Share via

Privát 5G-hálózatok üzembe helyezése az Azure-ban

  • Cikk

Itt van a negyedik ipari forradalom, amelyet gyakran Ipar 4.0-nak neveznek. Az Ipar 4.0 modern ipari alkalmazásokat kínál, amelyek megváltoztatják a vállalkozások működését. Ezek az alkalmazások jobb feldolgozási teljesítménnyel és kapcsolattal rendelkeznek. Adatokat gyűjtenek és dolgoznak fel a szervezeten belül, hogy a vállalatok stratégiailag és hatékonyabban működjenek. A nagyvállalatok méretezésekor olyan megoldásokra van szükségük, amelyek képesek kezelni ezeket a számítási feladatokat.

Ezeknek a követelményeknek való megfeleléshez a modern vállalatoknak privát 5G-hálózatokra és multiaccess edge computing (MEC) megoldásokra is szükségük van. A privát LTE/5G-hálózatok lehetővé teszik a vállalatok számára az adatok hatékony feldolgozásához szükséges sebességet, biztonságot, mobilitást és szolgáltatásminőséget. Az Edge-számítás támogatja a késésre érzékeny ipari alkalmazásokat és adat honosítást, és lehetővé teszi az időérzékeny adatok gyors feldolgozását a peremhálózaton.

Néhány problémát meg kell oldani, mielőtt a vállalatok kihasználhatják a magánhálózati LTE/5G-hálózatok előnyeit. Ezek a kihívások közé tartozik az üzemeltetési és a mérnöki összetettség csökkentése, a teljes körű láthatóság biztosítása a többhelyes vállalatok számára, a hozzáférés biztonsága, valamint az automatizált, szoftveralapú megoldások hatékonyabbá tételének javítása.

E kihívásoknak való megfelelés érdekében a Microsoft olyan megközelítést vezetett be, amely egyesíti az Azure által felügyelt szolgáltatásokat, beleértve a platform- és hálózatkezelési szolgáltatásokat, valamint a rádió- és alkalmazás-ISV-ökoszisztémát. A megoldás egy teljes mértékben integrált privát 5G hálózati szolgáltatás, amelyet vállalatok számára hoztak létre. A mobilszolgáltatók és a felügyelt szolgáltatók egyre növekvő listája biztosítja és kezeli ezeket a szolgáltatásokat. A megoldás egyesíti az Azure, az Azure Network Function Manager, az Azure Arc, az Azure Stack Edge, az Azure Kubernetes Service és az Azure Private 5G Core szolgáltatást. Ezek a szolgáltatások mindegyike az Azure-felhőből van felügyelve és vezénylve.

Ez a megközelítés a rendszer integrátorainak és vállalatainak összetettségével és költségével kapcsolatos kihívásokat kezeli. Lehetővé teszi a vállalatok számára, hogy nagy teljesítményű, fokozott biztonságú magán 5G-hálózatokat helyezzenek üzembe, amelyek lehetővé teszik a modern ipari alkalmazások bevezetését.

Ez a két cikk egyik része, amely azt ismerteti, hogy a rendszer integrátorai és üzemeltetői hogyan építhetnek magánhálózatokat a nagyvállalatok számára az Azure-szolgáltatások használatával. Ezek a hálózatok kihasználják a rugalmas skálázású felhő és az integrált MEC-architektúra előnyeit a CapEx és az OpEx csökkentéséhez, az innováció ösztönzéséhez és az új bevételi lehetőségek megnyitásához.

5G-vel bővített magánhálózatok

Az 5G-vel bővített magánhálózatok átalakítják a távközlési szolgáltatásokat. Az 5G fő rádió- és alapvető funkciói lehetővé teszik a továbbfejlesztett mobil szélessáv (eMBB), az ultramegbízható kis késleltetésű kommunikáció (URLLC) és a nagy méretű gépi kommunikáció (mMTC) sűrű skálázását és továbbítását. Ez lehetővé teszi, hogy az üzemeltetők olyan új szolgáltatásokat kínáljanak, amelyek a nagy teljesítményű ipari alkalmazások fejlesztőire irányulnak, és lehetővé teszik az új kereskedelmi modellek bevezetését.

Az olyan fogyasztói ajánlatok, mint a hang, a szöveg, az adatok és a videó, továbbra is a telco operátori szolgáltatásportfóliójának szerves részét képezik. Az olyan új, nagyvállalati szintű ajánlatok, mint az LTE/5G magánhálózatok robotika, video AI, nagy méretű IoT a digitális ikeralkalmazásokhoz, valamint a holoLenshez hasonló eszközökkel nyújtott kiterjesztett valósági élmények új bevételi lehetőségeket teremtenek az operátorok számára. Ezeknek a szolgáltatásoknak a biztosításához a telco-operátoroknak túl kell lépniük a hagyományos telco hálózati architektúrán, és közvetlenül kell használniuk a rugalmas skálázású felhőt és a MEC-t.

Számos tényező motiválja a magánvállalati mobilhálózatok megvalósítását:

  • Az épületen belüli vezeték nélküli rendszerek méretezése és elérése
  • A létrehozott adatok és videók növekvő mennyisége
  • A nagyobb mobilitási és biztonsági igények, valamint a valós idejű adatfeldolgozás iránti igény

Az 5G, a MEC és a felhő kombinációja lehetővé teszi a privát vezeték nélküli hálózatok létrehozását, amelyek gyorsak, rendkívül biztonságosak és méretezhetők, és kihasználhatják a távoli peremhálózaton, a felhőben vagy hibrid helyeken futó elemzési alkalmazások előnyeit.

Íme néhány olyan iparági használati eset, amelyekben a privát 5G-hálózatok segíthetnek:

Diagram showing industry use cases that are powered by private 5G networks.

A privát 5G-hálózatok az 5G nagyvállalati szolgáltatások esetében erős használati esetet jelentenek, mivel ezek a képességek támogatják az olyan kifinomultabb szolgáltatásokat, mint az intelligens terek és az Ipar 4.0-alkalmazások. Az 5G magánhálózat előnyei ellenére azonban továbbra is kihívást jelent az üzemeltetők és a vállalatok számára. A legnagyobb kihívást az 5G-hálózatok nagyvállalati környezetben történő üzembe helyezésének és kezelésének összetettsége jelenti. Az 5G-hálózatok olyan szempontokat foglalnak magukban, amelyek a hagyományos vállalati képességeken kívül esik, a rádiófrekvenciás (RF) kialakítástól az 5G mobilmag-architektúrákig. Emellett előfordulhat, hogy a telco-operátorok nem rendelkeznek az 5G-hálózatok és a felhőalapú peremhálózatok nagyvállalati környezetben történő költséghatékony üzembe helyezéséhez szükséges technológiai portfólióval vagy minimális erőforrásigénylel.

A Microsoft egy egyszerűsített mec-as-a-service megközelítést javasol, amely egyesíti a globális rugalmas skálázású felhőplatformot olyan hálózati összetevőkkel, mint a natív felhőbeli, 5G önálló mag, amely felhőalkalmazások egy csomagját működteti. Ez a megközelítés lehetővé teszi a vállalatok számára, hogy adatokat gyűjtsenek a hálózatukról, és hatékonyan dolgozzák fel a késésre érzékeny adatokat a peremhálózaton, és továbbra is kihasználják a nagy mennyiségű adat Azure-beli feldolgozásának lehetőségét.

A privát 5G-hálózatok előnyei

A 4G érkezése és a megosztott spektrumokhoz, például a CBRS-hez való hozzáférés korlátozott földrajzi régiókban megváltozott az 5G magánhálózati közgazdaságtanban. Ez a változás azért történt, mert lehetővé tette a vállalatok számára a kiscella-technológiát és virtualizált hálózati funkciókat használó dedikált magánhálózatok használatával történő üzembe helyezést és kísérletezéseket. Az 5G RAN és az alapvető optimalizálás gazdagabb képességeket biztosít, beleértve a gyorsabb sebességet, az ultra-alacsony késést, a biztonsági módszereket és a költséghatékonyságokat. Ezek az 5G-jellemzők kritikus fontosságúak az olyan iparágakban, mint a gyártás és a szállítás, ahol a földrajzi lefedettség és az IoT-alkalmazások egyre bővülő használata fokozott hálózati jellemzőket igényel.

Több függőleges iparág is élvezheti ezeket a jellemzőket, az alábbi szakaszokban leírtak szerint.

Megbízható lefedettség

Számos ipari és nagyvállalati alkalmazáshoz olyan kapcsolat szükséges, amely meghaladja a vezetékes és Wi-Fi technológiák lefedettségi korlátait, amelyek gyakoriak az üzemeltetési technológiai környezetekben. A 4G és az 5G rádiók dedikált spektrumának használata a dinamikus interferencia korlátozására és az átviteli teljesítmény növelésére, valamint az ezzel járó mobilitási képességekre, nagy teljesítményű, nagy kapacitású és költséghatékony vezeték nélküli kapcsolatot biztosít a nagy helyeken. Ezek a helyek közé tartoznak a repülőterek, a tengeri kikötők, a nyitott aknák, az elosztó központok, az campusok és az építkezések. A különböző spektrumbeállítások rugalmassága optimalizálja a lefedettséget és az adatok arányát a beltéri és a kültéri használati esetekhez.

Nagyobb átviteli sebesség

A 4G technológia számos magánhálózati alkalmazás által igényelt átviteli sebességet biztosít. Az 5G azonban a 4G átviteli sebességének 10-20-szorosát képes biztosítani, ami kibővíti a vezeték nélküli támogatással támogatott alkalmazások körét. A közelgő spektrumbeállítások, például a milliméteres hullám beltéri használatra is üzembe helyezhetők, így nagyobb sűrűségű eszközökre optimalizálhatók még akkor is, ha zajos RF-környezetekben vannak elosztva. Ez skálázható hálózatot eredményez.

Közel valós idejű adatelérés

Az 5G-hálózatok olyan késést biztosítanak, amely nagyságrenddel kisebb, mint a 4G-hálózatoké. Az alacsony késés fontos az időérzékeny alkalmazások, például a robotvezérlő rendszerek esetében, amelyek általában 10 ms-os vagy annál kisebb utazási késéssel rendelkeznek. A helyi peremhálózati számítási létesítményekben üzembe helyezett alkalmazásokkal rendelkező 5G-hálózatok kényelmesen támogathatják ezeket a késési követelményeket.

Determinisztikus hozzáférés támogatása

Az 5G rádió a tervezés szerint támogatja a determinisztikus hozzáférést. Ez a kialakítás garantált felső korlátot szab a késésre és a jitterre, ami számos alkalmazás esetében fontos. Ebben a kategóriában az 5G sokkal közelebb áll a vezetékes Ethernet teljesítményéhez. Az 5G miatt azokat az alkalmazásokat, amelyek egyszer vezetékes kapcsolatokat igényeltek, most már le lehet bontani.

Adat honosítás és adatvédelem

A hagyományos vállalati hálózatok használatával a vállalatok hatékonyan korlátozhatják az adatok adott földrajzilag körülhatárolt régiókba való kitettségét. A vezeték nélküli technológiák széles körű elterjedtségével azonban az adatexpozíció korlátozásának lehetősége a hozzáférés korlátozásának ára volt. A privát 5G-hálózatok a peremhálózati számítástechnikával kombinálva jobb láthatóságot és szabályozást biztosítanak az adatok elérésének és feldolgozásának helye felett. Ez a láthatóság és szabályozás sokkal magasabb szintű adatelkonvertséget biztosít a vállalat számára. A privát 5G-hálózatok és a peremhálózati számítástechnika lehetővé teszi, hogy a rendkívül bizalmas információk helyileg nagyobb biztonsággal legyenek tárolva, és még az operátor számára sem legyenek kitéve külső hálózati kapcsolatokon keresztül.

Működési egyszerűség

Az operátorok a hálózati technológia több verziójának implementálásával, valamint a hozzáférés-vezérléssel és egyéb biztonsági funkciókkal szembesülnek, amelyek a vezetékes, Wi-Fi és egyre inkább a vállalati erőforrásokhoz való mobil szélessávú hozzáférés igényén alapulnak. A privát vezeték nélküli hálózatok lehetővé teszik a vállalati informatikai csapatok számára, hogy egyszerűsített hozzáférési architektúrát építsenek ki, amely az irodában és az irodán kívüli alkalmazottak számára is működik.

Backhaul-megtakarítások

Bizonyos ipari és nagyvállalati alkalmazások, például a nagy felbontású videokamerák, amelyek megfigyelésre vagy vizsgálatra szolgálnak, nagy mennyiségű adatot hoznak létre. Ezek az alkalmazások általában a tárolás és az elemzés kombinációját foglalják magukban. Általában nem érzékenyek a késésre. Érdemes azonban ezeket az alkalmazásokat helyi számítási létesítményekben üzembe helyezni, hogy elkerülhető legyen a nagy mennyiségű adat központi felhőbe való visszavezetésének magas költsége. A privát 5G-hálózatok teszik lehetővé ezt az üzembe helyezést. Csatlakozás központosított felhőlétesítmények esetében csak összesített adatokat kell kezelnie, például a helyi elemzés által észlelt végrehajtható eseményekre vonatkozó információkat.

A privát 5G mobilhálózatok nem csak lehetővé teszik az adatok helyben tartását. Emellett segítenek a vállalatoknak megvédeni magukat az információ- és kommunikációs biztonságukat fenyegető fenyegetésektől. Az 5G beépítettebb biztonsági mechanizmusokkal rendelkezik, mint a mobiltechnológiák bármely korábbi generációja, és továbbfejlesztett védelmet nyújt a kifinomult támadások ellen, például az IMSI-catcher és a Stingray ellen. A beágyazott Azure-biztonság több rétegének és az olyan eszközöknek, mint a Felhőhöz készült Defender használatával az operátor nagyobb biztonsággal üzembe helyezheti, figyelheti és üzemeltetheti a kritikus fontosságú számítási feladatokat és alkalmazásokat, még akkor is, ha az ügyfél peremhálózatán fut.

Privát 5G-hálózat: Gyártási esettanulmány

Az intelligens eszközök, az automatizálás, a felhő és a mobil széles sávú technológia az Ipar 4.0 forradalmat hajtják. Ez a forradalom viszont keresletet teremt a magán 5G-hálózatok számára a feldolgozóiparban, amely a magán 5G-hálózatok vezető fogyasztója. A privát 5G-hálózatok olyan alapot biztosíthatnak a gyártók számára, amelyek intelligens eszközöket szeretnének csatlakoztatni, és telemetriai adatokat szeretnének használni a valós idejű döntések támogatásához és a működési hatékonyság javításához. A hálózati adatok felhőbeli hatékony feldolgozásának képessége számos módon segíti a gyártókat:

Karbantartási előrejelzés

  • Monitorozás és nyomon követés minősége
  • A gép kopásának, meghibásodásának és szűk keresztmetszeteinek csökkentése
  • A működési hatékonyság javítása

Intelligens gyárak

  • Csatlakozás gyári alkalmazások
  • Személyzetbiztonsági alkalmazások és levegőminőség-kezelés
  • Hozzáférés-vezérlés (biztonság) és intelligens elemzés

Gyártási műveletek

  • Eszközkezelés és intelligens gyártás és leltár
  • Teljesítményoptimalizálás és monitorozás
  • Teljes körű üzemeltetési láthatóság

A Privát 5G-hálózatok Microsoft-megközelítése ideális az IoT- és Az Ipar 4.0-s alkalmazásokhoz. Az adatok egyetlen helyszíni platformon való feldolgozásának és az Azure-beli feldolgozáshoz szükséges szelektív adatok intelligens háttérkezelési funkciójának köszönhetően a valós idejű döntéshozatal és az automatizálás alacsony késéssel jár. A háttérforgalom csökkentése szintén csökkenti a költségeket a vállalat és az üzemeltető számára.

Az Azure Teljes felügyelet modell segít biztosítani, hogy a gyártási adatok biztonságosak legyenek a mobilhálózati funkciók, a vállalat és a felhő közötti mozgás során. Ezek a biztonsági fejlesztések a szolgáltatót is mentesítik az ügyféladatok átvitel közbeni vagy tárolási védelmének feladatától.

Telco elérési útja privát 5G-hálózatokhoz

A magán 5G-hálózatok a hagyományos vállalati LAN, a specializált ipari hálózatok és a nyilvános mobilhálózat metszéspontjában találhatók. Lehetőséget adnak az üzemeltetőknek, hogy új piacokra bővítsék az 5G-szolgáltatások körét.

A privát 5G-hálózatok üzembe helyezésének mérlegelésekor sok vállalat kedvezően fog kinézni a mobilhálózat-üzemeltetők számára, mint potenciális szállítók. A vállalatok megbízható partnerként tekintenek az operátorokra a kommunikációban, és már létrejöttek a kereskedelmi kapcsolatok. Az operátorok szakértelemmel rendelkeznek a biztonságos és megbízható mobilhálózatok üzembe helyezéséhez és működtetéséhez. A helyi spektrumlicenc-licenceléstől függően szabályozási követelmény vagy spektrumfeltétel is előfordulhat, amely szerint a vállalatnak egy mobilszolgáltatóval kell együttműködnie a magánhálózati 5G üzembe helyezéséhez.

Egyes hálózati operátorok a privát 5G-hálózatokat a nyilvános mobilhálózatok természetes kiterjesztéseként tekinthetik. Kihasználhatják meglévő hálózati eszközeiket, és hálózati szeleteléssel biztonságosan particionálhatják a vállalati mobilforgalmat a nyilvános hálózatokról. A vállalatok azonban olyan dedikált hálózatot szeretnének, amely lokalizált kapcsolattal és több vezérléssel rendelkezik, mint amennyit ez a megközelítés lehetővé tehet. A nyilvános hálózatok pedig elsősorban a mobil szélessávú piac kiszolgálására épülnek. Kifejezetten erre a célra vannak optimalizálva. A nagyvállalati alkalmazások új és eltérő igényeket támasztanak a hálózaton, ami nem biztosítja a szükséges rugalmasságot. Az iparág egy peremhálózati, vezeték nélküli magánhálózatot vezet be, amely lehetővé teszi az üzemeltetői hálózattal való mély integrációt is. A vállalatoknak ki kell használniuk az 5G rugalmasságát.

Diagram that shows how telcos provide Azure managed-edge networks and applications to global enterprises.

Egy privát 5G-s hálózati megoldás, amelyről az üzemeltetők és a vállalatok magabiztosan érezhetik magukat, három fő attribútumot igényelnek:

  • Felügyelt kapcsolat. Sok vállalat rendelkezik tapasztalattal a Wi-Fi-hálózat és a mobil hozzáférési pontok kezelésével kapcsolatban. Kevesen rendelkeznek tapasztalattal a 4G/5G rádióhálózat tervezésével, a SIM-aktiválással és a teljes körű megoldás üzembe helyezésével kapcsolatban. Ez a helyzet lehetőséget kínál az üzemeltetők számára, hogy felügyelt rádió- és spektrummegoldást hozzanak létre a vállalatok igényeinek megfelelően.

  • Felügyelt szolgáltatások. Az a partner, amely képes a végpontok közötti privát 5G-hálózatok üzembe helyezésére és felügyeletére, valamint alkalmazások fejlesztésére és továbbítására, jelentős értéket ad a vállalat számára. A teljes megoldáskezelés központosított, felhőalapú környezetbe való áthelyezése lehetővé teszi, hogy az operátorok és a felügyelt szolgáltatók teljes körű felügyelt szolgáltatásokat nyújtsanak egyetlen helyről. A felhőalapú architektúrák automatizálásának, biztonságának és méretének kihasználása elengedhetetlen ahhoz, hogy a vállalatok egyértelmű ROI-modellt nyújtsanak a magán 5G-hálózatok bevezetéséhez.

  • Felügyelt alkalmazások. A privát 5G-hálózatok használati esetei ugyanolyan egyediek, mint az általuk kiszolgált vállalkozások. Egy távoli olajfúró platformnak például nem lesz ugyanaz az aggálya, mint egy autógyártónak. E változatos használati esetek kezeléséhez rugalmasságot és egyszerűséget kell biztosítani a peremplatformok és -hálózatok konfigurálásához, üzembe helyezéséhez és felügyeletéhez.

A magán vezeték nélküli hálózatok telepítése és kezelése a kívánt MEC-alkalmazásokkal egyszerűbb mind az üzemeltető, mind a vállalat számára.

Ugrás a második részre: Privát 5G-hálózat létrehozása

Közreműködők

Ezt a cikket a Microsoft tartja karban. Eredetileg a következő közreműködők írták.

Fő szerző:

Egyéb közreműködő:

A nem nyilvános LinkedIn-profilok megtekintéséhez jelentkezzen be a LinkedInbe.

További lépések