Skapa ett privat 5G-nätverk

  • Artikel

Den här artikeln är den andra av två artiklar om distribution av privata 5G-nätverk.

Gå till den första artikeln

Det finns fyra viktiga komponenter i ett privat 5G-nätverk: den lokala radion och nätverksfunktionerna, edge-beräkningsplattformen, programmets ekosystem och molnet. Privata 5G-nätverkslösningar är ofta byggda som en samling löst integrerade komponenter. Den här metoden för lös integrering kan vara meningsfull när det gäller fysiska och organisatoriska avgränsningspunkter, men den har nackdelar. Följande problem är inbyggda i den här metoden:

  • Svårt att distribuera
  • Svårt att hantera
  • Dyrt att skala
  • Ej säker

Microsoft erbjuder en annan metod för att hjälpa operatörerna att dra nytta av möjligheten att tillhandahålla privata 5G till företag. Den här molnhanterade privata 5G-nätverkslösningen har molnbaserad mobil kärnteknik, avancerad gränsberäkning och ett flexibelt val av radio- och programpartner. Lösningen är utformad för att levereras och hanteras av operatörer. Det är lämpligt för olika bransch vertikaler. Microsoft-metoden för privata 5G-nätverk ger fördelar för både operatörer och företag samt ett urval av plattformar och program.

Azure private multiaccess edge compute är en lösning för att integrera kantberäkning, nätverk och program på en rad olika gränsplattformar. Den är utformad för att hjälpa operatörer och partner att leverera högpresterande MEC-lösningar till företag.

Diagram that shows the Azure private multiaccess edge compute stack.

Azure Stack-plattform för gränsen

Privat beräkning med flera åtkomstkanter kan distribueras på flera plattformar som drivs av Azure Stack-lösningar . Azure Stack-lösningar utökar Azure-tjänster och -funktioner till olika miljöer, från datacentret till gränsplatser och fjärranslutna kontor. Företag kan använda Azure Stack för att skapa, distribuera och köra hybrid- och gränsberäkningsappar konsekvent i IT-ekosystem.

Azure Stack Edge är en Azure-hanterad gränsinstallation som för in Azures beräkning, lagring och intelligens i företagsmiljön. Som en del av den privata beräkningslösningen för flera åtkomstpunkter tillhandahåller Azure Stack Edge en enda punkt för bearbetning av mobilnätverksdata vid gränsen. Det möjliggör lokal, intelligent utbrytning av databehandling för snabbare bearbetning och lägre bandbreddsförbrukning.

Azure Private 5G Core

Den sista komponenten i Microsoft-arkitekturen för privata 5G-nätverk är 4G/5G-mobilkärnan, som distribueras som en fristående 5G-kärna med en valfri 4G-samverkansfunktion för att aktivera stöd för 4G LTE RAN. Privat 5G Core är en helt virtualiserad, molnbaserad lösning som innehåller standardfunktioner för 5G-kärnnätverk.

Diagram that shows the key components of Private 5G Core.

Azure automatiserar distributionen och konfigurationen av Private 5G Core på Azure Stack Edge. För att distribuera och uppdatera nätverkskonfigurationen kan nätverksoperatören använda något av eller alla dessa verktyg:

  • Webb-GUI för Azure-portalen
  • Rest-API:et för Azure Resource Manager
  • Distributionsmallar (ARM-mallar och/eller Terraform)

Operatorer kan använda deklarativ syntax i JSON- eller Bicep-standarddataformat för att konfigurera kärnan. Detta möjliggör integrering med CI/CD-pipelines som Azure DevOps eller GitHub Actions för repeterbara distributioner och uppdateringar på flera nätverksplatser.

Operatörer behöver inte distribuera 5G för att dra nytta av ett molnaktiverat privat 5G-nätverk. Företagskunder och operatörer kan distribuera ett privat 5G-nätverk i en 4G-only- eller 5G-miljö eller hybrid-4G/5G-miljö. Privat 5G Core stöder övergången från 4G till ett fristående 5G-nätverk, så att företag kan börja med en 4G-implementering och senare migrera till 5G eller distribuera en privat hybridlösning på 4G/5G.

Azure-orkestrering för gränsarbetsbelastningar

Azure har flera verktyg för registrering av gränsprogram och nätverksfunktioner. Microsofts privata 5G-lösning använder Azure Arc och Azure Network Function Manager.

Azure Arc kan förenkla komplexa infrastrukturer som distribueras i lokala miljöer, gränsmiljöer och miljöer med flera moln och utöka Azure-hanteringen till dessa miljöer.

För nätverksfunktionsarbetsbelastningar är Network Function Manager en molnbaserad orkestreringstjänst som kunder kan använda för att distribuera och etablera nätverksfunktioner på Azure Stack-plattformar. Azure Stack Edge Pro-plattformen stöder Network Function Manager och har en inbyggd GPU. När det används med Azure Stack Edge tillhandahåller Network Function Manager distribution, etablering och molnbaserad hantering av nätverksfunktioner eller appar som körs på den privata gränsen direkt från Azure-portalen. Det är en hanterad tjänst, så en Azure-hanterad tjänstleverantör hanterar uppdateringar, livscykelhantering och stöd för nätverksfunktioner och program på gränsenheten. Plattformen stöder virtuella datorer och containerbaserade arbetsbelastningar och en eller två GPU:er för acceleration.

Egenskaper för Azure-lösningen

Den här lösningen minskar avsevärt den totala ägandekostnaden för att driva ett privat mobilnät. Följande attribut bidrar till att minska kostnaderna:

Telco private 5G network-as-a-service

Med Azure kan operatörer distribuera en komplett CBRS/4G/5G-mobil kärna som en tjänst. Den privata 5G-metoden network-as-a-service ändrar hur privata 5G-nätverk distribueras och hanteras. Det ger operatörerna större flexibilitet och gör det möjligt för dem att tillhandahålla de mobila kärnfunktionerna som en värdbaserad och hanterad tjänst.

Lösningen kan integreras med en mängd olika system för radioåtkomstnätverk (RAN) och sim-system (subscriber identity management) via Microsofts partnerekosystem. Förutom integrering med andra program i Azure, till exempel Azure Machine Learning och Azure IoT Hub, har lösningen inbyggda funktioner som företag behöver för tjänstintegreringar. Dessa funktioner medför vanligtvis separata kostnader och beräkningar och kräver komplexa åtgärder, men dessa funktioner ingår som en del av den här lösningen. Ingen ytterligare maskinvara krävs. Lösningen tillhandahåller även integrerad lokal princip för att möjliggöra differentierad trafikbehandling baserat på SIM-principer som konfigurerats i Azure-molnet och synkroniserats med Azure Private 5G Core.

Molnbaserad lösning

Eftersom den använder både Azure-molnet och Azure Stack Edge ger den här lösningsarkitekturen fördelarna med molnekonomi och en modell för användningsbaserad användning. Kunder kan storleksanpassa och distribuera lösningen för sina aktuella arbetsbelastningar och undvika risken för att underskatta eller överskatta resurskraven. Azure-molnet ger också inbyggd förbättrad säkerhet och sekretessefterlevnad. Kunder kan distribuera lösningen på ett säkert sätt i vertikaler som kräver strikt datasekretess, till exempel sjukvård, myndigheter, allmän säkerhet och försvar. När du distribuerar en gränsbaserad lösning som använder Azure Stack Edge får du anslutningstjänster och möjlighet att distribuera edge-program. Den här kombinationen hjälper kunder att distribuera gränsprogram som kräver bearbetning med låg latens och kantberäkning.

Molnhantering, automatisering och observerbarhet

Lösningen hanteras via fjärranslutning via Azure-molnet. Det är en lösning för flera innehavare som ger rollbaserad åtkomstkontroll till nätverksadministratörer, så att de kan visa, hantera och kontrollera privata 5G-nätverk och SIM:er. Molnhantering ger kostnadsbesparingar av flera orsaker:

  • Lösningen kan hanteras utan att tekniker eller agenter behöver skickas till en plats.
  • Molnhantering eliminerar behovet av ytterligare ett lokalt driftstödsystem (OSS).
  • Exponerade norrgående API:er kan enkelt integreras med befintliga SIM- och OSS/BSS-lösningar (affärssupportsystem).

Automation ger en bättre användarupplevelse och förenklar distributionen. Automation kan minska distributionen av lösningar från veckor till timmar, oavsett om distributionen hanteras av operatören, en leverantör av hanterade tjänster (MSP) eller en partner. Utan automatisering är den skala som krävs för att distribuera en lösning till tusentals företag och konsumenter ouppnåelig. Azure Automation tillhandahåller molnbaserad automatisering, uppdateringar av operativsystem och en konfigurationstjänst som stöder konsekvent hantering i Azure- och icke-Azure-miljöer. Den omfattar processautomatisering, konfigurationshantering, uppdateringshantering, delade funktioner och heterogena funktioner.

Diagram that describes Azure Monitor.

Metoden med en enda fönsterruta gör inte bara det möjligt för operatörer att distribuera tjänsten. Den instansierar också snabbt den privata 5G-nätverkstjänsten i stor skala för sina företag. Portalen kan sedan användas för fullständig servicesäkerhet och automatisering, inklusive konfiguration, fel och prestandahantering.

Azure Private 5G Core och Azure Stack Edge rapporterar mått och larm till Azure Monitor för att tillhandahålla nätverksinsikter. Operatörer kan använda dessa insikter för automatisering med sluten loop och för att tillhandahålla servicesäkerhet till kunder. Utöver nätverksinsikter kan dessa data ge företagskunder användbar business intelligence och nätverksgenerering.

Integrering med Azure-tjänster

Den här lösningen möjliggör ett ekosystem med program för operatörer och företagskunder. Dessa program omfattar business intelligence- och analysprogram samt AI- och maskininlärningsprogram från Microsoft och andra. Azure private multiaccess edge compute kombinerar Private 5G Core och den Azure-hanterade edge-beräkningsmiljön i en enda arkitektur. Den här samlokaliseringen gör det möjligt för företag att flytta data in och ut ur sina mobila nätverk för bearbetning och välja vilka data som ska bearbetas på plats och vilka som ska skickas till molnet.

Diagram that shows some of the integrated applications.

MEC för nätverk och program

En operatör måste tillhandahålla både den lokala radioinfrastrukturen och den hanterade beräkningen för en privat 5G-nätverkstjänst. En molnbaserad databehandlingskomponent krävs också för bearbetning av molntjänster och program. En lösning är en delad kant där både mobilnätverksfunktionerna och lokala gränsprogram körs sida vid sida. De körs i ett vanligt säkerhetsramverk med noll förtroende som tillhandahålls av Azure Stack Edge. Den här metoden ger sömlös integrering mellan 5G-nätverket, gränsberäkning och molnet och minskar CapEx och OpEx avsevärt.

Alternativa lösningar omfattar att dela upp beräkningsfunktionerna i två uppsättningar: en som hanteras av operatorn och den andra av företaget eller en annan hanterad tjänstleverantör. I den här metoden delar lösningsarkitekturen upp hanteringen, men företag drar nytta av att använda Azure som det gemensamma hanteringsskiktet för både nätverk och program.

Tänk dig till exempel ett scenario där företagskund är en detaljhandelskedja med hundratals butiker. Företaget kan välja att integrera en utvald uppsättning moderna anslutna program med det privata 5G-nätverket på en enda beräkningsplattform som hanteras av operatören. Eller så kan företaget använda två olika beräkningsplattformar på varje plats: en för mobilnätverksfunktionerna (hanteras av operatören) och en annan för att köra distribuerade moln- och företagsutvecklade program. Arkitekturen ger flexibilitet för företaget och operatorn.

Telco-upplevelsen

Den här lösningen uppfyller kraven på hög prestanda, hög tillgänglighet och låg latens för telekommunikationsmolntjänster. Den är optimerad för att hjälpa operatörer och MSP:er att hantera och kontrollera privata 5G-nätverkstjänster för sina företagskunder. Genom att hantera infrastrukturkraven för privata 5G-nätverk på en sömlös och mycket skalbar plattform gör lösningen att operatörerna kan fokusera på sina styrkor och föra molnets värde till sina kunder.

Frågor från företagskunder

När företag blir bättre utbildade konsumenter av privata 5G-nätverkstjänster letar de efter specifika funktioner som överensstämmer med deras unika krav och användningsfall. Här är några av de frågor som mobiloperatörer kan förvänta sig att höra från potentiella företagskunder:

Hur integrerade är de mobila kärn- och gränsplattformarna?

Azure private multiaccess edge compute kombinerar Privat 5G Core och gränsberäkningsmiljön i en enda arkitektur. Sömlös integrering mellan kärnan och gränsen ger en försäkran om att den privata nätverkslösningen fungerar som förväntat. Lösningar för flera leverantörer kan leda till långa integreringar och utmaningar när tekniska problem uppstår. Eftersom privata 5G-nätverk kan hantera verksamhetskritiska program är störningar inte acceptabla.

Erbjuder lösningen hantering från slutpunkt till slutpunkt?

Slutpunkt till slutpunkt-hantering måste införliva Azure- och partnertjänster i ett gemensamt hanteringsramverk. Azure tillhandahåller för närvarande konsekvens för gränsplattformen, Kubernetes och Private 5G Core. Vi rekommenderar också att operatörer utvecklar eller integrerar sin order- och tjänsthantering via Azure-API:er för att tillhandahålla automatisering för att förenkla förbrukningen av privata 5G-nätverk.

Är lösningen tillförlitlig?

Azure private multiaccess edge compute har stöd för flera tillförlitlighetsnivåer. Företag förväntar sig hög tillgänglighet för verksamhetskritiska arbetsbelastningar. Azure tillhandahåller distribution med flera noder med lokala AKS-kluster (Azure Kubernetes Service) för att köra privata 5G Core-containrar. Mer information om serviceavtalet för privat 5G Core finns på sidan azure-serviceavtal när produkten har nått allmän tillgänglighet.

Är lösningen enkel, men tillräckligt flexibel för att skalas dynamiskt?

När företag inser fördelarna med att köra program och verksamheter på ett privat 5G-nätverk, kommer nätverksfotavtrycket att expandera till andra affärsområden och andra webbplatser. Operatörerna måste skala dessa lösningar snabbt och kostnadseffektivt. Att ha en molnbaserad mobil kärna ger en betydande fördel i det här scenariot.

Hur säkert är nätverket?

Den effektiva distributionen av Azure Nolltillit säkerhetsmodell i en gemensam arkitektur bidrar till att säkerställa en konsekvent tillämpning av säkerhetsprinciper för både operatörs- och företagsfunktioner. Säkerhetsmodellen är aktiverad för alla Azure-tjänstkomponenter.

Kommer det privata 5G-nätverket att integreras med mina befintliga affärsprogram och stödja mina enheter?

Azure-metoden är att tillhandahålla öppna och standardiserade API:er, SIM-etablering och profilhantering för integrering med företagsprogram och enheter. Azure-samarbeten med de flesta leverantörer av nätverksprogram och enheter kan bidra till en smidig integrering. Eftersom Microsoft äger både molnet och de mobila kärnkomponenterna effektiviseras integreringen med OSS/BSS-system.

Hur kan jag se vad som händer i mitt nätverk?

Med en enhetlig Azure-lösning kan företag och operatörer visa, hantera och övervaka allt från telemetridata till nätverkstrafik med hjälp av ett enda hanteringsverktyg. Gemensam livscykelhantering, säkerhetsprincip och orkestrering ger synlighet från slutpunkt till slutpunkt och kontroll för att hantera tjänsten.

Stöder plattformen tjänstautomatisering och orkestrering?

Containrar och mikrotjänster är byggstenarna för affärsprogram. Möjligheten att automatisera och samordna nya mobila tjänster är avgörande för operatörer och företag när de skapar nya program och tjänster i sina 5G-nätverk. Företag måste också kunna vara värdar för dessa program antingen lokalt eller i molnet. Azure-lösningen tillhandahåller automatisering och orkestrering över alla domäner och nätverksfunktioner: fysisk, virtuell och molnbaserad.

Hur gör jag för att analysera mobilnätverksdata?

Anslut enheter genererar data som kan vara användbara för företag. Med den här lösningen kan företag föra in data i Azure-miljön med förbättrad säkerhet. De kan använda dessa data för AI, maskininlärning och analys, inklusive analys via Business Intelligence-verktyg från Microsoft och andra.

Deltagare

Den här artikeln underhålls av Microsoft. Det har ursprungligen skrivits av följande medarbetare.

Huvudförfattare:

Annan deltagare:

Om du vill se icke-offentliga LinkedIn-profiler loggar du in på LinkedIn.

Nästa steg