释放面向物联网和移动虚拟网络运营商的智能核心网切片潜力

F5生态系统 | 2018年2月23日

网络切片是移动运营商可采用的重要5G创新之一。

整个行业的专家都在热议网络切片未来将带来的益处。然而,很少有人意识到,这项技术的部分价值如今已可加以利用。网络切片实际上可让移动运营商将一个物理网络划分为多个逻辑网络(网络切片)。每个“切片”都会根据具体用例进行配置,以提供吞吐量、延迟和优先级等特定网络特性。

这一点尤为重要,因为5G网络将用于支持不同行业的多种用例,涵盖汽车、农业、医疗保健、交通运输、物流等领域。借助动态端到端网络切片,各行业可以开始转向一种新模式,让服务根据流量需求动态扩展或缩减网络资源。

例如,随着5G的普及,视频流媒体将日益普遍。它需要高吞吐量,但通常可以承受中高延迟。相比之下,自动驾驶汽车依赖超低延迟连接来保障道路安全。

在IP传输网络中,可以通过VPN技术在一定程度上实现网络切片。相比之下,5G网络切片的独特之处在于,它可以一直延伸到无线接入网。这样便可为不同的网络切片分配专用资源。因此,自动驾驶汽车等用例可以映射到相应的网络切片,确保从无线接入网到核心网全程使用低时延承载。

当今的网络切片

随着物联网(IoT)和移动虚拟网络运营商(MVNO)需求不断增长,移动运营商面临着保持领先的更大压力,因此对在现有3G和4G网络的移动核心网层面实施网络切片日益关注(这些网络不支持无线接入层面的切片)。

目前,将用户会话映射到服务网关(SGW)和分组数据网络网关(PGW)等移动核心网网元的技术基于域名系统(DNS),并利用位置信息和接入点名称(APN)信息。

此类方法存在局限。首先,由于用户映射基于位置信息,因此无法将一组设备或用户组分配给特定的SGW。此外,要将用户组或一组设备映射到不同的PGW,只能为每个新的用户组或设备组创建新的APN。采用这种方式在移动核心网层面隔离和划分各种IoT用例十分繁琐。

所幸,目前已有相应的技术解决方案。例如,F5可以帮助服务提供商克服这些困难。F5 GTP Session Director无需依赖标准DNS技术为每个用户会话选择SGW和/或PGW,而是可以做出粒度更细的决策。

终端用户设备发起的每个GTP会话都会被拦截,并根据本地配置的策略进行处理。随后,本地策略会确定将GTP会话定向到哪个SGW和/或PGW。例如,在智能计量用例中,IoT设备可能配备SIM卡,其国际移动用户识别码(IMSI)位于特定范围内。GTP Session Director中的本地策略可将这一特定IMSI范围映射到一组特定的SGW和/或PGW。

当移动虚拟网络运营商(MVNO)与移动运营商共用APN名称时,也可采用相同的原则。同样,IMSI范围会使GTP Session Director将属于该MVNO的用户会话转发到仅管理MVNO会话的专用PGW。

第三代合作伙伴计划(3GPP)定义了新的元素和技术(DECOR和eDECOR),以提供部分5G前期网络切片技术。F5 Session Director无需依赖新属性,也无需升级任何网元,即可在SGW和PGW层面提供网络切片,因此独具优势。这有助于移动运营商充分利用现有5G前期SGW和PGW的容量来支持新用例,而无需创建新的APN。

如需了解有关F5服务提供商解决方案的更多信息,请访问:https://f5.com/solutions/service-provider

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