Сеть пятого поколения (5G) способна привести к радикальному изменению парадигмы в отрасли связи. Она нарушает существующую норму стратегии "одна сеть подходит всем", благодаря которой такие сегменты промышленности, как производство, розничная торговля, автомобильная промышленность и т.д., еще не используют весь потенциал мобильных услуг. Например, одним предприятиям могут требоваться сверхнадежные услуги, а другим - крайне низкая задержка, независимо от пропускной способности. Вместо того чтобы потребитель адаптировался к сети, сеть 5G будет адаптироваться к внешним требованиям.
Один из подходов может заключаться в создании специальных сетей для конкретных потребностей, что, однако, может означать высокие затраты на сеть (как CAPEX, так и OPEX) и требовать определенного минимального количества клиентов для оправдания бизнес-модели. С помощью технологии "Network Slicing" технология 5G призвана решить эту проблему, позволяя операторам мобильной связи (MNO) проектировать и эксплуатировать несколько выделенных логических сетей на общей платформе.
Отраслевое требование Пример использования: Общественная безопасность
Концепция создания специализированной сети для конкретного случая использования была впервые реализована в сфере общественной безопасности. В США Управление сети первого реагирования (FirstNet) было создано в рамках Закона о снижении налогов для среднего класса и создании рабочих мест (Public Law 112-96), который был подписан 22 февраля 2012 года. Закон выделил 20 мегагерц спектра и 7 миллиардов долларов США на создание широкополосной сети, предназначенной для служб первого реагирования страны, и наделил FirstNet полномочиями по созданию, эксплуатации и обслуживанию этой сети.
Первоначальная цель создания FirstNet заключалась в создании выделенной сети для связи между первыми лицами во время кризиса, особенно когда существующие коммерческие сети были перегружены большим объемом трафика. С тех пор количество абонентов, потребности в трафике данных и сценарии использования росли и развивались, что постоянно заставляло FirstNet не только увеличивать пропускную способность, но и совершенствовать свои предложения.
Появление Интернета вещей (IoT) дает огромное преимущество службам быстрого реагирования. Данные от устройств и датчиков обеспечат лучшую осведомленность о ситуации, и сотрудники служб реагирования смогут действовать быстрее и эффективнее.
Сеть 5G с высокой пропускной способностью и низкой задержкой не только обеспечит постепенный прогресс приложений общественной безопасности с ситуационной осведомленностью на основе IoT, но и позволит экосистеме MNO быстро развернуть выделенные "аварийные фрагменты" внутри и за пределами FirstNet, по мере необходимости. Возможности 5G улучшат способность служб первого реагирования оказывать помощь как гражданам, так и другим службам первого реагирования в районе бедствия:
Для того чтобы быстро развернуть специализированный "Аварийный фрагмент" для реализации таких сценариев использования, как показано на рисунке 1, MNO должны будут выделить и/или совместно использовать ресурсы, например, с точки зрения вычислительной мощности, хранения данных и пропускной способности, а также изолировать их от других фрагментов сети.
Соображения по планированию для операторов мобильной связи
С точки зрения реализации, MNO могут развернуть один "срез" (например, срез только для IoT) для нескольких отраслевых вертикалей (например, общественная безопасность, автомобильная промышленность, производство), а также объединить различные срезы (например, IoT, широкополосный доступ, низкая задержка), чтобы обеспечить сквозную функциональность для одной конкретной вертикали.
Каждый из этих срезов имеет определенные атрибуты (задержка, пропускная способность и т.д.), связанные с производительностью этой конкретной и логической части сети. В качестве первой задачи, MNO могут создать шаблоны срезов, которые могут определить сетевые соединения, конфигурации, которые могут обеспечить определенную производительность, как определено в проекте партнерства третьего поколения (3GPP TS 28.531).
Эти шаблоны срезов в основном являются общими и позволяют МНО быстро создать конкретную услугу. Таким образом, в каждой MNO может быть только три конкретных среза, как показано на рисунке 2. Однако для вертикальных отраслевых требований, например, для общественной безопасности, существуют дополнительные задачи. Вариант использования (как показано на рисунке 1) поможет МНО создать концепцию "частного среза" или, в данном случае, "среза общественной безопасности".
Шаблон среза (срез с низкой задержкой или широкополосный срез) с конкретными характеристиками, необходимыми для сценария использования, в сочетании с одним или несколькими различными срезами позволит реализовать "срез общественной безопасности".
Использование среза сети для общественной безопасности вместо строительства выделенных сетей не только экономит затраты, но и обеспечивает гибкость и возможности для клиентов общественной безопасности. Хотя стандартизация срезов сети запланирована на 16-й выпуск 3GPP (запланирован на июнь 2020 года), уже сейчас операторы мобильной связи могут начать планировать такие варианты использования, как усиление общественной безопасности.
Сегодняшняя модель MVNO (виртуальный оператор мобильной связи) будет нарушена с помощью технологии Network Slicing; корпоративным клиентам может быть предложена сеть в виде фрагмента с некоторыми гарантированными SLA. Концепция "ломтика сети общественной безопасности как услуги", предлагаемая округам, городам и т.д., адаптированная к их конкретным потребностям, уже не за горами.
Вызовы и заключение
Сеть 5G - это первое поколение мобильных сетей в облаке. Концепция "кусочек общественной безопасности как услуга" ориентирована на бизнес, а не на технологию, при этом она обещает бесшовное отображение сценария использования общественной безопасности на функциональные возможности, топологию и политику конкретной логической части сети.
Возникнут проблемы, связанные с сопоставлением архитектуры NFV с конкретной подготовкой фрагментов (Рисунок 3) для реализации таких пользовательских моделей услуг.
С точки зрения эксплуатации, срез общественной безопасности будет иметь один или несколько сетевых срезов, которые необходимо конфигурировать, отслеживать и контролировать. В некоторых случаях клиенту общественной безопасности может понадобиться интерфейс прикладного программирования (API) от MNO для управления сетевыми услугами.
Системы поддержки операций/системы поддержки бизнеса (OSS/BSS) будут играть повышенную роль в успехе сетевого слайсинга. Замкнутый цикл автоматизации среза от проектирования до развертывания и обеспечения будет иметь ключевое значение с точки зрения OSS. Динамическая тарификация и выставление счетов, динамическое выполнение различных SLA и моделей ценообразования должны управляться BSS.
В эпоху 5G происходит явное слияние операционной и бизнес-областей, что позволяет MNO выйти за рамки поставщика услуг связи, предлагая специализированные сегменты сети для вертикальных отраслей, таких как общественная безопасность.
