Schalten Sie Smart Core Network Slicing für das Internet der Dinge und MVNOs frei

Network Slicing ist eine der wichtigsten 5G-Innovationen für Mobilfunkbetreiber. Branchenweit stürzen sich Experten ins Schwärmen, um von den zukünftigen Vorteilen zu schwärmen. Als Bart Salaets, F5 Networks Systems  Technischer Direktor sagt,   Weniger erkennen, dass Aspekte seiner technologischen Auswirkungen bereits genutzt werden können.

Network Slicing ermöglicht einem Mobilfunkbetreiber effektiv, ein physisches Netzwerk in mehrere logische Netzwerke (Netzwerk-Slices) zu unterteilen.

Jeder „Slice“ wird bereitgestellt, um je nach zugrundeliegendem Anwendungsfall spezifische Netzwerkeigenschaften wie Durchsatz, Latenz und Priorität bereitzustellen.

Dies ist besonders wichtig, da 5G-Netzwerke genutzt werden, um eine Vielzahl von Anwendungsfällen in verschiedenen Branchen zu unterstützen – von der Automobilindustrie und Landwirtschaft bis hin zu Gesundheitswesen, Transport, Logistik und darüber hinaus. Mit dynamischem Ende-zu-Ende-Netzwerk-Slicing kann die Branche zu einem Modell übergehen, bei dem Dienste je nach Verkehrsbedarf erweitert und Netzwerkressourcen geschrumpft werden.

Zum Beispiel erfordert das Videostreaming, das mit 5G immer mehr verbreitet wird, einen hohen Durchsatz, ist aber im Allgemeinen in der Lage, mittlere bis hohe Latenzen zu bewältigen. Ein selbstfahrendes Auto hingegen ist auf Verbindungen mit extrem geringer Latenz angewiesen, um die Verkehrssicherheit zu gewährleisten.

In IP-Transportnetzen lässt sich Network Slicing in gewissem Umfang über VPN-Technologien realisieren. Einzigartig ist dagegen das 5G-Network-Slicing, das sich bis ins Funknetz ausdehnen lässt. Ressourcen können dann verschiedenen Netzwerk-Slices zugewiesen und zugewiesen werden. Folglich kann ein Anwendungsfall wie selbstfahrende Autos auf einen Netzwerk-Slice abgebildet werden, der Träger mit geringer Latenz vom Funkgerät bis zum Kernnetzwerk garantiert.

Netzwerk-Slicing heute

Angesichts des wachsenden Drucks, den Anforderungen an das Internet der Dinge (IoT) und den Mobile Virtual Network Operator (MVNO) immer einen Schritt voraus zu sein, zeigen Mobilfunkbetreiber zunehmend Interesse an Network Slicing auf der mobilen Kernebene in bestehenden 3G- und 4G-Netzen (die dies nicht tun). Slicing auf Funkebene unterstützen).

Aktuelle Techniken zum Zuordnen von Teilnehmersitzungen zu mobilen Kernelementen wie Serving Gateways (SGW) und Packet Data Network Gateways (PGW) basieren auf Domain Name Systems (DNS) und nutzen Standort- und Access Point Name (APN)-Informationen.

Dieser Ansatz ist begrenzt. Erstens ist es nicht möglich, eine Reihe von Geräten oder Benutzergruppen bestimmten SGWs zuzuordnen, da Standortinformationen verwendet werden, um Benutzer zuzuordnen. Darüber hinaus besteht die einzige Möglichkeit, Benutzergruppen oder Gerätebereiche unterschiedlichen PGWs zuzuordnen, darin, für jede neue Benutzergruppe oder jeden neuen Gerätebereich einen neuen APN zu erstellen. Es ist ein umständlicher Weg, verschiedene IoT-Anwendungsfälle auf der mobilen Kernebene zu isolieren und zu segmentieren.

Glücklicherweise gibt es technologische Korrekturen. F5-Netzwerke beispielsweise können heute Dienstanbietern helfen, diese Schwierigkeiten zu überwinden. Anstatt sich auf Standard-DNS-Techniken zu verlassen, um die SGW- und/oder PGW-Auswahl für jede Benutzersitzung zu treffen, kann der F5 GTP-Sitzungsdirektor viel detailliertere Entscheidungen treffen.

Jede vom Endbenutzergerät initiierte GTP-Sitzung wird abgefangen und basiert auf lokal konfigurierten Richtlinien. Die GTP-Sitzung wird dann zu einem SGW und/oder PGW geleitet, wie durch die lokale Richtlinie bestimmt. Ein Anwendungsfall für Smart Metering kann beispielsweise IoT-Geräte umfassen, die mit SIM-Karten innerhalb eines bestimmten International Mobile Subscriber Identity (IMSI)-Bereichs ausgestattet sind. Die lokale Richtlinie im GTP-Sitzungsdirektor kann diesen spezifischen IMSI-Bereich einem Satz spezifischer SGWs und/oder PGWs zuordnen.

Das gleiche Prinzip kann angewendet werden, wenn MVNOs den APN-Namen mit dem Mobilfunkanbieter teilen. Auch hier wird der IMSI-Bereich den GTP-Sitzungsdirektor zwingen, die zu diesem MVNO gehörenden Benutzersitzungen an ein dediziertes PGW zu leiten, das nur MVNO-Sitzungen verwaltet.

Das 3rd Generation Partnership Project (3GPP) hat neue Elemente und Techniken (DECOR und eDECOR) definiert, um einige Pre-5G-Slicing-Techniken bereitzustellen. Der Session Director von F5 zeichnet sich dadurch aus, dass er sich nicht auf neue Attribute verlässt oder Netzwerkelement-Upgrades erfordert, um Netzwerk-Slicing auf SGW- und PGW-Ebene bereitzustellen. Dies stellt sicher, dass Mobilfunkbetreiber die Kapazität ihrer vor 5G installierten Basis von SGWs und PGWs für neue Anwendungsfälle intelligent nutzen können, ohne neue APNs erstellen zu müssen.

Der Autor dieses Blogs ist Bart Salaets, Systems Engineering Director von F5 Networks