5G dan Network Slicing
Ketika 5G banyak dibicarakan, Network Slicing adalah teknologi yang paling banyak dibicarakan. 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 Potongan Jaringan, sumber daya khusus seperti server virtual, bandwidth jaringan, dan kualitas layanan dijamin sepenuhnya. Karena potongan-potongan tersebut terisolasi satu sama lain, kesalahan atau kegagalan pada satu potongan tidak akan memengaruhi komunikasi potongan-potongan lainnya.
Mengapa 5G membutuhkan Network Slicing?
Dari masa lalu hingga jaringan 4G saat ini, jaringan seluler terutama melayani telepon seluler, dan umumnya hanya melakukan beberapa optimasi untuk telepon seluler. Namun, di era 5G, jaringan seluler perlu melayani perangkat dengan berbagai jenis dan kebutuhan. 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 hal mobilitas, akuntansi, keamanan, pengendalian kebijakan, latensi, keandalan, dan sebagainya.
Misalnya, layanan IoT skala besar menghubungkan sensor tetap untuk mengukur suhu, kelembapan, curah hujan, dll. Tidak diperlukan pengalihan, pembaruan lokasi, dan fitur-fitur lain dari telepon utama yang melayani jaringan seluler. Selain itu, layanan IoT yang krusial seperti mengemudi otonom dan kendali jarak jauh robot memerlukan latensi ujung ke ujung beberapa milidetik, yang sangat berbeda dengan layanan pita lebar seluler.
Skenario Aplikasi Utama 5G
Apakah ini berarti kita membutuhkan jaringan khusus untuk setiap layanan? Misalnya, satu jaringan melayani ponsel 5G, satu lagi melayani IoT 5G masif, dan satu lagi melayani IoT 5G yang krusial. 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 ujung ke ujung?
(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 mengimplementasikan 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, alih-alih 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 divirtualisasi dan diinstal di setiap irisan. Misalnya, irisan dapat dikonfigurasi 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-beda. 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 pembagian 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 (software defined network), meskipun merupakan konsep sederhana saat pertama kali diperkenalkan, kini semakin kompleks. Mengambil bentuk Overlay sebagai contoh, teknologi SDN dapat menyediakan koneksi jaringan antar mesin virtual pada infrastruktur jaringan yang ada.
Pengirisan Jaringan Ujung ke Ujung
Pertama, kami akan membahas cara memastikan keamanan koneksi jaringan antara edge cloud dan mesin virtual core cloud. Jaringan antar mesin virtual perlu diimplementasikan berdasarkan IP/MPLS-SDN dan Transport SDN. Dalam makalah ini, kami berfokus pada IP/MPLS-SDN yang disediakan oleh vendor router. Ericsson dan Juniper menawarkan produk arsitektur jaringan IP/MPLS SDN. Operasinya sedikit berbeda, tetapi konektivitas antar 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 menciptakan VPN MPLS L3 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, yaitu menciptakan irisan IoT yang terhubung dari edge cloud ke backbone IP/MPLS hingga ke core cloud. Proses ini dapat diimplementasikan berdasarkan teknologi dan standar yang telah matang dan tersedia saat 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 cloud edge dan RU 5G? Pertama-tama, jaringan fronthaul 5G harus didefinisikan terlebih dahulu. Ada beberapa opsi yang sedang dibahas (misalnya, memperkenalkan jaringan penerusan 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 fronthaul tervirtualisasi.
Contoh Pembagian Jaringan 5G C-RAN oleh Organisasi ITU
Waktu posting: 02-Feb-2024
