固定无线接入(FWA)是5G时代通过远程接入实现5G服务的关键技术之一,其特点是增强移动宽带(eMBB)、超高可靠超低时延通信(uRLLC)和海量机器类通信(mMTC)。与需要大量基础设施的传统固定宽带相比,FWA技术在很大程度上节省了通信服务提供商(CSPs)的成本支出和运营支出。
随着越来越多的通信服务提供商推出其5G服务,竞争愈发激烈,通信服务提供商必须在高速和高可靠性之外找到新的创新功能,以便赢得新客户以及留住旧客户。这就是网络切片发挥作用的地方。可以使同行业的不同公司为数据传输设置不同的属性。网络切片为每家公司提供在单个物理IT框架下定制的解决方案,需要利用多个虚拟网络层,将流量划分为几个组,并分别为每个组保留不同的属性。(图1)。
图 1. 5G Networking Slicing for Diversified Services.
图1中的彩色光谱显示了共享物理基础设施下四个逻辑网络的组合,其中每种颜色表示一个虚拟的独立层(在网络拓扑中水平切片),其本身运行以满足与应用场景相关的一组特定服务级别要求(SLR)。低延迟是流量远程信息处理的首要任务,而服务的高可用性是维持运营的关键。举例来说,电子邮件和网页浏览可以在“尽力而为”的域中进行管理,因为几秒钟的延迟不太可能给用户带来无法忍受的不便。在这里,网络切片成为利用网络资源和创造创新的一种非常有效的方式。
桌面式uCPE已具备许多基本功能,如虚拟化和SD-WAN,支持无线连接,多种端口,比如结合了不同链路速度的copper端口和光纤端口。
这些uCPE可以部署在5G基础设施中,其中网络切片服务由5G-NR基站提供,但在这种情况下,uCPE的数量应等于物联网设备数量,如图2所示。
每个应用场景中5G服务的动态增加了优化解决方案的复杂性,这进一步增加了挑战。例如,考虑到平台选择交换机功能、5G连接性、处理器的计算能力等诸多方面,设备组合决策并非易事。除此之外,还有软件方面的考虑,需要支持切片和轻松部署。
图 2. Networking Slicing with for diversified Services.
了解了FWA优势的重要性并为了最大化5G性能,尊龙凯时人生就是搏推出了nexCPE™产品线。该产品线旨在满足未来网络的要求,包括网络基础设施和多核计算,以支持更多NVF。nexCPE™ 产品线由3类设备组成:用于SMB应用的入门级桌面式平台、用于分支机构的中端1U机架式平台和用于企业用途的高端1U机架式平台。
DFA 1163系列中的第一个系列有3个SKU,全部由Intel Atom®C3000R处理器供电,并为无线宽带应用量身定制,包括无线网关、安全网关和边缘计算uCPE。与传统uCPE相比,DFA1163满足5G时代的要求。该系列提供两种不同内核数、多个I/O端口类型、端口数和链路速度的CPU,可选功能包括Wi-Fi 5/6、4G LTE和5G支持以及可选PoE+功能。SDN/NFV软件堆栈可以在此白盒上运行,以实现网络虚拟化和优化。最重要的是,8个端口支持以太网交换机功能,用于网络切片。
在测试中,选择了DFA 1163A SKU作为nexCPE™产品线模型,该SKU基于FWA对5G服务的远程访问。为了实现网络切片技术,DFA 1163A具有强大的8核处理器和8个LAN端口,支持以太网交换机。它是由O'Prueba 在实验室创建的5G独立组网(SA)环境中测试的。5G SA环境条件是由AMARI Callbox生成的,它充当3GPP兼容的gNodeB、EPC和5GC,并允许对NR、LTE、LTE-a、LTE-M和NB IoT设备进行功能测试。表1中描述了详细的测试配置。
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 |
测试拓扑如图3所示。四台物联网设备通过无线宽带连接到DFA 1163A uCPE。DFA1163A正在将数据流量转发到AMARI Callbox,用UPF作为gNodeB进行包转发(IP、TCP UDP)和回传。
图 3. Network Slicing Test Topology in 5G SA Network Infrastructure with Professional uCPE.
对于测试,选择了四种不同类型的物联网设备,每种设备具有相应的优先级。详情请参阅表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 | -mobiles phones -IoT sensor |
每个设备都有自己独特的IP地址,通过DFA 1163A绕过Amari Callbox (覆盖RU、DU和CU阶段),然后进入数据中心。当服务器接收到数据时,会捕获相同的IP地址,从而确认网络切片功能已启用。测试结果证实,DFA1163A已准备好在5G非独立组网(NSA)中提供网络切片服务。
网络切片是体验5G端到端服务相对较新的技术。nexCPE™产品线配备了一系列丰富的功能,为广泛部署在5G NSA和SA网络中的应用提供了5G优势。
测试结果证明,DFA1163A不仅提供了多种连接的灵活性、高扩展性,而且还可以建立稳定的连接,并具有设置优先级的能力。作为专业的uCPE设备,单个设备可以同时覆盖几个物联网设备,而每个主流uCPE只能覆盖一个物联网设备。nexCPE™ 系列提供了一个全面的解决方案,每种型号都针对5G转型中的特定挑战,。nexCPE™ 产品线 可以在一个网络基础设施中一起使用,但级别不同。DFA 1163是专为中小企业的内部部署应用而设计的,FTA 1170是一款多用途设备,FTA 5180是专为访问中央控制器的需要而设计的。该组合在功能和服务质量方面优于其他单一规模的解决方案,是5G企业网络扩展和维持的重要选择。
nexCPE™系列由Intel处理器提供动力,FTA 5180配备下一代Intel® Xeon® D处理器,而FTA 1170和DFA 1163系列由Intel Atom®处理器提供支持,以适应各种应用场景。nexCPE™可以最大化虚拟网络部署的资源池™ ,被IT专业人员广泛应用在各种场景和用例,全面覆盖公共和私有5G网络。