Vzorci IBM Cloud: Zasebno brezžično omrežje na IBM Cloud Satellite  – IBM Blog

Ponudniki komunikacijskih storitev (CSP) se združujejo s hiperskalerji, da bi ponudili zasebna brezžična omrežja, ki so v lasti in v celoti upravljajo tisti, ki jih gradijo. Zasebno brezžično omrežje (PWN) zagotavlja enako vrsto povezljivosti kot javna brezžična omrežja, zato morajo podjetja pretehtati prednosti in slabosti zasebnih brezžičnih omrežij, ki uporabljajo tehnologijo 5G. Pomembno je razumeti nekatere običajne vzorce, pa tudi vidike upravljanja takih omrežij, vključno s komponentami, potrebnimi za ustvarjanje omrežij PWN in njihove arhitekture.  

Komponente zasebnega brezžičnega omrežja 

Obstaja veliko komponent, ki tvorijo zasebno brezžično omrežje, vendar so to ključni potrebni elementi: 

• Spekter se nanaša na radijske frekvence, ki se uporabljajo za komunikacije (in jih dodeli država). Izbira licenciranega ali nelicenciranega radijskega spektra je odvisna od zahtev glede pokritosti, pogojev motenj in skladnosti s predpisi. 

• Omrežno jedro je nadzorni center, ki zagotavlja preklapljanje paketov, nadzor politik, avtentikacijo, upravljanje sej, funkcijo dostopa in mobilnosti, usmerjanje in upravljanje omrežja. 

• Radijsko dostopovno omrežje (RAN) vključuje navidezno centralizirano enoto (vCU), navidezno distribucijsko enoto (vDU), radijsko enoto (RU), prehod in drugo opremo, ki omogoča brezžično komunikacijo med napravami končnih uporabnikov in omrežnim jedrom, ki je zanesljivo, učinkovito in brezhibno. 

Pri izgradnji zasebnega brezžičnega omrežja so potrebni dodatni elementi, kot so orkestracija, zagotavljanje storitev, upravljanje, spremljanje in varnost. Te komponente igrajo ključno vlogo pri zagotavljanju brezhibnega delovanja, optimizacije in varnosti zasebnega brezžičnega omrežja ter prispevajo k njegovi odpornosti in visoko zmogljivim zmogljivostim. 

V bistvu obstajajo tri vrste podjetij, ki sodelujejo pri gradnji teh rešitev: 

• Prodajalci telekomunikacij (telco), kot so Nokia, Ericsson, Samsung in Mavenir 
• Hyperscalers, kot so IBM, AWS, Azure in GCP 

• Ponudniki komunikacijskih storitev, kot so AT&T, Verizon in TELUS 

Prodajalci telekomunikacij sodelujejo s ponudniki oblakov za zagotavljanje zasebnih brezžičnih omrežij za podjetja bodisi neposredno bodisi prek ponudnikov komunikacijskih storitev ali partnerjev sistemskih integratorjev (SI). 

Slika 1. Komponente zasebnega brezžičnega omrežja, povezane z omrežjem 

Slika 1 prikazuje omrežne komponente, ki bi jih CSP potreboval, da lahko strankam pomagajo pri konfiguriranju zasebnega brezžičnega omrežja. To so standardne komponente, povezane z omrežjem, ki jih CSP uporabljajo za uvajanje. Zgodovinsko gledano je bilo veliko teh elementov izdelanih z namensko strojno opremo. Vendar pa je prišlo do pomembnega premika, saj vse več teh komponent prehaja na paradigmo, ki temelji na programski opremi, ki temelji na oblaku: virtualizirano (v večini primerov vsebniško) radijsko dostopovno omrežje, ki vključuje povezane komponente, kot so vCU, vDU in jedro virtualiziranega omrežja. 

Reprezentativna vsebniška arhitektura vDU je prikazana kot primer na sliki 2, da bralcu predstavi, kako je programska oprema nadomestila namensko zgrajeno strojno opremo v omrežnih komponentah. Slika 2 prikazuje tudi komponente v arhitekturi, ki temelji na jedrnih storitvah 5G. Vse komponente so virtualizirane ali kontejnerizirane. To je pomembno, ker je hiperskalerjem zagotovilo veliko priložnost v prostoru, kjer prevladujejo telekomunikacijske družbe. 

Slika 2 Arhitektura vDU in 5G jedrne komponente  

Druga polovica rešitve je povezana s komponentami programske opreme, ki jih ponudniki v oblaku prinašajo za nadgradnjo in dopolnitev rešitve. Lahko segajo od avtomatizacijskih skriptov do orkestracije, do zagotavljanja storitev in celo spremljanja in beleženja. Najpomembnejši vidik je, da hiperskaler zagotavlja platformo v oblaku za gostovanje rešitve in ustreznih storitev v oblaku. Ti so prikazani na sliki 3 kot bež polja.  

Slika 3. S programsko opremo povezane podporne funkcije zasebnega brezžičnega omrežja 

Prednosti zasebnih brezžičnih omrežij 

Ta samostojna omrežja je mogoče namestiti v industrijskih okoljih, kot so proizvodne delavnice, logistična skladišča, velike bolnišnice, športni stadioni in podjetniški kampusi. Podjetjem ni treba upoštevati omejitev javnega omrežja. Namesto tega lahko vzpostavijo in imajo nadzor nad zasebnim omrežjem, ki ustreza njihovim natančnim potrebam. 

Slika 4 prikazuje vzorčno arhitekturo, kjer je zasebno brezžično omrežje, ki obsega 5G RAN in jedro 5G, skupaj z robnimi aplikacijami, nameščeno na platformi hiperskalerja. Ena od glavnih zahtev je, da je PWN nameščen na mestu uporabe. Ta topologija ustreza IBM Cloud Satellite® paradigma, kjer je lokalna lokacija lahko lokacija IBM Cloud Satellite, ki je povezana z IBM Cloud® regije prek varne povezave IBM Cloud Satellite. Ta zasnova bi lahko služila podjetniškim strankam, ki iščejo bližino potrebnih omrežnih komponent 5G, ki ponujajo nizko zakasnitev in visoko prepustnost.  

Slika 4. Blokovni diagram zasebnega brezžičnega omrežja  

Ta arhitekturni vzorec izpolnjuje zahtevo po zagotavljanju storitev končnim uporabnikom, napravam in aplikacijam bližje tam, kjer so. Za podporo kritičnih primerov uporabe v realnem času so aplikacije uporabniške ravnine postavljene na lokacijo IBM Cloud Satellite. Te satelitske lokacije so lahko krajevni robni podatkovni center ali katera koli javna lokacija v oblaku.  

Arhitektura zasebnega brezžičnega omrežja v IBM Cloudu 

Z uvedbo zasebnega omrežja 5G lahko velika podjetja v svoje objekte pripeljejo prilagojeno omrežje 5G in ga ohranjajo varnega, medtem ko uporabljajo njegove funkcije visoke hitrosti, visoke pasovne širine in nizke zakasnitve. Tako kot večina omrežnih rešitev obstajata tudi ta dva dela: komponente »upravljano od« in komponente »upravljano do«. Komponente »upravljano od« gostujejo v partnerskem oblaku hyperscalers, komponente »upravljano do« pa so običajno v prostorih podjetja z varno hitro povezljivostjo med tema dvema lokacijama. V našem primeru IBM Cloud gosti komponente »upravljano od«, medtem ko na satelitski lokaciji izvajajo komponente »upravljano od«.  

Slika 5 prikazuje vzorec, kjer je zasebno brezžično omrežje nameščeno na mestu uporabe na levi strani (na »oddaljeni« lokaciji IBM Cloud Satellite). Delovne obremenitve, ki se izvajajo na tej satelitski lokaciji, lahko dostopajo do podpornih storitev, ki gostujejo v IBM Cloud na desni. Omrežne komponente, ki jih zagotavlja telekomunikacijska družba, so prikazane modro. Večina jih je nameščenih na satelitski lokaciji, nekateri sistemi za upravljanje telekomunikacijskih podjetij pa lahko delujejo v oblaku in lahko potencialno nudijo večnajemniško zmogljivost za podporo več podjetjem. 

Slika 5. Arhitektura zasebnega brezžičnega omrežja na lokaciji IBM Cloud Satellite na mestu uporabe 

Predstavljajte si proizvodni obrat z različnimi vrstami premičnih in stacionarnih robotov ter drugih programirljivih naprav, ki delujejo znotraj obrata. Podjetje bi se lahko odločilo za uporabo zasebnega brezžičnega omrežja, ker bo to pospešilo medsebojne komunikacije, potrebne za delovanje naprav, hkrati pa ohranilo varnost.  

V takem scenariju bi lahko proizvodni obrat konfigurirali kot oddaljeno lokacijo IBM Cloud Satellite, ki izvaja zahtevane delovne obremenitve in komponente, povezane z oblakom, na mestu uporabe. Še pomembneje je, da bi omrežno povezljivost, potrebno na lokaciji, zagotovila PWN. To nastavitev bi lahko podvojili v drugih proizvodnih enotah podjetja ali njihovih partnerskih dobaviteljih po vsej državi ali državi. Vsaka enota bi imela svoj PWN in bi bila konfigurirana kot lokacija IBM Cloud Satellite. Vse te satelitske lokacije bi upravljali iz regije IBM Cloud. 

V IBM Cloudu deluje glavna nadzorna ravnina, ki spremlja vse satelitske lokacije in zagotavlja centralizirano beleženje in varnostne storitve kot del upravljanih storitev. IBM-ovi inženirji zanesljivosti spletnega mesta v oblaku poskrbijo za vse sistemske nadgradnje in popravke. Omenili smo, da je satelitska povezava med lokacijo IBM Cloud Satellite in IBM Cloud varnostno bogat predor TLS 1.3. Podjetja bi lahko za povezovanje uporabila tudi IBM-ovo storitev Direct Link. Opazili boste, da so vse omrežne povezave, opisane v tej topologiji, varne.   

IBM-ov Cloud Pak za omrežno avtomatizacijo (CP4NA) bi skupaj s sistemom za upravljanje elementov telekomunikacijske družbe zagotovil storitve orkestracije in funkcije zagotavljanja storitev. IBM Cloud bi zagotavljal storitve spremljanja in beleženja skupaj z upravljanjem dostopa do identitete za dostop do okolja v oblaku. Dodatne storitve nadzora omrežja lahko zagotovi CSP. To poudarja potrebo po tesnem sodelovanju ponudnika v oblaku s ponudnikom telekomunikacijskih storitev. Z vidika podjetja uporabniški vmesnik podjetja služi za prikrivanje kompleksnosti, saj ponuja enoten vmesnik za poenostavljeno upravljanje, zagotavljanje storitev ter celovit nadzor in beleženje. Ta uporabniški vmesnik deluje kot edinstveno krmilno središče, ki poenostavlja operacije in povečuje splošno učinkovitost. 

Podjetja, ki želijo vzpostaviti zasebno brezžično omrežje, lahko to storijo sama ali pa ga oddajo podjetju Hyperscaler, kot je IBM. Hyperscalers na koncu sodelujejo s CSP za izgradnjo in upravljanje teh omrežij. Zelo pomembno je, da se prepričate, da je omrežje zgrajeno na prilagodljivi platformi in da ga je mogoče v prihodnosti povečati. Čeprav bi se morala podjetja zavedati stroškov, se vse več podjetij odloča za PWN, ker zagotavljajo varno in zanesljivo alternativo javnemu omrežju. 

Izvedite več o IBM Cloud Pak for Network Automation