5G 需要建構模塊硬體和開放原始碼軟體

April 14, 2017 Majeed Ahmad, Contributing Editor, Embedded Computing Design

轉移至 5G 將會使網路功能邁開一大步,而且也將顛覆原有的電信設計。

5G 最大的一項創新就是能進步到在網路中的任何一處動態佈建服務。 這跟傳統電信設計中固定功能的硬體是在特定位置提供特定服務的方式可說是天差地遠。

網路功能虛擬化 (NFV) 和軟體定義網路 (SDN) 技術將能使我們前進到隨時隨地提供服務。 SDN 和 NFV 能把建構模塊方法實質帶入網路硬體中,讓 5G 網路能在市售的伺服器上執行。

邁向 5G 的 M-CORD 之路

實現這種彈性架構的其中一個重要嘗試就是「中央辦公室重新架構為資料中心」(CORD) 計劃。 CORD 能將雲端、NFV 及 SDN 技術結合起來,打造出一個能迅捷交付新服務的網路雲端。

CORD 是 Linux 基金會 (The Linux Foundation) 所主辦的獨立資助專案,能對住宅、企業及行動市場發揮多種功用。 行動 CORD (簡稱 M-CORD) 在行動空間中能透過三個關鍵元素來支援 5G:

  • 行動邊緣服務
  • 虛擬化無線電存取網路 (RAN)
  • 虛擬化演進封包核心 (EPC)

M-CORD 的主要功用是分散 5G 流量,使其能在市售的硬體平台上執行。 這種作法能讓無線電信業者使用經過工作負載最佳化的伺服器來建立虛擬化網路。 如此一來,無線電信營運商就能建立新的 5G 服務,然後透過自動化服務佈建作業即可輕鬆控制並維護這些服務。

M-CORD 的示範證明所言不假

5G 標準雖然尚未具體明定,但是看好它在商用伺服器上能開創商機,現在設計工作已經開始著手進行。 個案例證:Radisys 是一家擁有 CORD 技術認證的系統整合商,最近曾以自家 DCEngine* 平台為基礎示範過 M-CORD 系統。

如圖 1 所示,DCEngine 是電信業等級 16U 機架規模的開放式平台。 DCEngine 架構的靈感源自於以 OPC 的 CG-OpenRack-19 規格為基礎的開放運算專案 (Open Computing Project,OPC) 工作。

圖 1. DCEngine 能將採用 Intel 架構的伺服器與開放原始碼軟體互相整合。

DCEngine 會在以 CORD 為基礎的開放原始碼軟體堆疊上執行,因此可以略過軟體整合的需求。 如此一來無線電信營運商就能快速建立新服務,不必額外把錢投資於硬體上。

DCEngine 的運算模組 (如圖 2 所示) 搭載 Intel® Xeon® E5-2600 v4 處理器,能滿足 SDN 與 NFV 應用程式的需求。 同樣地,其儲存模組標榜能容納多部高容量儲存裝置,有助執行內容密集的服務與網路分析作業。

圖 2. DCEngine 運算模組中所包含的 Intel 伺服器主機板會透過 Intel 82599EB 10 Gigabit 乙太網路控制器連線至網路。

全新處理典範

從單一用途機盒轉移到虛擬化功能,與從網路處理器轉移到一般用途處理器有著密切關係。 一般用途處理器與那些嵌入路由器表格等功能的專門網路處理器不同,它能提供更好的彈性並讓電信服務供應商做更多事。

無線電信業者若使用像是 Intel® Xeon® 處理器的一般用途處理器,就能保證未來工作負載,因而保障早期為實現 5G 服務而實施的創新策略。 一般用途處理器也能將硬體從軟體中分離出來,以便提供將雲端功能放在網路任一處的靈活性。

轉移到 5G 能帶來無窮無盡的結果。 電信產業一直到最近都還在使用來自多家廠商不同功能且控制介面各異的專用獨立處理系統。 例如,如果無線電信業者想要發表 voice-over-LTE (VoLTE) 等新功能,電信營運商就必須特地為 VoLTE 服務加增處理資源。

NFV 卻是採取截然不同的作法。 當 VoLTE 這種新的使用案例變得普遍,無線服務供應商不需要發行新的硬體, 他們只需要建立新的虛擬機器 (VM) 來併入新功能即可。

保障 5G

現在 5G 之路已經越來越明確,在這個重要關頭,無線設備製造商及服務供應商紛紛開始支持以 SDN 與 NFV 技術所建置的軟體架構。

一方面能幫助快速建立創新的 5G 服務,不必等待特定用途的硬體上市, 另一方面還能降低 5G 特定用途硬體的連帶成本。

不過更重要的是,當 5G 標準在接下來幾年逐漸成形時,您的網路投資能獲得保障。

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