5G 및 네트워크 슬라이싱
5G가 널리 언급되면 네트워크 슬라이싱이 가장 많이 논의되는 기술입니다. KT, SK Telecom, China Mobile, DT, KDDI, NTT 및 Ericsson, Nokia 및 Huawei와 같은 장비 공급 업체와 같은 네트워크 운영자는 모두 네트워크 슬라이스가 5G 시대에 이상적인 네트워크 아키텍처라고 생각합니다.
이 새로운 기술을 통해 운영자는 여러 가상의 엔드 투 엔드 네트워크를 하드웨어 인프라에서 분할 할 수 있으며 각 네트워크 슬라이스는 장치, 액세스 네트워크, 전송 네트워크 및 핵심 네트워크에서 논리적으로 분리되어 다양한 유형의 서비스의 다양한 특성을 충족시킵니다.
각 네트워크 슬라이스에 대해 가상 서버, 네트워크 대역폭 및 서비스 품질과 같은 전용 리소스가 완전히 보장됩니다. 슬라이스가 서로 분리되므로 한 조각의 오류 또는 고장은 다른 슬라이스의 통신에 영향을 미치지 않습니다.
5G에 네트워크 슬라이싱이 필요한 이유는 무엇입니까?
과거부터 현재 4G 네트워크에 이르기까지 모바일 네트워크는 주로 휴대 전화를 제공하며 일반적으로 휴대 전화에 대한 최적화 만 수행합니다. 그러나 5G 시대에 모바일 네트워크는 다양한 유형과 요구 사항의 장치를 제공해야합니다. 언급 된 많은 응용 프로그램 시나리오에는 모바일 광대역, 대규모 IoT 및 미션 크리티컬 IoT가 포함됩니다. 모두 다른 유형의 네트워크가 필요하며 이동성, 회계, 보안, 정책 관리, 대기 시간, 신뢰성 등에 대한 요구 사항이 다릅니다.
예를 들어, 대규모 IoT 서비스는 고정 센서를 연결하여 온도, 습도, 강우 등을 측정합니다. 모바일 네트워크의 주요 서빙 전화의 핸드 오버, 위치 업데이트 및 기타 기능이 필요하지 않습니다. 또한 자율 주행 및 로봇의 원격 제어와 같은 미션 크리티컬 IoT 서비스에는 몇 밀리 초의 엔드 투 엔드 대기 시간이 필요하며, 이는 모바일 광대역 서비스와는 매우 다릅니다.
5G의 주요 응용 프로그램 시나리오
이것은 우리가 각 서비스에 전용 네트워크가 필요하다는 것을 의미합니까? 예를 들어, 하나는 5G 휴대폰을 제공하고, 하나는 5G 대규모 IoT를 제공하며, 하나는 5G Mission Critical IoT를 제공합니다. 우리는 네트워크 슬라이싱을 사용하여 여러 논리적 네트워크를 별도의 물리적 네트워크에서 분할 할 수 있기 때문에 매우 비용 효율적인 접근 방식입니다!
네트워크 슬라이싱에 대한 응용 프로그램 요구 사항
NGMN이 발표 한 5G 백서에 설명 된 5G 네트워크 슬라이스는 다음과 같습니다.
엔드 투 엔드 네트워크 슬라이싱을 어떻게 구현합니까?
(1) 5G 무선 액세스 네트워크 및 핵심 네트워크 : NFV
오늘날의 모바일 네트워크에서 기본 장치는 휴대 전화입니다. RAN (DU 및 RU) 및 핵심 기능은 RAN 공급 업체가 제공하는 전용 네트워크 장비로 구축됩니다. 네트워크 슬라이싱을 구현하려면 네트워크 기능 가상화 (NFV)가 전제 조건입니다. 기본적으로 NFV의 주요 아이디어는 전용 네트워크 장치의 별도가 아닌 상용 서버의 가상 머신에있는 네트워크 기능 소프트웨어 (예 : RAN의 패킷 코어 및 DU)를 배포하는 것입니다. 이러한 방식으로 RAN은 에지 클라우드로 취급되는 반면 핵심 함수는 핵심 클라우드로 취급됩니다. 가장자리와 코어 클라우드에있는 VM 간의 연결은 SDN을 사용하여 구성됩니다. 그런 다음 각 서비스마다 슬라이스가 생성됩니다 (예 : 전화 슬라이스, 대규모 IoT 슬라이스, 미션 크리티컬 IoT 슬라이스 등).
네트워크 슬라이싱 중 하나를 구현하는 방법 (i)?
아래 그림은 각 서비스 별 응용 프로그램이 각 슬라이스에 가상화 및 설치되는 방법을 보여줍니다. 예를 들어, 슬라이스는 다음과 같이 구성 할 수 있습니다.
(1) UHD 슬라이스 : Edge Cloud의 Du, 5G 코어 (UP) 및 캐시 서버 및 Core Cloud의 5G Core (CP) 및 MVO 서버 가상화
(2) 전화 슬라이싱 : 핵심 클라우드에서 완전한 이동성 기능을 갖춘 5G 코어 (UP 및 CP) 및 IMS 서버 가상화
(3) 대규모 IoT 슬라이싱 (예 : 센서 네트워크) : 코어 클라우드에서 간단하고 가벼운 5G 코어를 가상화하면 이동성 관리 기능이 없습니다.
(4) 미션 크리티컬 IoT 슬라이스 : 전송 대기 시간을 최소화하기 위해 Edge Cloud에서 5G 코어 (UP) 및 관련 서버 (예 : V2X 서버) 가상화
지금까지 요구 사항이 다른 서비스 용 전용 슬라이스를 만들어야했습니다. 가상 네트워크 기능은 다른 서비스 특성에 따라 각 슬라이스 (즉, 에지 클라우드 또는 코어 클라우드)의 다른 위치에 배치됩니다. 또한 청구, 정책 관리 등과 같은 일부 네트워크 기능은 일부 슬라이스에서는 필요할 수 있지만 다른 슬라이스에는 필요하지 않습니다. 운영자는 원하는 방식으로 네트워크 슬라이스를 사용자 정의 할 수 있으며 아마도 가장 비용 효율적인 방법 일 것입니다.
네트워크 슬라이싱 중 하나를 구현하는 방법 (i)?
(2) 에지와 코어 클라우드 사이의 네트워크 슬라이싱 : IP/MPLS-SDN
소프트웨어 정의 네트워킹은 처음 소개되었을 때 간단한 개념이지만 점점 복잡해지고 있습니다. SDN 기술은 오버레이 형태를 예로 들어 기존 네트워크 인프라의 가상 머신간에 네트워크 연결을 제공 할 수 있습니다.
엔드 투 엔드 네트워크 슬라이싱
첫째, Edge Cloud와 Core Cloud Virtual Machines 간의 네트워크 연결이 안전한 지 확인하는 방법을 살펴 봅니다. 가상 머신 간 네트워크는 IP/MPLS-SDN 및 전송 SDN을 기반으로 구현해야합니다. 이 백서에서는 라우터 공급 업체가 제공하는 IP/MPLS-SDN에 중점을 둡니다. Ericsson과 Juniper는 모두 IP/MPLS SDN 네트워크 아키텍처 제품을 제공합니다. 작업은 약간 다르지만 SDN 기반 VM 간의 연결은 매우 유사합니다.
핵심 클라우드에는 가상 서버가 있습니다. 서버의 하이퍼 바이저에서 내장 vrouter/vswitch를 실행하십시오. SDN 컨트롤러는 가상화 된 서버와 DC G/W 라우터 (클라우드 데이터 센터에서 MPLS L3 VPN을 생성하는 PE 라우터) 간의 터널 구성을 제공합니다. 코어 클라우드에서 각 가상 머신 (예 : 5G IoT 코어)과 DC G/W 라우터 사이에 SDN 터널 (예 : MPLS GRE 또는 VXLAN)을 만듭니다.
그런 다음 SDN 컨트롤러는 IoT VPN과 같은 이러한 터널과 MPLS L3 VPN 간의 매핑을 관리합니다. 프로세스는 Edge Cloud에서 동일하므로 Edge Cloud에서 IP/MPLS 백본으로 연결된 IoT 슬라이스 및 코어 클라우드까지 연결됩니다. 이 프로세스는 성숙하고 지금까지 사용할 수있는 기술 및 표준을 기반으로 구현할 수 있습니다.
(3) 에지와 코어 클라우드 사이의 네트워크 슬라이싱 : IP/MPLS-SDN
현재 남아있는 것은 모바일 Fronthawall 네트워크입니다. Edge Cloud와 5G RU 사이 에서이 모바일 Fronthold 네트워크를 어떻게 자르나요? 우선, 5G 프론트 컬 네트워크를 먼저 정의해야합니다. 논의중인 몇 가지 옵션이 있습니다 (예 : DU 및 RU의 기능을 재정의하여 새로운 패킷 기반 포워드 네트워크를 소개 함). 그러나 아직 표준 정의는 없었습니다. 다음 그림은 ITU IMT 2020 Working Group에 제시된 다이어그램이며 가상화 된 Fronhaul 네트워크의 예를 제공합니다.
ITU 조직의 5G C-RAN 네트워크 슬라이싱의 예
시간 후 : 2 월 2 일
