5G dan Network Slicing
Ketika 5G banyak dibicarakan, Network Slicing adalah teknologi yang paling banyak dibicarakan di antara semuanya. Operator jaringan seperti KT, SK Telecom, China Mobile, DT, KDDI, NTT, dan vendor peralatan seperti Ericsson, Nokia, dan Huawei semuanya percaya bahwa Network Slicing adalah arsitektur jaringan yang ideal untuk era 5G.
Teknologi baru ini memungkinkan operator untuk membagi beberapa jaringan virtual ujung ke ujung dalam infrastruktur perangkat keras, dan setiap Potongan Jaringan diisolasi secara logis dari perangkat, jaringan akses, jaringan transportasi, dan jaringan inti untuk memenuhi karakteristik yang berbeda dari berbagai jenis layanan.
Untuk setiap Network Slice, sumber daya khusus seperti server virtual, bandwidth jaringan, dan kualitas layanan dijamin sepenuhnya. Karena irisan terisolasi satu sama lain, kesalahan atau kegagalan dalam satu irisan tidak akan memengaruhi komunikasi irisan lainnya.
Mengapa 5G membutuhkan Network Slicing?
Dari jaringan 4G masa lalu hingga saat ini, jaringan seluler utamanya melayani telepon seluler, dan umumnya hanya melakukan beberapa pengoptimalan untuk telepon seluler. Namun, di era 5G, jaringan seluler perlu melayani perangkat dengan berbagai jenis dan persyaratan. Banyak skenario aplikasi yang disebutkan mencakup pita lebar seluler, IoT skala besar, dan IoT misi kritis. Semuanya membutuhkan jenis jaringan yang berbeda dan memiliki persyaratan yang berbeda dalam mobilitas, akuntansi, keamanan, kontrol kebijakan, latensi, keandalan, dan sebagainya.
Misalnya, layanan IoT berskala besar menghubungkan sensor tetap untuk mengukur suhu, kelembapan, curah hujan, dll. Tidak diperlukan serah terima, pembaruan lokasi, dan fitur lain dari telepon utama yang melayani di jaringan seluler. Selain itu, layanan IoT yang sangat penting seperti mengemudi secara otomatis dan kendali jarak jauh robot memerlukan latensi ujung ke ujung beberapa milidetik, yang sangat berbeda dari layanan pita lebar seluler.
Skenario Aplikasi Utama 5G
Apakah ini berarti kita memerlukan jaringan khusus untuk setiap layanan? Misalnya, satu jaringan melayani telepon seluler 5G, satu jaringan melayani IoT besar 5G, dan satu jaringan melayani IoT penting 5G. Kita tidak perlu melakukannya, karena kita dapat menggunakan network slicing untuk memisahkan beberapa jaringan logis dari jaringan fisik yang terpisah, yang merupakan pendekatan yang sangat hemat biaya!
Persyaratan Aplikasi untuk Network Slicing
Potongan jaringan 5G yang dijelaskan dalam white paper 5G yang dirilis oleh NGMN ditunjukkan di bawah ini:
Bagaimana kita menerapkan Network Slicing secara menyeluruh?
(1)Jaringan akses nirkabel 5G dan jaringan inti: NFV
Dalam jaringan seluler saat ini, perangkat utamanya adalah telepon seluler. RAN (DU dan RU) dan fungsi inti dibangun dari peralatan jaringan khusus yang disediakan oleh vendor RAN. Untuk menerapkan network slicing, Network Function Virtualization (NFV) merupakan prasyarat. Pada dasarnya, ide utama NFV adalah untuk menyebarkan perangkat lunak fungsi jaringan (yaitu MME, S/P-GW dan PCRF dalam inti paket dan DU dalam RAN) semuanya dalam mesin virtual pada server komersial, bukan secara terpisah dalam perangkat jaringan khusus mereka. Dengan cara ini, RAN diperlakukan sebagai edge cloud, sedangkan fungsi inti diperlakukan sebagai core cloud. Koneksi antara VMS yang terletak di edge dan di core cloud dikonfigurasi menggunakan SDN. Kemudian, sebuah slice dibuat untuk setiap layanan (yaitu slice telepon, slice iot masif, slice iot misi kritis, dll.).
Bagaimana cara mengimplementasikan salah satu Network Slicing(I)?
Gambar di bawah ini menunjukkan bagaimana setiap aplikasi khusus layanan dapat divirtualisasikan dan diinstal di setiap irisan. Misalnya, irisan dapat dikonfigurasikan sebagai berikut:
(1)UHD slicing: memvirtualisasikan DU, inti 5G (UP) dan server cache di cloud edge, dan memvirtualisasikan server inti 5G (CP) dan MVO di cloud core
(2) Phone slicing: memvirtualisasikan inti 5G (UP dan CP) dan server IMS dengan kemampuan mobilitas penuh di cloud inti
(3) Pengirisan IoT skala besar (misalnya, jaringan sensor): Memvirtualisasikan inti 5G yang sederhana dan ringan di cloud inti tidak memiliki kemampuan manajemen mobilitas
(4) Pengirisan IoT yang sangat penting: Memvirtualisasikan inti 5G (UP) dan server terkait (misalnya, server V2X) di cloud edge untuk meminimalkan latensi transmisi
Sejauh ini, kami perlu membuat irisan khusus untuk layanan dengan persyaratan yang berbeda. Dan fungsi jaringan virtual ditempatkan di lokasi yang berbeda di setiap irisan (misalnya, edge cloud atau core cloud) sesuai dengan karakteristik layanan yang berbeda. Selain itu, beberapa fungsi jaringan, seperti penagihan, kontrol kebijakan, dll., mungkin diperlukan di beberapa irisan, tetapi tidak di irisan lainnya. Operator dapat menyesuaikan irisan jaringan sesuai keinginan mereka, dan mungkin dengan cara yang paling hemat biaya.
Bagaimana cara mengimplementasikan salah satu Network Slicing(I)?
(2) Pembagian jaringan antara edge dan core cloud: IP/MPLS-SDN
Jaringan yang ditentukan perangkat lunak, meskipun merupakan konsep sederhana saat pertama kali diperkenalkan, kini menjadi semakin kompleks. Mengambil bentuk Overlay sebagai contoh, teknologi SDN dapat menyediakan koneksi jaringan antara mesin virtual pada infrastruktur jaringan yang ada.
Pembagian Jaringan Ujung-ke-Ujung
Pertama, kita akan membahas cara memastikan bahwa koneksi jaringan antara edge cloud dan core cloud virtual machine aman. Jaringan antara virtual machine perlu diimplementasikan berdasarkan IP/MPLS-SDN dan Transport SDN. Dalam makalah ini, kami fokus pada IP/MPLS-SDN yang disediakan oleh vendor router. Ericsson dan Juniper sama-sama menawarkan produk arsitektur jaringan IP/MPLS SDN. Operasinya sedikit berbeda, tetapi konektivitas antara VMS berbasis SDN sangat mirip.
Di cloud inti terdapat server tervirtualisasi. Di hypervisor server, jalankan vRouter/vSwitch bawaan. Pengontrol SDN menyediakan konfigurasi terowongan antara server tervirtualisasi dan router DC G/W (router PE yang membuat MPLS L3 VPN di pusat data cloud). Buat terowongan SDN (misalnya MPLS GRE atau VXLAN) antara setiap mesin virtual (misalnya inti IoT 5G) dan router DC G/W di cloud inti.
Pengontrol SDN kemudian mengelola pemetaan antara terowongan ini dan MPLS L3 VPN, seperti IoT VPN. Prosesnya sama di edge cloud, menciptakan irisan IoT yang terhubung dari edge cloud ke backbone IP/MPLS dan terus ke core cloud. Proses ini dapat diimplementasikan berdasarkan teknologi dan standar yang sudah matang dan tersedia sejauh ini.
(3) Pembagian jaringan antara edge dan core cloud: IP/MPLS-SDN
Yang tersisa sekarang adalah jaringan fronthaul seluler. Bagaimana kita memotong jaringan fronthaul seluler ini antara edge cloud dan RU 5G? Pertama-tama, jaringan fronthaul 5G harus didefinisikan terlebih dahulu. Ada beberapa opsi yang sedang dibahas (misalnya, memperkenalkan jaringan forward berbasis paket baru dengan mendefinisikan ulang fungsionalitas DU dan RU), tetapi belum ada definisi standar yang dibuat. Gambar berikut adalah diagram yang disajikan dalam kelompok kerja ITU IMT 2020 dan memberikan contoh jaringan fronhaul tervirtualisasi.
Contoh Pembagian Jaringan C-RAN 5G oleh Organisasi ITU
Waktu posting: 02-Feb-2024
