12.1 5G siete

5G sieť je označenie pre 5. generáciu mobilných sietí, ktoré predstavujú ďalší evolučný stupeň vo vývoji mobilných sietí. 5G siete sú schopné poskytovať najširšiu škálu služieb a aplikácií v histórii mobilnej a bezdrôtovej komunikácie, vrátane:

  • mobilného  širokopásmového pripojenia - (eMBB - enhanced Mobile Broadband),
  • masívnej komunikácie počítačového typu - (mMTC - massive Machine-Type Communication)
  • ultra-spoľahlivej komunikácie s nízkym oneskorením - (URLLC - Ultra-Reliable and Low-Latency Communications).

5G siete prinášajú:

  • nové koncepty a vylepšenia v oblasti architektúry siete,
  • podporu pre viaceré prístupové technológie,
  • modulárnu a flexibilnú sieťovú architektúru.

Architektúra 5G siete je definovaná tak, aby podporovala dátovú konektivitu a služby umožňujúce pri nasadzovaní používať NFV a SDN. Architektúra 5G je definovaná ako architektúra založená na službách. Sieťové funkcie v riadiacej rovine 5G siete používajú na vzájomnú komunikáciu iba rozhrania založené na službách.

Pre architektúru 5G sietí je charakteristické:

  • Oddelenie funkcií používateľskej roviny (User Plane) od funkcií riadiacej roviny (Control Plane).
  • Modularizácia funkčného návrhu, čo:
    • umožňuje flexibilné a efektívne rozčlenenie siete na logické sieťové vrstvy,
    • definuje procedúry (súbor interakcií medzi sieťovými funkciami) ako služby, čo umožňuje ich opätovné použitie.
  • Priama komunikácia medzi sieťovými funkciami.

Sieťové funkcie môžu byť implementované ako:

  • prvok siete na pre tento účel vyhradenom hardvéri,
  • inštancia softvéru spustená na vyhradenom hardvéri,
  • virtualizovaná funkcia implementovaná na vhodnej platforme (napr. na cloudovej infraštruktúre).

Medzi hlavné časti 5G sietí patria:

  • RAN (Radio Access Network) - je to dôležitá časť 5G siete, zabezpečuje vysoké prístupové rýchlosti dosahované v 5G sieťach. 5G RAN prináša (okrem použitia iných frekvencií a kódových schém) využitie cloudovej technológie.
  • Jadrová sieť – je to transportná sieť ktorá pozostáva z SDN kontrolérov a nimi riadených SDN uzlov.
  • Manažment a orchestrácia – je to najvyššia vrstva sieťovej architektúry zabezpečuje:
    • automatizované vytváranie a správu vrstiev siete,
    • riadenie sieťových zdrojov.

Manažment a orchestrácia 5G sietí sú založené na rozšírenej ETSI/NFV MANO (Management and Orchestration) architektúre. Riadiaca rovina 5G siete umožňuje orchestráciu sieťových funkcií s cieľom zabezpečiť, že sieť môže (podľa požiadaviek na služby) zvoliť zodpovedajúce funkcie riadiacej roviny alebo používateľskej roviny.

Pri riadení a orchestrácií sú brané do úvahy aj špeciálne aspekty, ako sú existencia viacerých vrstiev siete, multi-nájomnosť (multi-tenancy) či viacero domén alebo operátorov.

Manažment a orchestrácia 5G siete

Obr. 1 Manažment a orchestrácia 5G siete

Jedna z najvýznamnejších inovácií 5G sietí, ktorá umožňuje vytváranie špecializovaných vrstiev siete, ktoré majú funkčné architektúry prispôsobené príslušným telekomunikačným službám, ako napr. eMBB, URLLC, mMTC, V2X (Vehicle-to-everything) a pod. je tzv. network slicing.