Sistemi cellulari 5G, fette (virtuali) di rete - CorCom

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Sistemi cellulari 5G, fette (virtuali) di rete

La gestione e creazione dei servizi garantita dalla tecnologia Cloud e Mobile Edge Computing. La rubrica di Maurizio Dècina

14 Ott 2016

Maurizio Dècina, Emeritus Professor, Politecnico di Milano

La visione per lo sviluppo dei sistemi 5g è quella di una nuova generazione radiomobile cellulare che deve gestire efficacemente tre differenti tipi di traffico:

– Alto throughput, per servizi video e di realtà aumentata (eMbb: enhanced Multimedia Broadband)

– Bassa energia, massive IoT (Internet of Things) per sensori con batterie a lunga vita (10 anni) (mMtc: massive Machine Type Communication)

– Bassa latenza e alta affidabilità per servizi IoT mission critical (cMtc: critical Machine Type Communication).

La scalabilità e l’agilità nella gestione e creazione dei servizi 5g saranno garantite dall’impiego diffuso di tecnologie di Cloud e di Mobile Edge Computing (Mec) in una topologia di rete caratterizzata dall’uso in-door e out-door delle piccole celle. Le tecnologie di virtualizzazione della rete saranno infatti estensivamente impiegate sia nel nucleo (Nfv/Sdn – Network Function Virtualization/Software Defined Networks) che ai bordi della rete (ad esempio: C-Ran – Cloud Radio Access Network). La virtualizzazione permette di centralizzare le funzioni di controllo della rete, e quindi consente, sia un controllo capillare delle risorse, sia la possibilità di eseguire schemi sofisticati di routing end-to-end per ciascuna applicazione/transazione (application aware routing), con possibilità di innovazione dei servizi di trasporto offerti.

I sistemi 5g possono pertanto soddisfare i requisiti e contribuire alla digitalizzazione dei numerosi mercati verticali della IoT:

– Traporti e automobilismo, manifattura, media & entertainment, energia, sanità e benessere, cibo e agricoltura, ecc.

FETTE VIRTUALI DI RETE 5G, NGMN, 2016

La visione dei sistemi 5g è quella di una piattaforma radiomobile per la realizzazione dei mercati verticali abilitati dalla IoT, ciascuno dei quali presenta requisiti di servizio molto differenti in termini di capacità di trasmissione, latenza, affidabilità, ecc. La figura allegata mostra il concetto delle 5g Network Slices (“fette” di rete 5g) elaborato dalla Next Generation Mobile Networks (Ngmn) Alliance per consentire la gestione dei diversi mercati.

La figura indica le risorse di rete generiche suddivise in: nodi di storage e cloud computing, posti sia nel centro (core) che nei bordi (edge) della rete, nodi di switching (routers), nodi di accesso e collegamenti trasmissivi. I nodi di accesso sono collegati con le stazioni radio base che impiegano differenti interfacce Rat (Radio Access Technology) a seconda del mercato indirizzato. Antenne radio, fronthauling e C-Ran sono usate per la virtualizzazione delle base station, mentre il backhauling collega la Ran al nucleo della rete. Fanno parte della fetta di rete anche le risorse poste nei dispositivi terminali (sensori e apparati di utente). Tutte le varie risorse possono essere dedicate alla singola “fetta di rete” oppure condivise tra fette di rete.

La figura mostra a titolo di esempio tre fette di rete. La prima è dedicata ai servizi mobile broadband (eMbb): sono evidenziate in rosso le risorse utilizzate e i nodi di servizio sono marcati con le sigle Cp e Up (Control Plane e User Plane) a seconda delle funzioni svolte. Un esempio di funzioni Cp sono quelle per la gestione della mobilità presenti nell’elemento di rete detto Mme (Mobility Management Entity). La seconda fetta è dedicata al comparto automobilistico con applicazioni di connected car e autonomous driving (cMtc): i terminali posti nei veicoli permettono la comunicazione D2d (device to device) oltre che la comunicazione con le infrastrutture. La terza fetta è infine dedicata ad applicazioni di massive IoT quali quelle delle smart homes/smart cities (mMtc).

Nel recente rapporto Berec sulla Net Neutrality si fa riferimento al 5g network slicing come un possibile strumento per veicolare su Internet “servizi specializzati” e si raccomanda che siano preservate le prestazioni di qualità della fetta di rete relativa al generico accesso dei consumatori a Internet.

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