为什么5G网络切入IoT应用程序的喉咙?

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在物联网应用中,5G网络切片可提供卓越的服务并增强可靠性和安全性。
5G是下一代移动通信网络技术,为物联网应用提供了许多关键优势,包括低延迟,高带宽和长期,密集的网络覆盖,适用于室内和室外应用。许多公司似乎意识到未来5G的巨大潜力。在2018年中期,研究公司Gartner进行的5G用例和采用调查中有66%表示计划明年(2019年)部署5G,其中59%表示他们认为物联网是主要用例,主要目的是提高运营效率。
5G的另一个重要优势是网络切片,移动网络运营商可以将其物理网络分成可以分配给各个公司或生态系统供自己使用的切片。在一个片中包含流量的各方可以获得服务质量和可靠性保证,例如确保工业IoT应用的延迟不超过一定的毫秒数。隔离片中流量的能力也可以转化为增强的安全性。
这是一种构建网络的方法,该网络可以在同一网络上以有效的方式支持多种类别的服务。服务提供商不仅仅因为低延迟而构建他们自己的专用网络,因此他们需要以某种方式切片他们的网络以满足这些需求。
网络切片只是向企业提供5G产品的少数几种选择之一。为企业构建5G架构有多种方法:可以为企业构建的专用网络,或者在客户端作为专用网络服务运行的服务提供商,或者作为公共WAN的专用部分。
对于那些希望使用5G来构建物联网架构的公司来说,一个严肃的新闻是:目前还不清楚5G公共网络连接和覆盖以及5G网络切片将对企业开放多长时间。 Gartner的研究表明,当移动运营商最初建立5G网络时,他们将更加关注消费者移动宽带市场,而不是投资于先进的网络概念,例如某些企业和行业所需的边缘计算和网络切片。这意味着拥有快速发展的物联网架构的公司需要等待几年才能完全拥有自己的5G网络。
虽然大规模使用5G网络切片可能需要几年时间,但好消息是网络切片不是绝对需要5G的架构概念。它可以用于4G或3G,并且可以在没有5G的情况下完成,因为它是一种常见的网络概念。然而,移动运营商可能没有看到市场对网络切片的大量需求,随着5G的出现,预期的应用开发可以真正满足这种需求。考虑网络切片的另一种方法是将其视为成熟的虚拟专用网络模型(VPN)和网络虚拟化趋势的产物。
VPN覆盖范围通常是有限的,网络切片可以扩展网络上的专用路径,从客户端到移动运营商的网络核心,VPN不能。此外,网络切片可以将服务彼此隔离,以便用户可以将资源分配给其他网络片上服务甚至其他网络芯片服务无法使用的服务。这就像在一个物理网络上运行多个不同的网络。
网络切片可以无线访问网络,传输网络或移动核心。如果移动运营商想要保证某些类型的流量(例如物联网应用)的质量和延迟,则可以在广泛的区域内进行,并且切片可能会扩展到所有流量。这些部分。网络片将从客户端设备启动,该客户端设备可以是IoT设备,然后成为移动空中接口上的专用信道。它将继续成为传输网络的一部分,直至核心。
服务提供商可以在其核心和无线接入网络上部署多个不同的网络片,专用于不同的流量类型。一些在特定垂直行业拥有大量客户的供应商可以为每个垂直行业创建切片,以隔离来自其他垂直行业的关键任务流量。最大的企业客户可以获得网络的专用“硬切片”,并且这样的切片可以包含用于企业的不同服务和流量类型的许多“软切片”。例如,一个用于超低延迟流量,一个用于高带宽流量,一个用于需要极大灵活性的服务。
随着物联网应用和其他类型服务(如高分辨率视频,增强和虚拟现实)的发展和演变,网络运营商可以在其网络中支持的网段数量可能会增加。创建瘦网络切片可能会降低他们提供的服务质量,并且显着增加网络段的数量可能会给网络运营商带来网络管理挑战。
然而,现实情况是,网络运营商可能需要几年时间才能解决这些问题。目前对网络切片的需求很低,运营商可能仍需要为其切片开发商业模式和定价。毕竟,专用网络资源对于企业来说并不便宜。不同的网络运营商还需要寻求网络切片的互通协议,以在需要时实现跨多个网络的传输目的。此外,正如Gartner所指出的那样,网络切片不是他们的首要任务,因为移动运营商转向改变游戏规则的下一个架构演变。
建筑演变
尽管今天网络切片是可行的,但4G和早期网络被认为是“最硬”网络,而5G具有——高速,低延迟,宽连接性,这意味着它可以被设计为支持更高质量和有保证的服务。不断发展的企业和工业物联网环境可能是一个驱动因素,推动了更多服务丰富的应用程序的出现,这些应用程序需要更低的延迟,这反过来将激励更多的运营商创建网络切片。然而,随着5G的出现,它将与其他不断发展的技术和网络架构概念(如NFV,SDN,云计算和边缘计算)以及基站设计的变化相集成,从而为移动运营商提供更多的考虑。
5G使运营商有机会重新思考如何以更有效的方式构建其网络。
网络切片是超越VPN的一步,这也使它听起来像一个不太遥远的概念关系,例如网络功能虚拟化(NFV),它允许虚拟化网络资源,以及软件定义网络(SDN),这是分离控制数据平面功能的平面功能,实现更集中,灵活和可编程的网络管理。
NFV和SDN预计将更多地集成到移动运营商和企业网络架构中,因为它们可以帮助这些公司以更具成本效益的方式扩展和管理其网络。随着网络切片技术的发展,它可以独立于任何技术实现,但也可以通过使用两种技术的相同原理来实现。例如,如果片段扩展到运营商的核心网络以进行扩展,则NFV和SDN可用于网络资源分配和控制,这也将要求运营商在其网络中实现端到端服务协调。
与此同时,网络切片也将出现在5G世界中,而移动网络的核心和边缘位置将变得更加灵活。通过物联网,可以在边缘设备,边缘云或移动网络塔上进行更多的数据计算和分析。另外,基站正从物理单元演变为与基带组件分离的无线电,并且无线电更靠近用户分布,进一步重新定义边缘。
今天,网络的边缘可能在不同的地方,从无线电到非常集中的核心网络,应有尽有。如果网络中有50,000个无线电,则可能有50个核心站点,因此一个核心站点可以提供1000个无线电。由于网络切片在此移动架构中发挥作用,因此运营商需要确定部署网关以处理不同应用的最佳位置。
目前,网络切片仍处于概念层面,如何迅速成为网络架构也取决于移动网络运营商。 Gartner表示,如果他们委托技术提供商或网络运营商建立5G专用网络,那些希望使用5G解决物联网延迟问题的公司可以更快地实现这一目标。如果公司选择这种方法,他们还必须了解专用网络昂贵且难以管理,并且可能需要频谱许可证。此外,它们可能最适合物联网流量和不分布在各种校园环境中的应用程序。对于寻求更广泛解决方案的公司而言,网络切片可能是最佳选择,但他们需要等待多长时间?
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