана на логически (виртуализирани) градивни блокове, а не традиционните физически компоненти. Това ще намали времето за достигане до пазара на нови и иновативни услуги, осигуряващи на пионерите в тази област конкурентни предимства. Всичко, което подобрява диференцирането на мобилни мрежови услуги, със сигурност ще бъде следено внимателно от операторите, тъй като масовото наличие на мобилна пропускателна способност вече е факт.

Градивни блокове на SDN и NFV

Много от обещаните от SDN ползи в края на краищата включват цялостна абстракция на физическата мрежова инфраструктура. Това позволява поведението на мрежата да бъде адаптирано спрямо изискваната гарантирана работа на услугата, поддържана от съответния тип приложение. По този начин могат да бъдат реализирани мрежови слоеве, „скроени по мярка“ за всеки от различните сценарии, които да използват един и същ пул от физически мрежови активи. Това ще даде възможност на мобилните оператори да разгърнат само една физическа мрежа, способна да поддържа широко портфолио от услуги, като разнообрази, разшири и увеличи текущите си източници на приходи, при това използвайки ценово ефективен метод. Отминават дните на мобилната мрежова инфраструктура, която в повечето случаи предлага best effort услуги на всички потребители, което пък ограничава типа и количеството на поддържаните бизнес приложения.

NFV от своя страна позволява разгръщане на мрежовите функции и тяхното реализиране само чрез софтуер, а не чрез закупуване, инсталиране и настройване на физически устройства. Една от най-обещаващите ползи от NFV е способността да се изпълняват разнообразни виртуални мрежови функции (VNF) независимо от физическото местоположение, което означава, че VNF функционалностите могат да бъдат разгърнати и изпълнени в различни части от по-голямата мрежа за всеки мрежов слой, където има най-смисъл от онази функционалност, свързана с производителност, цена, надеждност, достъпност и/или сигурност.

Предизвикателства пред сигурността

Разделянето на дялове на 5G мрежата се базира на споделянето на една и съща физическа мрежова инфраструктура чрез логическо разделяне на различните приложения. Това означава, че крайните потребители трябва да се чувстват много удобно, тъй като мрежовият им трафик е напълно и сигурно изолиран от другите, особено при някои от по-новите типове приложения, например за някои нововъзникващи, посочени по-горе. Предизвикателствата пред сигурността ще включват избор и внедряване на подходящите технологии, както и успешното разрешаване на по-параноични притеснения. Убеждаването на всички потребители на всички типове приложения да споделят една и съща мрежа без съмнение ще бъде предизвикателство, което трябва да преодолеят мобилните мрежови оператори, но това е възможно, ако мрежата 5G е правилно проектирана, „нарязана“ на дялове и защитена за различните сценарии на употреба. Внедряването на технологиите за мрежова сигурност е едно, а убеждаването на някои потребители, че техните данни са защитени, е съвсем друго нещо.

Оркестрация

Мобилните оператори искат да разгръщат, да управляват и да предлагат услуги с възможно най-ниски разходи, без обаче да компрометират качеството на услугата или изживяването на своите клиенти. Това означава, че 5G мрежите ще трябва да бъдат управлявани по автоматизиран и оркестриран начин от гледна точка предоставянето на услуги. Оркестрирането на свързаността на мрежови услуги, съчетано с мрежови функции, свързани в последователна верига, ще изисква поддръжка на няколко домейна и мултивендорно управление. Всеки 5G слой ще доведе до адаптирано използване на мрежовата производителност, предоставяна чрез отделни физически и логически възли от различни доставчици. Точно там концепцията за отворен код ще помогне на мобилните оператори по-бързо и лесно да реализират 5G мрежови слоеве и свързаните с тях мрежови услуги. Отворените стандартизирани софтуерни интерфейси, съчетани с мултидомейн оркестрация на услугите (MDSO), ще бъдат от ключово значение за използването на мрежовата технология 5G и бизнес модели, фокусирани върху бизнес сценариите.

Разделяне на мрежовия 5G „пай“

Трябва да се отбележи, че 5G концепцията за виртуално „разрязване“ на споделените физически мрежови ресурси в продължение на десетилетия се налага в практиката, но под формата на виртуални частни мрежи (VPN) върху пакетно базирани LAN и WAN мрежи.

Какво е новото? Разслояването на 5G мрежата със сигурност ще бъде много по-предизвикателно от традиционните VPN, защото ще включва комбинация от много различни видове съществуващи и нововъзникващи мрежови технологии, свързани с безжични, кабелни, RAN, EPC, SDN, NFV, оптични, малки клетки... ще бъдат свързани с много по-взискателни бизнес приложения, много от които дори не са били сънувани. Независимо от огромните технологични предизвикателства пред „разрязването“ на мрежата мнозина смятат, че това е най-добрият начин за оправдаване на 5G инвестициите, тъй като дава възможност за огромно богатство от съществуващи и нови бизнес сценарии, които оправдават инвестициите в 5G днес и в бъдеще.

(26.11.2018)

КОМЕНТАРИ

Трябва да сте регистриран потребител, за да коментирате статията
"Мрежовото „разслояване“ - ключ към бързото проникване на 5G"



    

© Ай Си Ти Медиа ЕООД 1997 - 2018 съгласно Oбщи условия за ползване | Декларация за поверителност | Политика за бисквитки