固定無線接入(FWA)是5G時代通過遠程接入實現5G服務的關鍵技術之一,其特點是增強移動寬帶(eMBB)、超高可靠超低時延通信(uRLLC)和海量機器類通信(mMTC)。與需要大量基礎設施的傳統固定寬帶相比,FWA技術在很大程度上節省了通信服務提供商(CSPs)的成本支出和運營支出。
隨著越來越多的通信服務提供商推出其5G服務,競爭愈發激烈,通信服務提供商必須在高速和高可靠性之外找到新的創新功能,以便贏得新客戶以及留住舊客戶。這就是網絡切片發揮作用的地方??梢允雇袠I的不同公司為數據傳輸設置不同的屬性。網絡切片為每家公司提供在單個物理IT框架下定制的解決方案,需要利用多個虛擬網絡層,將流量劃分為幾個組,并分別為每個組保留不同的屬性。(圖1)。
圖 1. 5G Networking Slicing for Diversified Services.
圖1中的彩色光譜顯示了共享物理基礎設施下四個邏輯網絡的組合,其中每種顏色表示一個虛擬的獨立層(在網絡拓撲中水平切片),其本身運行以滿足與應用場景相關的一組特定服務級別要求(SLR)。低延遲是流量遠程信息處理的首要任務,而服務的高可用性是維持運營的關鍵。舉例來說,電子郵件和網頁瀏覽可以在“盡力而為”的域中進行管理,因為幾秒鐘的延遲不太可能給用戶帶來無法忍受的不便。在這里,網絡切片成為利用網絡資源和創造創新的一種非常有效的方式。
桌面式uCPE已具備許多基本功能,如虛擬化和SD-WAN,支持無線連接,多種端口,比如結合了不同鏈路速度的copper端口和光纖端口。
這些uCPE可以部署在5G基礎設施中,其中網絡切片服務由5G-NR基站提供,但在這種情況下,uCPE的數量應等于物聯網設備數量,如圖2所示。
每個應用場景中5G服務的動態增加了優化解決方案的復雜性,這進一步增加了挑戰。例如,考慮到平臺選擇交換機功能、5G連接性、處理器的計算能力等諸多方面,設備組合決策并非易事。除此之外,還有軟件方面的考慮,需要支持切片和輕松部署。
圖 2. Networking Slicing with for diversified Services.
了解了FWA優勢的重要性并為了最大化5G性能,新漢推出了nexCPE™產品線。該產品線旨在滿足未來網絡的要求,包括網絡基礎設施和多核計算,以支持更多NVF。nexCPE™ 產品線由3類設備組成:用于SMB應用的入門級桌面式平臺、用于分支機構的中端1U機架式平臺和用于企業用途的高端1U機架式平臺。
DFA 1163系列中的第一個系列有3個SKU,全部由Intel Atom®C3000R處理器供電,并為無線寬帶應用量身定制,包括無線網關、安全網關和邊緣計算uCPE。與傳統uCPE相比,DFA1163滿足5G時代的要求。該系列提供兩種不同內核數、多個I/O端口類型、端口數和鏈路速度的CPU,可選功能包括Wi-Fi 5/6、4G LTE和5G支持以及可選PoE+功能。SDN/NFV軟件堆??梢栽诖税缀猩线\行,以實現網絡虛擬化和優化。最重要的是,8個端口支持以太網交換機功能,用于網絡切片。
在測試中,選擇了DFA 1163A SKU作為nexCPE™產品線模型,該SKU基于FWA對5G服務的遠程訪問。為了實現網絡切片技術,DFA 1163A具有強大的8核處理器和8個LAN端口,支持以太網交換機。它是由O'Prueba 在實驗室創建的5G獨立組網(SA)環境中測試的。5G SA環境條件是由AMARI Callbox生成的,它充當3GPP兼容的gNodeB、EPC和5GC,并允許對NR、LTE、LTE-a、LTE-M和NB IoT設備進行功能測試。表1中描述了詳細的測試配置。
表1. NETWORK SLICING TEST SETUP
Items | Description | Items | Description |
---|---|---|---|
System | DFA 1163A | 5G Sub 6G module | Thales MV31-W |
CPU | C3758R, 8 cores | Test Equipment | AMARI Callbox |
Memory | 64 GB | Test Tool | Scapy 2.3.2 |
OS | Ubuntu 18.04.5 LTS 5.4.53 | Test Server | NSA 7150 |
測試拓撲如圖3所示。四臺物聯網設備通過無線寬帶連接到DFA 1163A uCPE。DFA1163A正在將數據流量轉發到AMARI Callbox,用UPF作為gNodeB進行包轉發(IP、TCP UDP)和回傳。
圖 3. Network Slicing Test Topology in 5G SA Network Infrastructure with Professional uCPE.
對于測試,選擇了四種不同類型的物聯網設備,每種設備具有相應的優先級。詳情請參閱表2。
T表 2. IOT DEVICES CONNECTED TO DFA 1163A FOR NETWORK SLICING TEST
Device | IP address | VLAN | Characteristics | Application examples |
---|---|---|---|---|
IoT device 1 | 192.168.1.1 | VLAN 200 | Mid priority, latency sensitive device | -IP camera -IIoT sensor |
IoT device 2 | 192.168.2.2 | VLAN 300 | High priority, critical operations | -Robotic arm -Autonomous vehicle |
IoT device 3 | 192.168.3.3 | VLAN 400 | Low priority, other services | -IP gateway -Gaming |
IoT device 4 | 192.168.4.4 | VLAN 500 | Lowe priority, high availability services | -Mobile phone -IoT sensor |
每個設備都有自己獨特的IP地址,通過DFA 1163A繞過Amari Callbox (覆蓋RU、DU和CU階段),然后進入數據中心。當服務器接收到數據時,會捕獲相同的IP地址,從而確認網絡切片功能已啟用。測試結果證實,DFA1163A已準備好在5G非獨立組網(NSA)中提供網絡切片服務。
網絡切片是體驗5G端到端服務相對較新的技術。nexCPE™產品線配備了一系列豐富的功能,為廣泛部署在5G NSA和SA網絡中的應用提供了5G優勢。
測試結果證明,DFA1163A不僅提供了多種連接的靈活性、高擴展性,而且還可以建立穩定的連接,并具有設置優先級的能力。作為專業的uCPE設備,單個設備可以同時覆蓋幾個物聯網設備,而每個主流uCPE只能覆蓋一個物聯網設備。nexCPE™ 系列提供了一個全面的解決方案,每種型號都針對5G轉型中的特定挑戰,。nexCPE™ 產品線 可以在一個網絡基礎設施中一起使用,但級別不同。DFA 1163是專為中小企業的內部部署應用而設計的,FTA 1170是一款多用途設備,FTA 5180是專為訪問中央控制器的需要而設計的。該組合在功能和服務質量方面優于其他單一規模的解決方案,是5G企業網絡擴展和維持的重要選擇。
nexCPE™系列由Intel處理器提供動力,FTA 5180配備下一代Intel® Xeon® D處理器,而FTA 1170和DFA 1163系列由Intel Atom®處理器提供支持,以適應各種應用場景。nexCPE™可以最大化虛擬網絡部署的資源池™ ,被IT專業人員廣泛應用在各種場景和用例,全面覆蓋公共和私有5G網絡。