Was ist ein 5G-Kern-Netzwerk (5GC)?
Der Kern ist das Herz des Mobilfunknetzes eines Kommunikationsdienstleisters und übernimmt wesentliche Funktionen für die Konnektivität und Verwaltung. Ein 5G-Kern unterscheidet sich von herkömmlichen Netzwerk-Kern-Bereitstellungen durch die Nutzung wichtiger cloudnativer Innovationen wie Virtualisierung, Containerisierung und Microservices. Gleichzeitig ermöglicht er eine leistungsstarke 5G-Konnektivität.
Zu den wichtigsten Funktionen eines 5GC-Netzwerks gehören:
- Network Slicing: Die Schichtung mehrerer virtueller Netzwerke auf eine gemeinsam genutzte physische Netzwerkinfrastruktur.
- Steuerungsebene: Regeln und Richtlinien, die das Netzwerkverhalten bestimmen, einschließlich der Weiterleitung von Datenpaketen.
- Netzwerkübergreifende API-Integration: Ermöglicht es Anwendungen, die in einem Netzwerk verwaltet werden, auf Daten in einem anderen Netzwerk zuzugreifen oder sie zu ändern.
- Benutzer- oder SIM-Authentifizierung: Überprüfen, ob der Benutzer, der auf das Netzwerk zugreift, dies tun darf.
4G-LTE-Kernnetzwerke der vorherigen Generation erreichen eine theoretische Datenrate von bis zu 100 Mbit/s. Im Vergleich dazu können 5GC-Netzwerke eine theoretische Datenrate von bis zu 20 Gbit/s erreichen. Diese Netzwerkgeschwindigkeiten in Kombination mit der cloudnativen Flexibilität werden ein neues Zeitalter der Konnektivität einläuten und fortschrittliche Anwendungsfälle wie autonomes Fahren und intelligente Städte fördern.
Die Vorteile eines 5G-Netzwerk-Kerns
Neben Paradigmenwechseln bei kommerziellen sowie Unternehmens- und Endbenutzeranwendungen bietet 5GC auch CoSPs mit wesentlichen Vorteilen, die sich direkt auf das Wettbewerbsniveau auswirken.
- Leistung: 5GC sorgt für ein schnelles Mobilfunknetz. Außerdem wird der Datendurchsatz für Control Plane Functions (CPF) und User Plane Functions (UPF) neue Höhen erreichen. Beispielsweise erreichte Samsung einen UPF-Datendurchsatz von bis zu 1 Tbit/s.
- Effizienz: CoSPs können die Energieeffizienz verbessern, um Betriebsausgaben zu reduzieren und Nachhaltigkeitsziele zu erreichen. Funktionen wie die dynamische Energieabstimmung können die Einschaltzyklen anpassen, um vorhersehbare Anforderungen an das Netzwerk zu erfüllen. Zum Beispiel reduzierte SK Telecom den Energieverbrauch während der Stoßzeiten um 30 %.
- Flexibilität: In älteren Bereitstellungen waren Dienste an Hardware mit fester Funktion gebunden, und neue Dienste erforderten infrastrukturelle Änderungen, die sich nur langsam bereitstellen ließen. Mit 5GC werden neue Funktionen oder Dienste von der zugrunde liegenden Hardware disaggregiert und schnell mit Cloud-Tools wie Containern und Kubernetes bereitgestellt.
- Ausfallsicherheit: Containerbasierte Dienste enthalten alles, was sie für den Betrieb benötigen. Sie reduzieren Abhängigkeiten und fördern gleichzeitig Isolation und Fehlertoleranz im gesamten Netzwerk.
Planen Sie Ihre 5GC-Netzwerkbereitstellung
Die Transformation von 4G-LTE zu 5G erfordert strategische Überlegungen, die zwischen CoSPs und ihren Technologieanbietern getroffen werden, um das Ausmaß zu berücksichtigen, in dem sie neue Technologien mit vorhandenen Investitionen integrieren. CoSPs können Virtualisierungstechnologien über die vorhandene 4G-LTE-Infrastruktur legen, um Netzwerkfunktionen in Einklang mit der Definition eines 5GC-Netzwerks zu bringen. Diese Art der Bereitstellung wird als nicht-eigenständiger Kern (NSA) bezeichnet.
Wählen Sie einen Ansatz: Eigenständiger Kern oder nicht-eigenständiger Kern
NSA-Implementierungen erleichtern den Übergang zu 5GC, werden aber letztlich durch die Latenz und Funktionalität der installierten 4G-LTE-Basis begrenzt. Umgekehrt erfordert ein eigenständiger 5G-Kern (SA) eine wirklich cloudnative Hardware und Software mit dezentralen Funktionen, servicebasierter Architektur und Prozessoren der neuesten Generation, um 5G-Geschwindigkeiten zu liefern. Anwendungsfälle, die geschäftskritische Latenz mit hoher Gerätedichte erfordern – wie intelligente Städte und intelligente Fabriken – benötigen einen 5G-SA-Kern.
Laden Sie diese IDC-Umfrage herunter, um mehr über die CoSP-Perspektiven zum 5G-SA-Kern und zum aktuellen Stand der Branche zu erfahren.
Nutzen Sie die bewährte Intel® 5GC-Roadmap und das Produktportfolio
Seit über einem Jahrzehnt ist Intel führend bei der Virtualisierung des Kerns. Jetzt arbeiten wir mit dem breiteren Technologieumfeld zusammen, um CoSPs beim erfolgreichen Übergang zu einem cloudnativen 5G-Kern zu unterstützen.
Rechenleistung: Skalierbare Intel® Xeon® Prozessoren
Die skalierbaren Intel® Xeon® Prozessoren der 4. Generation bieten die außergewöhnliche Leistung und Effizienz, die CoSPs benötigen, um mit bis zu 30 % höherer UPF-Leistung im Vergleich zur vorherigen Generation wettbewerbsfähig zu bleiben.1 Diese neueste Generation verfügt auch über integrierte Intel® Accelerator Engines, die Workload-spezifische Beschleuniger für die anspruchsvollsten Workloads von heute – einschließlich KI, Sicherheit, HPC, Netzwerktechnik, Analysen und Speicher – umfassen.
Sicherheit: Integrierte 5G-Kern-Netzwerksicherheitsfunktionen
Die cloudnative Architektur macht den 5G-SA-Kern unglaublich flexibel, bringt aber auch Sicherheitsherausforderungen mit sich. Die stark verteilte, servicebasierte Architektur und die Einbeziehung webbasierter APIs können die gesamte Angriffsfläche eines Netzwerks erhöhen.
Die Intel® QuickAssist Technology (Intel® QAT), ein integrierter Workload-Beschleuniger in den skalierbaren Intel® Xeon® Prozessoren der 4. Generation, lagert Verschlüsselungs- und Komprimierungs-Workloads aus, um wertvolle CPU-Zyklen für andere wichtige Aufgaben freizugeben. Andere integrierte Sicherheitsfunktionen wie Intel® Software Guard Extensions (Intel® SGX) ermöglichen vertrauenswürdige Ausführungsumgebungen für Microservices und Workloads während der Übertragung. So können CoSPs die Sicherheit von Edge-to-Core-Workloads erleichtern. Erfahren Sie, wie Intel und Fortanix mit Intel® SGX zur Sicherung der 5GC-Kommunikation beitragen.
Optimierung: Intel® Infrastructure Power Manager
Mit dem Intel® Infrastructure Power Manager für 5GC-Referenzsoftware können CoSPs die Telemetriefunktionen der skalierbaren Intel® Xeon® Prozessorreihe nutzen. Die Software gleicht den Energieverbrauch des Laufzeitservers in Echtzeit mit dem Datenverkehr im 5GC-Netzwerk ab und nutzt integrierte Funktionen wie den Schlafzuständen und die Intel® Speed Select Technology (Intel® SST), die die Leistung pro Watt um bis zu 93 % verbessern.2
Viele dieser Energieverwaltungs-Hooks sind heute mit Intel® Xeon® „N“-SKUs verfügbar, mit weiteren Optimierungen und Energiebefehlen auf Workload-Ebene bei zukünftigen Generationen.
Konnektivität: Intel® Ethernet-Netzwerkadapter der Produktreihe 800
Netzwerkadapter der Intel® Ethernet Produktreihe 800 ermöglichen Geschwindigkeiten von bis zu 100 GbE und bieten Paketverarbeitungs-Optimierungen sowie eine vollständig programmierbare Pipeline, um CoSPs dabei zu helfen, die Latenz und den Durchsatz in ihren Netzwerk-Kernen zu verbessern. Diese Adapter bieten flexible Port-Konfigurationen und unterstützen Dynamic Device Personalization (DDP), um intelligent zu priorisieren, welche Pakete zur sofortigen Verarbeitung an die CPU gesendet werden.
Ermöglichen Sie eine reibungslose Netzwerktransformation mit dem Intel® 5GC-Stack
Die Führungsposition von Intel erstreckt sich auch auf Software- und Referenzarchitekturen, die die Effizienz von Netzwerkbetreibern verbessern und ein qualitativ hochwertiges Endbenutzererlebnis gewährleisten.
Software: Der Intel 5G-Kern-Stack
Intel verwendet einen 5G-Kern-bereiten Softwarestapel für interne Tests, der Benchmarking, Leistung und Optimierung umfasst. Diese Plattform sorgt dafür, dass CoSPs, TEM-Lösungen und Software-Anbieter auf maximale Leistung und Effizienz abgestimmt sind. Der Stack sorgt auch dafür, dass die Netzwerkservice-Orchestrierungs- und Sicherungsfunktionen für den Übergang zum 5G-SA-Kern geeignet sind, was eine einfache Bereitstellung ermöglicht.
Design und Bereitstellung: 5G-Kern-Referenzkonfigurationen
Die Ingenieure von Intel bringen tiefes Fachwissen in die untergeordneten Plattformkonfigurationen ein, von der Communication-as-a-Service-Ebene (CaaS) bis hin zur Hardware. Durch die Bereitstellung verifizierter Referenzkonfigurationen (VRCs) stellt Intel sicher, dass verschiedene Bausteine von mehreren Anbietern aufeinander abgestimmt sind. Zu diesen Bausteinen gehören ein Data Plane Development Kit (DPDK), ein Linux-Kernel sowie optimierte BIOS- und Firmware-Konfigurationen für verschiedene OEM-Plattformen.
Dieser Aufwand sorgt für die Interoperabilität zwischen Betriebssystemanbietern und Geräteherstellern sowie für die Abstimmung kritischer 5G-Kernanwendungen mit vorab verifizierten Konfigurationen. Infolgedessen können CoSPs Monate an Design- und Testzeit sparen und die Bereitstellung neuer Prozessor- und Plattformtechnologien beschleunigen.
In diesem Interview erfahren Sie, wie Intel der BT Group geholfen hat, Herausforderungen bei der Einrichtung einer gemeinsamen Plattform für die 5G-Netzwerktransformation zu meistern.
Erreichen Sie unübertroffene Funktionen für einen cloudnativen eigenständigen 5G-Kern
Mit Intel stellt das Technologieumfeld im Bereich Telekommunikation cloudnative 5G-SA-Kerne mit herausragender Leistung, optimierter Energieverwaltung und automatisierter Servicesicherung bereit. Und mit einem Kollektiv von mehr als 500 Intel® Network Builders arbeiten wir mit TEMs, ISVs, OSVs und CoSPs, um die Vorteile von Netzwerkflexibilität, Agilität, Servicesicherung und der Skalierung virtualisierter Funktionen und cloudnativer Plattformen für den Kommunikationsraum zu nutzen.