5G sarearen segmentazio

Kategoria:Telekomunikazioak
Kategoria:Sare-arkitektura
Kategoria:5G

5G sarearen segmentazioa sare arkitektura bat da, birtualak eta independenteak diren sare logikoak sare fisiko berean multiplexatzea ahalbidetzen duena. Sare segmentazio bakoitza muturretik muturrera (end to end) bakartuta doa, aplikazio baten eskakizunak asetzeko moldatuta.

Honen ondorioz, teknologia honek funtsezko zeregina betetzen du 5G sare mugikorrak jasateko, zerbiztu-maila (SLR) oso desberdinak dituzten askotariko zerbitzuak eraginkortasunez hartzeko diseinatuta baitago. Sareko zerbitzuetara bideratutako ikuspegi hori gauzatzeak Software-Defined Networking (SDN) eta Sare Funtzioen Birtualizazioak (NFV) zehaztutako sare-kontzeptuak aprobetxatzen ditu, sare-segmentu malgu eta eskalagarriak sare komuneko azpiegitura batean inplementatzea ahalbidetzen baitute.

Negozio-eredu baten ikuspuntutik begiratuta, sare-segmentazio bakoitza operadore mugikor birtual (MVNO) batek administratzen du. Hornitzaileak (telekomunikazio azpiegituraren jabeak), bere baliabide fisikoak alokatzen dizkie azpiko sare fisikoak partekatzen duen MVNOei. Esleitutako baliabideen erabilgarritasunaren arabera, MVNO batek hainbat sare-segmentu heda ditzake autonomikoki, bere erabiltzaileei emandako aplikazioetarako pertsonalizatzen direnak.

 Historia 
Sare-segmentazioaren historia 80ko hamarkadaren amaieran hasi zen, sareen eremuan “segmentazio” kontzeptua sartu zenean. Gainjarritako sareek, sarea segmentatzeko lehen modua eman zuten, sare heterogeneoen baliabideak azpiegitura komun baten gainean sare birtualak sortzeko konbinatu zirenetik. Hala ere, ez zuten programagarritasuna ahalbidetzen zuen mekanismorik.

2000ko hamarkadaren hasieran, PlanetLabek birtualizazio-esparru bat sartu zuen, erabiltzaile-taldeei sare funtzionalak programatzeko aukera ematen ziena, aplikazio bakoitzaren segmentu isolatuak eta espezifikoak lortzeko.

 Kontzeptu garrantzitsuak 
One size fits all ("neurri bakarra guztientzako") sare-paradigma ez da egokia iraganeko sare mugikorretan (2G, 3G eta 4G) aplikazio desberdinez osatutako merkatu-eredu bati modu eraginkorrean ekiteko, makina motako komunikazio eta latentzia baxuko komunikazio ultrafidagarriak bezala.

Sareen segmentazioa funtsezkoa da 5G sareetan, zerbitzu kalitatearen (QoS) eskakizunak betetzeko sare fisiko azpiegitura bakarra aprobetxatuz.

Sare-segmentazioaren ideia jatorrizko sare arkitektura hainbat sare logiko eta independentetan banatzean datza, zerbitzuen eskakizunak eraginkortasunez betetzeko konfiguratuta daudenak. Kontzeptu hau gauzatzeko, hainbat teknika erabiltzen dira, hala nola:

 Sare-funtzioak: Sare-segmentu bakoitza sortzeko “eraikuntza-bloke” bezala erabiltzen diren oinarrizko sare funztionalitateak adierazten dituzte.

 Birtualizazioa: Baliabide fisikoen irudikapen abstraktua eskaintzen du, eskema homogeneo eta bateratu batean. Gainera, hedapen zabalgarri bat ahalbidetzen du NFV edo sare-funtzioen birtualizazioan oinarritutakoa, sare-funtzioko instantzia bakoitza exekutatzen den sareko hardwaretik bereizteko.

 Orkestrazioa: sareko segmentu bakoitzaren bizi-zikloan inplikatutako sareko osagai guztiak koordinatzea ahalbidetzen duen prozesua da. Testuinguru horretan, SDN edo softwareak definitutako sarea erabiltzen da ebaketa-konfigurazio dinamikoa eta malgua ahalbidetzeko.

 Eragina eta aplikazioak 
Merkataritza-mailan, sare-segmentazioak (network slicing) aukera ematen dio operadore mugikor bati bezero eta erabilera-kasu zehatzetara egokitutako sare birtual espezifikoak sortzeko. Aplikazio batzuek, hala nola, banda zabaleko mugikorrek, makinen arteko komunikazioek (adibidez, fabrikazioan edo logistikan) edo auto adimendunek, 5G teknologiaren alderdi desberdinak aprobetxatzearen onura jasoko dute. Baliteke batek abiadura handiagoa behar izatea, beste batek latentzia txikia, eta beste batek ertzeko konputazioa (edge computing) baliabideetarako sarbidea. Baliabide espezifikoak lehenesten dituzten zatiak edo segmentuak sortuz, 5G operadore batek irtenbide pertsonalizatuak eskain diezazkieke industria batzuei. Iturri batzuek azpimarratzen dute horrek marketina, errealitate areagotua edo joko mugikorrak bezalako industriak irauliko dituela; beste batzuk, aldiz, zuhurragoak dira eta sare-estalduraren desoreka eta abiadura handitzeaz haragoko abantailen irismen eskasa aipatzen dituzte.

Sare-segmentazioa oso erabilgarria izango da sare mugikorreko operadore birtualentzat (MOB, Mugikorren Operadore Birtual edo, ingelesez MVNO, Mobile Virtual Network Operator), erabilera-kasu desberdinak parametroetan oinarritutako geruza batean onar daitezkeelako, adibidez, latentzia txikia eta abiadura handia bideo-streamingerako OTTetara (transmisio libreko zerbitzuetara) bideratutako MVNOentzat, eta, era berean, telemetria-eragiketek abiadura txikiagoko parametroa izan dezakete, eta abar.

Segmentazioak zerbitzuaren jarraitutasuna ere hobetu dezake sareen arteko ibiltaritza (roaming) hobetuaren bidez, tokiko edo nazioko hainbat sare hartzen dituen azpiegitura fisikoaren gainean exekutatzen den sare birtual bat sortuz; edo sare ostalariari aukera emanez ibiltaritzan dagoen gailuaren jatorrizko sareak eskaintzen duena kopiatzen duen sare birtual optimizatu bat sortzeko. Horrek, erabiltzaileen esperientzia hobetzeaz gain, nazioarteko konexioak sendotzen ditu, mugarik gabeko zerbitzua bermatu eta sarearen eraginkortasuna optimizatzen baitu.

 Arkitekturaren ikuspegi orokorra 
Sare-segmentazioaren arkitekturetarako proposamen desberdinak dauden arren, posible da irtenbide bakoitzaren elementu komunak esparru orokor eta bateratu batean biltzen dituen arkitektura orokor bat definitzea. Goi-mailako ikuspegi batetik, sare-segmentazioaren arkitektura bi bloke nagusiz osatuta dagoela esan daiteke: bata segmentazioaren inplementazio errealari eskainia eta bestea segmentazioaren kudeaketari eta konfigurazioari eskainia.

Lehen blokea hiru mailaz (Zerbitzu Maila, Sare Funtzio Maila, Azpiegitura Maila) osatutako maila anitzeko arkitektura gisa diseinatuta dago, non geruza bakoitzak segmentuaren definizioan eta hedapenean laguntzen duen zeregin desberdinekin. Bigarren blokea sare-entitate zentralizatu gisa diseinatuta dago, generikoki sare-segmentuaren kontrolatzaile (network slice controller) izendatua. Horrek, hiru geruzen arteko funtzionalitateak monitorizatu eta kudeatzen ditu, segmentu anitzen elkarbizitza modu eraginkorrean koordinatzeko.

 Zerbitzu maila 
Zerbitzu maila zuzenean konektatzen da azpiko sare fisikoa partekatzen duten sareko negozio-entitateekin (adibidez, MVNOak eta hirugarrenen zerbitzu-hornitzaileak), eta zerbitzu-baldintzen ikuspegi bateratua ematen du. Zerbitzu bakoitza formalki zerbitzu-instantzia gisa irudikatzen da, zeinak sarearen ezaugarri guztiak SLA (Service Level Agreement) baldintzen moduan biltzen dituen. Baldintza horiek segmentu egoki bat sortuz guztiz asetzea espero da.

 Sare-funtzio maila 
Sare-funtzioen maila arduratzen da sare-segmentu bakoitza sortzeaz, goiko geruzatik datozen zerbitzu-instantziaren eskaeren arabera. Ongi definitutako portaerak eta interfazeak biltzen dituen sare-funtzio multzo batez osatuta dago. Hainbat sare-funtzio sare birtualaren azpiegituraren gainean jartzen dira eta elkarrekin kateatzen dira, zerbitzuak eskatutako sare-ezaugarriak islatzen dituen muturretik muturrerako sare-segmentuaren instantzia bat sortzeko. Sare-funtzioen konfigurazioa sare-eragiketa multzo baten bidez egiten da, haien bizi-ziklo osoa kudeatzea ahalbidetzen dutenak (segmentu bat sortzen denean kokatzen direnetik emandako funtzioa gehiago behar ez denean desleitu arte).

Baliabideen erabileraren eraginkortasuna handitzeko, sare-funtzio bera segmentu desberdinek parteka dezakete aldi berean, eragiketen kudeaketaren konplexutasuna handitzearen kontura. Alderantziz, sare-funtzio bakoitzaren eta segmentu bakoitzaren arteko bat-bateko biltzeak konfigurazio-prozedurak errazten ditu, baina baliabideen erabilera eskasa eta ez eraginkorra ekar dezake.

 Azpiegitura maila 
Azpiegitura mailak, sare fisikoaren benetako topologia adierazten du (irrati-sarbideko sarea, garraio-sarea eta core sarea), horren gainean sare-segmentu bakoitza multiplexatzen da, eta segmentu bakoitza osatzen duten sare-funtzioei ostatu emateko sare-baliabide fisikoak eskaintzen ditu.

Eskuragarri dauden baliabideen sare-domeinuak azpiegitura-osagaien multzo heterogeneo bat barne hartzen du; hala nola, datu zentroak (biltegiratze- eta konputazio-gaitasuneko baliabideak), sare-konektibitatea ahalbidetzen duten gailuak, adibidez bideratzaileak (sare-baliabideak), eta oinarrizko-estazioak (irrati-banda zabalerako baliabideak). Geruza horrek oinarri fisikoa eskaintzen die goiko geruzei eta sarearen errendimendua bermatzen du.

 Sare-segmentazio kontrolagailua 
Sare-segmentazioaren kontrolagailua (network slice controller) sare-orkestrazio gisa definitzen da, zeina geruza bakoitzak egindako funtzionalitateekin konektatzen den, segmentu-eskaera bakoitza modu koherentean kudeatzeko. Sare-elementu horren onura da segmentu-sorrera eraginkor eta malgua ahalbidetzen duela, bere bizi-zikloan zehar berriz konfigura daitekeena. Operatiboki, sare-segmentuaren kontrolatzaileak aipatutako geruzen arteko koordinazio eraginkorragoa ematen duten hainbat zeregin gainbegiratzen ditu:

 Muturretik muturrerako zerbitzu-kudeaketa: SLA baldintzen arabera adierazitako zerbitzu-instantzia desberdinak zerbitzu-mugak asetzeko gai diren sare-funtzio egokiekin mapatzea.
 Baliabide birtualen definizioa: Sare-baliabide fisikoen birtualizazioa, sare-funtzioak esleitzeko egindako baliabide-kudeaketako eragiketak errazteko.

 Segmentuaren bizi-zikloaren kudeaketa: Segmentuaren errendimenduaren monitorizazioa hiru geruzetan, segmentu bakoitza dinamikoki berriz konfiguratzeko eta SLA baldintzen balizko aldaketetara egokitzeko.

Helburu desberdinak dituzten egindako zereginen konplexutasuna dela eta, sare-segmentuaren kontrolatzailea hainbat orkestratzailez osatuta egon daiteke, geruza bakoitzeko funtzionalitate-azpimultzo bat independenteki kudeatzen dutenak. Zerbitzu-baldintzak betetzeko, orkestrazio-entitate desberdinek elkarrekin koordinatu behar dute, segmentuaren sorreran eta hedapenean inplikatutako eragiketen egoerari buruzko goi-mailako informazioa trukatuz. Koordinazio honek sarearen malgutasuna eta erantzun-gaitasuna bermatzen ditu, erabiltzaileen eta zerbitzuen beharrizan aldakorrei aurre egiteko.

 Erreferentziak 

 Ikus, gainera 

 5G
 Sare zelular

 Kanpo estekak 

  How Network Slicing works and why it is key to 5G
  5G Network Slicing
  What is Network Slicing?

Kategoria:5G sarearen segmentazioa