Tworzenie prywatnej sieci 5G

  • Artykuł

Ten artykuł jest drugim z dwóch artykułów dotyczących wdrażania prywatnych sieci 5G.

Przejdź do pierwszego artykułu

Istnieją cztery kluczowe składniki prywatnej sieci 5G: lokalne funkcje radiowe i sieciowe, platforma obliczeniowa brzegowa, ekosystem aplikacji i chmura. Prywatne rozwiązania sieciowe 5G są często tworzone jako kolekcja luźno zintegrowanych składników. Takie luźne podejście do integracji może mieć sens w odniesieniu do punktów demarkacji fizycznej i organizacyjnej, ale ma wady. Następujące problemy są związane z tym podejściem:

  • Trudne do wdrożenia
  • Trudne do zarządzania
  • Kosztowna do skalowania
  • Brak zabezpieczeń

Firma Microsoft oferuje inne podejście, które ułatwia operatorom korzystanie z możliwości zapewnienia prywatnej sieci 5G przedsiębiorstwom. To zarządzane przez chmurę prywatne rozwiązanie sieciowe 5G oferuje natywną dla chmury technologię core dla urządzeń przenośnych, zaawansowane przetwarzanie brzegowe oraz elastyczny wybór partnerów radiowych i aplikacji. Rozwiązanie jest przeznaczone do dostarczania i zarządzania nimi przez operatorów. Jest ona odpowiednia dla różnych branż pionowych. Podejście firmy Microsoft do prywatnych sieci 5G zapewnia korzyści zarówno operatorom, jak i przedsiębiorstwom oraz wybór platform i aplikacji.

Obliczenia brzegowe prywatnej wielodostępności platformy Azure to rozwiązanie do integrowania obliczeń brzegowych, sieci i aplikacji na różnych platformach brzegowych. Jest ona przeznaczona do pomocy operatorom i partnerom w dostarczaniu wysokiej wydajności rozwiązań MEC dla przedsiębiorstw.

Diagram that shows the Azure private multiaccess edge compute stack.

Platforma Azure Stack dla urządzenia brzegowego

Prywatne obliczenia brzegowe z wieloma dostępami można wdrożyć na wielu platformach obsługiwanych przez rozwiązania usługi Azure Stack . Rozwiązania usługi Azure Stack rozszerzają usługi i możliwości platformy Azure na różne środowiska, od centrum danych po lokalizacje brzegowe i biura zdalne. Przedsiębiorstwa mogą używać usługi Azure Stack do tworzenia, wdrażania i spójnego uruchamiania hybrydowych i brzegowych aplikacji obliczeniowych w ekosystemach IT.

Azure Stack Edge to urządzenie brzegowe zarządzane przez platformę Azure, które umożliwia korzystanie z zasobów obliczeniowych, magazynu i analizy platformy Azure w środowisku przedsiębiorstwa. W ramach prywatnego rozwiązania obliczeniowego wielodostępnego brzegowego usługa Azure Stack Edge udostępnia pojedynczy punkt przetwarzania danych sieci komórkowej na brzegu sieci. Umożliwia ona lokalne, inteligentne podziały przetwarzania danych na potrzeby szybszego przetwarzania i niższego zużycia przepustowości.

Azure Private 5G Core

Ostatnim składnikiem architektury firmy Microsoft dla prywatnych sieci 5G jest rdzeń mobilny 4G/5G, który jest wdrażany jako autonomiczny rdzeń 5G z opcjonalną funkcją interworkingową 4G, aby umożliwić obsługę 4G LTE RAN. Prywatna 5G Core to w pełni zwirtualizowane rozwiązanie natywne dla chmury, które obejmuje standardowe funkcje sieci podstawowej 5G.

Diagram that shows the key components of Private 5G Core.

Platforma Azure automatyzuje wdrażanie i konfigurację prywatnej sieci 5G Core w usłudze Azure Stack Edge. Aby wdrożyć i zaktualizować konfigurację sieci, operator sieci może użyć dowolnego lub wszystkich tych narzędzi:

  • Internetowy graficzny interfejs użytkownika witryny Azure Portal
  • Interfejs API REST usługi Azure Resource Manager
  • Szablony wdrażania (szablony usługi ARM i/lub narzędzie Terraform)

Operatory mogą używać składni deklaratywnej w standardowym formacie danych JSON lub Bicep w celu skonfigurowania rdzenia. Umożliwia to integrację z potokami ciągłej integracji/ciągłego wdrażania, takimi jak Azure DevOps lub GitHub Actions, na potrzeby powtarzalnych wdrożeń i aktualizacji w wielu lokacjach sieciowych.

Operatorzy nie muszą wdrażać sieci 5G, aby korzystać z prywatnej sieci 5G z obsługą chmury. Klienci i operatorzy korporacyjni mogą wdrażać prywatną sieć 5G w środowisku 4G tylko do 5G lub hybrydowo-4G/5G. Prywatna sieć 5G Core obsługuje przejście z sieci autonomicznej 4G do sieci autonomicznej 5G, dzięki czemu przedsiębiorstwa mogą zacząć od implementacji 4G, a później przeprowadzić migrację do sieci 5G lub wdrożyć hybrydowe rozwiązanie prywatne 4G/5G.

Orkiestracja platformy Azure dla obciążeń brzegowych

Platforma Azure udostępnia kilka narzędzi do dołączania aplikacji brzegowych i funkcji sieciowych. Prywatne rozwiązanie 5G firmy Microsoft korzysta z usług Azure Arc i Azure Network Function Manager.

Usługa Azure Arc może uprościć złożone infrastruktury rozproszone w środowiskach lokalnych, brzegowych i wielochmurowych oraz rozszerzyć zarządzanie platformą Azure na te środowiska.

W przypadku obciążeń funkcji sieciowych menedżer funkcji sieci to natywna dla chmury usługa orkiestracji, która umożliwia klientom wdrażanie i aprowizowanie funkcji sieciowych na platformach usługi Azure Stack. Platforma Azure Stack Edge Pro obsługuje Menedżera funkcji sieciowych i ma wbudowany procesor GPU. W przypadku korzystania z usługi Azure Stack Edge menedżer funkcji sieci zapewnia wdrażanie, aprowizowanie i chmurowe zarządzanie funkcjami sieciowymi lub aplikacjami działającymi na brzegu prywatnym bezpośrednio z poziomu witryny Azure Portal. Jest to usługa zarządzana, więc dostawca usług zarządzanych przez platformę Azure obsługuje aktualizacje, zarządzanie cyklem życia i obsługę funkcji sieciowych i aplikacji na urządzeniu brzegowym. Platforma obsługuje maszyny wirtualne i konteneryzowane obciążenia oraz jeden lub dwa procesory GPU na potrzeby przyspieszenia.

Charakterystyka rozwiązań platformy Azure

To rozwiązanie znacznie zmniejsza całkowity koszt posiadania prywatnej sieci komórkowej. Następujące atrybuty przyczyniają się do obniżenia kosztów:

Telco private 5G network-as-a-service

Platforma Azure umożliwia operatorom wdrażanie kompletnego rdzenia mobilnego CBRS/4G/5G jako usługi. Podejście do prywatnej sieci 5G jako usługi zmienia sposób wdrażania prywatnych sieci 5G i zarządzania nimi. Zapewnia operatorom większą elastyczność i umożliwia im zapewnienie podstawowych funkcji mobilnych jako hostowanej i zarządzanej usługi.

Rozwiązanie można zintegrować z różnymi systemami sieci dostępu radiowego (RAN) i zarządzania tożsamościami subskrybentów (SIM) za pośrednictwem ekosystemu partnerskiego firmy Microsoft. Oprócz integracji z innymi aplikacjami na platformie Azure, takimi jak Azure Machine Edukacja i Azure IoT Hub, rozwiązanie ma wbudowane funkcje, których przedsiębiorstwa potrzebują do integracji usług. Te funkcje zwykle wiążą się z oddzielnymi kosztami i obliczeniami oraz wymagają złożonych operacji, ale te funkcje są uwzględniane w ramach tego rozwiązania. Nie jest wymagany dodatkowy sprzęt. Rozwiązanie zapewnia również zintegrowane zasady lokalne umożliwiające zróżnicowane traktowanie ruchu na podstawie zasad SIM skonfigurowanych w chmurze platformy Azure i synchronizowanych z prywatną siecią 5G Platformy Azure.

Rozwiązanie natywne dla chmury

Ponieważ korzysta ona zarówno z chmury platformy Azure, jak i usługi Azure Stack Edge, ta architektura rozwiązania przynosi korzyści ekonomii chmury i modelu zużycia z płatnością zgodnie z rzeczywistym użyciem. Klienci mogą rozmieścić i wdrożyć rozwiązanie dla swoich bieżących obciążeń i uniknąć ryzyka niedoceniania lub przeszacowania wymagań dotyczących zasobów. Chmura platformy Azure zapewnia również wbudowane ulepszone zabezpieczenia i zgodność z prywatnością. Klienci mogą bezpiecznie wdrażać rozwiązanie w pionach wymagających rygorystycznej prywatności danych, takich jak opieka zdrowotna, instytucje rządowe, bezpieczeństwo publiczne i obrona. Wdrażanie rozwiązania opartego na brzegu sieci, które korzysta z usługi Azure Stack Edge, zapewnia usługi łączności i możliwość wdrażania aplikacji brzegowych. Ta kombinacja ułatwia klientom wdrażanie aplikacji brzegowych wymagających małych opóźnień i przetwarzania obliczeń brzegowych.

Zarządzanie chmurą, automatyzacja i możliwość obserwacji

Rozwiązanie jest zarządzane zdalnie za pośrednictwem chmury platformy Azure. Jest to rozwiązanie wielodostępne, które zapewnia administratorom sieci kontrolę dostępu opartą na rolach, umożliwiając im wyświetlanie i kontrolowanie prywatnych sieci 5G i siM oraz zarządzanie nimi. Zarządzanie chmurą zapewnia oszczędności kosztów z kilku powodów:

  • Rozwiązanie można obsługiwać bez konieczności wysyłania techników lub agentów do lokacji.
  • Zarządzanie chmurą eliminuje konieczność korzystania z dodatkowego systemu obsługi operacji lokalnych (OSS).
  • Uwidocznione interfejsy API ruchu północnego można łatwo zintegrować z istniejącymi rozwiązaniami SIM i OSS/BSS (system pomocy technicznej dla firm).

Automatyzacja zapewnia lepsze środowisko użytkownika i upraszcza wdrażanie. Automatyzacja może zmniejszyć wdrożenie rozwiązania od tygodni do godzin, niezależnie od tego, czy wdrożenie jest zarządzane przez operatora, dostawcę usług zarządzanych (MSP), czy partnera. Bez automatyzacji skala wymagana do wdrożenia rozwiązania dla tysięcy przedsiębiorstw i konsumentów jest niemożliwa do wdrożenia. Usługa Azure Automation zapewnia automatyzację opartą na chmurze, aktualizacje systemu operacyjnego i usługę konfiguracji, która obsługuje spójne zarządzanie w środowiskach platformy Azure i innych niż azure. Obejmuje ona automatyzację procesów, zarządzanie konfiguracją, zarządzanie aktualizacjami, udostępnione możliwości i funkcje heterogeniczne.

Diagram that describes Azure Monitor.

Podejście z jednym okienkiem szkła nie umożliwia tylko operatorom wdrażania usługi. Szybko tworzy również prywatną usługę sieciową 5G na dużą skalę dla swoich przedsiębiorstw. Portal może następnie służyć do pełnego zapewnienia i automatyzacji usług, w tym konfiguracji, błędów i zarządzania wydajnością.

Azure Private 5G Core i Azure Stack Edge raportów i alarmów do usługi Azure Monitor w celu zapewnienia szczegółowych informacji o sieci. Operatorzy mogą używać tych szczegółowych informacji na potrzeby automatyzacji pętli zamkniętej i zapewniania gwarancji usług klientom. Poza szczegółowymi informacjami o sieci te dane mogą zapewnić przydatną analizę biznesową i zarabianie na sieci dla klientów korporacyjnych.

Integracja z usługami Azure

To rozwiązanie umożliwia ekosystem aplikacji dla operatorów i klientów korporacyjnych. Te aplikacje obejmują aplikacje analizy biznesowej i analizy oraz aplikacje sztucznej inteligencji i uczenia maszynowego firmy Microsoft i innych. Zasoby obliczeniowe usługi Azure Private Multiaccess edge łączą prywatne środowisko obliczeniowe 5G Core i brzegowe środowisko obliczeniowe zarządzane przez platformę Azure w jednej architekturze. Ta kolokacja umożliwia przedsiębiorstwom przenoszenie danych do i z ich sieci mobilnych do przetwarzania oraz wybieranie, które dane powinny być przetwarzane w witrynie i które powinny być wysyłane do chmury.

Diagram that shows some of the integrated applications.

MeC dla sieci i aplikacji

Operator musi zapewnić zarówno lokalną infrastrukturę radiową, jak i zarządzane zasoby obliczeniowe dla prywatnej usługi sieciowej 5G. Składnik przetwarzania brzegowego w chmurze jest również wymagany do przetwarzania usług i aplikacji w chmurze. Jednym z rozwiązań jest wspólna krawędź, na której działają zarówno funkcje sieci mobilnej, jak i lokalne aplikacje brzegowe. Działają one w wspólnej strukturze zabezpieczeń o zerowym zaufaniu udostępnianym przez usługę Azure Stack Edge. Takie podejście zapewnia bezproblemową integrację między siecią 5G, przetwarzaniem brzegowym i chmurą oraz znacznie zmniejsza liczbę operacji CapEx i OpEx.

Alternatywne rozwiązania obejmują podzielenie funkcji obliczeniowych na dwa zestawy: jeden zarządzany przez operatora, a drugi przez przedsiębiorstwo lub innego zarządzanego dostawcę usług. W tym podejściu architektura rozwiązania dzieli zarządzanie, ale przedsiębiorstwa korzystają z korzystania z platformy Azure jako wspólnej warstwy zarządzania zarówno dla sieci, jak i aplikacji.

Rozważmy na przykład scenariusz, w którym klient przedsiębiorstwa jest siecią detaliczną z setkami sklepów. Przedsiębiorstwo może wybrać integrację wybranego zestawu nowoczesnych połączonych aplikacji z prywatną siecią 5G na jednej platformie obliczeniowej zarządzanej przez operatora. Lub przedsiębiorstwo może używać dwóch odrębnych platform obliczeniowych w każdej lokalizacji: jednej dla funkcji sieci komórkowej (zarządzanych przez operatora) i innej do uruchamiania rozproszonych aplikacji w chmurze i opracowanych przez przedsiębiorstwo. Architektura zapewni elastyczność przedsiębiorstwa i operatora.

Doświadczenie telco

To rozwiązanie spełnia wymagania dotyczące wysokiej wydajności, wysokiej dostępności i małych opóźnień usług telekomunikacyjnych w chmurze. Jest ona zoptymalizowana pod kątem ułatwiania operatorom i dostawcom usług w zakresie zarządzania prywatnymi usługami sieciowymi 5G i kontrolowania ich klientów korporacyjnych oraz kontrolowania ich. Dzięki zaspokajaniu wymagań dotyczących infrastruktury prywatnych sieci 5G w bezproblemowej i wysoce skalowalnej platformie rozwiązanie pozwala operatorom skupić się na swoich mocnych stronach i przynieść wartość chmury swoim klientom.

Pytania od klientów korporacyjnych

W miarę jak przedsiębiorstwa stają się lepiej wykształconymi konsumentami prywatnych usług sieciowych 5G, będą szukać konkretnych funkcji, które są zgodne z ich unikatowymi wymaganiami i przypadkami użycia. Poniżej przedstawiono niektóre pytania, których operatorzy mobilni mogą oczekiwać od potencjalnych klientów korporacyjnych:

Jak zintegrowane są podstawowe i brzegowe platformy mobilne?

Obliczenia brzegowe prywatnej wielodostępnej platformy Azure łączą prywatne środowisko obliczeniowe 5G Core i brzegowe środowisko obliczeniowe w jednej architekturze. Bezproblemowa integracja między rdzeniem a krawędzią zapewnia pewność, że rozwiązanie sieci prywatnej będzie działać zgodnie z oczekiwaniami. Rozwiązania z wieloma dostawcami mogą prowadzić do długotrwałych integracji i wyzwań w przypadku wystąpienia problemów technicznych. Ponieważ prywatne sieci 5G mogą obsługiwać aplikacje o krytycznym znaczeniu, zakłócenia nie są akceptowalne.

Czy rozwiązanie oferuje kompleksowe zarządzanie?

Kompleksowe zarządzanie musi obejmować platformę Azure i usługi partnerskie w wspólnej strukturze zarządzania. Platforma Azure obecnie zapewnia spójność dla platformy brzegowej, platformy Kubernetes i prywatnej sieci 5G Core. Zalecamy również, aby operatorzy opracowywali lub integrowali zarządzanie zamówieniami i usługami za pośrednictwem interfejsów API platformy Azure, aby zapewnić automatyzację w celu uproszczenia korzystania z prywatnych sieci 5G.

Czy rozwiązanie jest niezawodne?

Zasoby obliczeniowe usługi Azure Private Multiaccess edge obsługują wiele warstw niezawodności. Przedsiębiorstwa oczekują wysokiej dostępności dla obciążeń o znaczeniu krytycznym. Platforma Azure udostępnia wdrożenie wielowężnikowe za pomocą klastrów lokalnych usługi Azure Kubernetes Service (AKS) w celu uruchamiania kontenerów private 5G Core. Aby uzyskać informacje na temat umowy SLA prywatnej 5G Core, zobacz stronę umowy SLA platformy Azure po osiągnięciu ogólnej dostępności produktu.

Czy rozwiązanie jest proste, ale wystarczająco elastyczne do dynamicznego skalowania?

Ponieważ przedsiębiorstwa zdają sobie sprawę z zalet uruchamiania aplikacji i operacji w prywatnej sieci 5G, ślad sieciowy będzie rozszerzany na inne obszary biznesowe i inne lokacje. Operatorzy będą musieli szybko i efektywnie skalować te rozwiązania. Posiadanie rdzenia mobilnego opartego na chmurze zapewnia znaczącą przewagę w tym scenariuszu.

Jak bezpieczna jest sieć?

Efektywne wdrożenie modelu zabezpieczeń Azure Zero Trust w ramach wspólnej architektury pomaga zapewnić spójne stosowanie zasad zabezpieczeń zarówno dla funkcji operatora, jak i przedsiębiorstwa. Model zabezpieczeń jest włączony we wszystkich składnikach usługi platformy Azure.

Czy prywatna sieć 5G będzie integrować się z istniejącymi aplikacjami biznesowymi i obsługiwać moje urządzenia?

Podejściem platformy Azure jest zapewnienie otwartych i ustandaryzowanych interfejsów API, aprowizowania sim i zarządzania profilami na potrzeby integracji z aplikacjami biznesowymi i urządzeniami. Partnerstwa platformy Azure z większością dostawców aplikacji sieciowych i urządzeń mogą pomóc w bezproblemowej integracji. Ponieważ firma Microsoft jest właścicielem zarówno chmury, jak i podstawowych składników mobilnych, integracja z systemami OSS/BSS jest usprawniona.

Jak sprawdzić, co się dzieje w mojej sieci?

Dzięki ujednoliconemu rozwiązaniu platformy Azure przedsiębiorstwa i operatorzy mogą wyświetlać i monitorować wszystko, od danych telemetrycznych do ruchu sieciowego przy użyciu jednego narzędzia do zarządzania. Typowe zarządzanie cyklem życia, zasady zabezpieczeń i aranżacja zapewniają kompleksową widoczność i kontrolę zarządzania usługą.

Czy platforma obsługuje automatyzację usług i aranżację?

Kontenery i mikrousługi to bloki konstrukcyjne dla aplikacji biznesowych. Możliwość automatyzowania i organizowania nowych usług mobilnych jest niezbędna dla operatorów i przedsiębiorstw podczas tworzenia nowych aplikacji i usług w sieciach 5G. Przedsiębiorstwa muszą również mieć możliwość hostowania tych aplikacji lokalnie lub w chmurze. Rozwiązanie platformy Azure zapewnia automatyzację i aranżację we wszystkich domenach i funkcjach sieciowych: fizycznych, wirtualnych i w chmurze.

Jak mogę analizować dane sieci komórkowej?

Połączenie urządzenia generują dane, które mogą być przydatne dla przedsiębiorstw. Dzięki temu rozwiązaniu przedsiębiorstwa mogą wprowadzać dane do środowiska platformy Azure z zwiększonymi zabezpieczeniami. Mogą korzystać z tych danych na potrzeby sztucznej inteligencji, uczenia maszynowego i analizy, w tym analizy za pośrednictwem narzędzi analizy biznesowej firmy Microsoft i innych.

Współautorzy

Ten artykuł jest obsługiwany przez firmę Microsoft. Pierwotnie został napisany przez następujących współautorów.

Główny autor:

Inny współautor:

Aby wyświetlić niepubalne profile serwisu LinkedIn, zaloguj się do serwisu LinkedIn.

Następne kroki