Ontgrendel smart core network slicing voor het internet der dingen en MVNO's

Network slicing is een van de belangrijkste 5G-innovaties die beschikbaar zijn voor mobiele operators. In de hele branche vallen experts over zichzelf heen om enthousiast te worden over de toekomstige voordelen. Echter, zoals Bart Salaets, F5 Networks Systems  Technisch directeur zegt,   minder realiseren zich dat aspecten van de technologische impact al kunnen worden gebruikt.

Network slicing stelt een mobiele operator in staat om één fysiek netwerk op te splitsen in meerdere logische netwerken (network slices).

Elke 'slice' is ingericht om specifieke netwerkkenmerken te leveren, zoals doorvoer, latentie en prioriteit, afhankelijk van de onderliggende use case.

Dit is met name belangrijk omdat 5G-netwerken zullen worden gebruikt om een ​​breed scala aan gebruiksscenario's in verschillende verticale sectoren te ondersteunen - van auto's en landbouw tot gezondheidszorg, transport, logistiek en daarbuiten. Met dynamische end-to-end netwerkslicing kan de branche overstappen naar een model waarin services uitbreiden en netwerkbronnen inkrimpen als het verkeer daarom vraagt.

Videostreaming, die met 5G steeds vaker voorkomt, vereist bijvoorbeeld een hoge doorvoer, maar is over het algemeen in staat om gemiddelde tot hoge latenties aan te kunnen. Een zelfrijdende auto daarentegen vertrouwt op verbindingen met ultralage latentie om de verkeersveiligheid te garanderen.

In IP-transportnetwerken kan netwerkslicing tot op zekere hoogte worden bereikt via VPN-technologieën. Daarentegen is 5G-netwerkslicing uniek omdat het kan worden uitgebreid tot helemaal in het radionetwerk. Resources kunnen vervolgens worden toegewezen en toegewezen aan verschillende netwerksegmenten. Bijgevolg kan een use-case zoals zelfrijdende auto's worden toegewezen aan een netwerkschijf die dragers met lage latentie garandeert, helemaal van de radio tot het kernnetwerk.

Vandaag netwerk-slicing

Met toenemende druk om voorop te blijven lopen op het gebied van Internet of Things (IoT) en Mobile Virtual Network Operator (MVNO) tonen mobiele operators in toenemende mate interesse in network slicing op mobiel kernniveau in bestaande 3G- en 4G-netwerken (die niet ondersteuning voor slicen op radioniveau).

De huidige technieken om abonneesessies toe te wijzen aan mobiele kernelementen zoals Serving Gateways (SGW) en Packet Data Network Gateways (PGW) zijn gebaseerd op Domain Name Systems (DNS) en maken gebruik van locatie- en Access Point Name (APN)-info.

Dit type benadering is beperkt. Ten eerste is het niet mogelijk om een ​​reeks apparaten of gebruikersgroepen toe te wijzen aan specifieke SGW's, omdat locatie-informatie wordt gebruikt om gebruikers in kaart te brengen. Bovendien is de enige manier om gebruikersgroepen of apparaatbereiken aan verschillende PGW's toe te wijzen, het maken van een nieuwe APN voor elke nieuwe gebruikersgroep of apparaatbereik. Het is een omslachtige manier om verschillende IoT-gebruikscasussen op mobiel kernniveau te isoleren en te segmenteren.

Gelukkig zijn er technologische oplossingen. F5 Networks kan bijvoorbeeld serviceproviders helpen deze problemen vandaag de dag te overwinnen. In plaats van te vertrouwen op standaard DNS-technieken om SGW- en/of PGW-selectie te maken voor elke gebruikerssessie, kan de F5 GTP Session Director veel gedetailleerdere beslissingen nemen.

Elke GTP-sessie die door het apparaat van de eindgebruiker wordt gestart, wordt onderschept en gebaseerd op lokaal geconfigureerd beleid. De GTP-sessie wordt dan doorgestuurd naar een SGW en/of PGW zoals bepaald door het lokale beleid. Een use-case voor slimme meters kan bijvoorbeeld IoT-apparaten bevatten die zijn uitgerust met simkaarten binnen een specifiek International Mobile Subscriber Identity (IMSI) -bereik. Het lokale beleid in de GTP Session director kan dit specifieke IMSI-bereik toewijzen aan een set specifieke SGW's en/of PGW's.

Hetzelfde principe kan worden toegepast wanneer MVNO's de APN-naam delen met de mobiele operator. Nogmaals, het IMSI-bereik dwingt de GTP-sessiedirecteur om de gebruikerssessies die bij die MVNO horen te kanaliseren naar een speciale PGW die alleen MVNO-sessies beheert.

Het 3rd Generation Partnership Project (3GPP) heeft nieuwe elementen en technieken (DECOR en eDECOR) gedefinieerd om een ​​aantal pre-5G-slicingtechnieken te bieden. De Session Director van F5 valt op omdat hij niet vertrouwt op nieuwe attributen of upgrades van netwerkelementen vereist om netwerkslicing op SGW- en PGW-niveau te bieden. Dit zorgt ervoor dat mobiele operators intelligent gebruik kunnen maken van de capaciteit van hun pre-5G installed base van SGW's en PGW's voor nieuwe use-cases zonder nieuwe APN's te hoeven maken.

De auteur van deze blog is Bart Salaets, directeur Systems Engineering van F5 Networks