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nexCPE™ 产品线支持网络切片功能,实现高吞吐量

发表时间:2021-09-02 00:00:00

趋势

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)。

 

Figure 1. 5G Networking Slicing for Diversified Services.

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。

挑战

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。

 

Figure 2. Networking Slicing with for diversified Services.

图 2. Networking Slicing with for diversified Services.

兴汉解决方案

 

了解了FWA优势的重要性并为了最大化5G性能,兴汉推出了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

ItemsDescriptionItemsDescription
SystemDFA 1163A5G Sub 6G moduleThales MV31-W
CPUC3758R, 8 coresTest EquipmentAMARI Callbox
Memory64 GBTest ToolScapy 2.3.2
OSUbuntu 18.04.5 LTS 5.4.53Test ServerNSA 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。

 

Figure 3. Network Slicing Test Topology in 5G SA Network Infrastructure with Professional uCPE.

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。

 

表 2. IOT DEVICES CONNECTED TO DFA 1163A FOR NETWORK SLICING TEST

DeviceIP addressVLANCharacteristicsApplication examples
IoT device 1192.168.1.1VLAN 200Mid priority, latency sensitive device-IP camera
-IIoT sensor
IoT device 2192.168.2.2VLAN 300High priority, critical operations-Robotic arm
-Autonomous vehicle
IoT device 3192.168.3.3VLAN 400Low priority, other services-IP gateway
-Gaming
IoT device 4192.168.4.4VLAN 500Lowe priority, high availability services-Mobile phone
-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。

结论

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。

 


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