Nền tảng mạng lưới MEC 5G

Một nền tảng MEC (Multi-access Edge Computing / Mobile Edge Computing) dựa trên phần cứng máy chủ của GIGABYTE hiệu quả trong việc hỗ trợ thế hệ mới của các dịch vụ 5G như eMBB cho việc truyền nội dung có băng thông cao, URLLC cho lái xe tự động hoặc mMTC cho mạng lưới IoT thông minh của thành phố.

Để nâng cấp hạ tầng đáp ứng yêu cầu về độ trễ và Chất lượng Dịch vụ (QoS) của 5G trong khi giảm chi phí, các nhà điều hành mạng thương mại hoặc riêng tư có thể triển khai một kiến trúc MEC (Multi-access Edge Computing / Mobile Edge Computing) và sử dụng Chức năng Mạng Ảo (NFV) cùng với máy chủ đa dụng để triển khai công nghệ Virtual Evolved Packet Core (vEPC), thay thế phần cứng và phần mềm độc quyền đắt tiền. Sản phẩm máy chủ của GIGABYTE cung cấp một cơ sở phần cứng hiệu quả để triển khai một giải pháp MEC.

Mạng lưới & Ảo hóa Đám mây tại Edge

Một nền tảng máy chủ MEC kết hợp NFV và công nghệ Ảo hóa Đám mây để giảm thiểu yêu cầu băng thông di động. Việc áp dụng một kiến trúc mạng MEC dựa trên các máy chủ GIGABYTE để thay thế phần cứng và phần mềm mạng độc quyền là một cách lý tưởng để giảm chi phí hạ tầng trong khi cho phép các nhà điều hành mạng thành công biến đổi mạng 4G của họ để hỗ trợ công nghệ 5G.

Lái xe tự động
Dữ liệu từ cảm biến của xe và điều kiện giao thông bên ngoài từ đám mây cần được kết hợp và xử lý trong tích tắc rồi truyền trở lại máy tính trên xe để đưa ra quyết định rẽ, phanh, v.v. Không có đủ thời gian để dữ liệu này di chuyển trở lại đám mây trung tâm để được xử lý. Điện toán biên di động có thể xử lý và truyền lại dữ liệu một cách kịp thời.

AR / VR di động
AR & VR yêu cầu khả năng xử lý đồ họa mạnh mẽ mà trước đây dựa vào các máy chủ lưu trữ GPU/điện toán cục bộ được đặt bên cạnh người dùng. 5G và Mobile Edge Computing sẽ cho phép người dùng trải nghiệm AR/VR có độ phân giải cao và độ trễ thấp chỉ bằng cách sử dụng thiết bị hoặc tai nghe di động nhẹ.

Mạng IoT khổng lồ
Băng thông cao và độ trễ thấp của mạng 5G sẽ cho phép tạo ra mạng IoT mMTC (Truyền thông loại máy lớn). Tuy nhiên, lượng dữ liệu khổng lồ này sẽ gây áp lực nặng nề lên khả năng truyền tải mạng nếu nó cần được truyền trở lại đám mây để xử lý. MEC giải quyết vấn đề truyền ngược bằng cách xử lý và truyền lại dữ liệu ở biên mạng.

Thách thức của việc triển khai 5G

Thế hệ kế tiếp của công nghệ viễn thông di động đang trên hiển hiện dần và hứa hẹn mang lại một loạt các dịch vụ và khả năng mới như Enhanced Mobile Broadband (eMBB), Ultra Reliable Low-Latency Communications (URLLC) và Massive Machine-Type Communications (mMTC). Một dải tần số radio mới giữa 30 - 300GHz đã được mở ra để sử dụng, và một tiêu chuẩn viễn thông mới cho 5G đã được định nghĩa bao gồm tốc độ mạng, độ trễ, số lượng thiết bị có thể được kết nối, QoS và các điều kiện khác.

Tuy nhiên, việc kích hoạt các công nghệ 5G không chỉ đòi hỏi một việc nâng cấp đơn giản của Thiết bị Người Dùng (UE) với một bộ điều chế 5G và thiết bị mạng truy cập radio (RAN) phía trước. Để đáp ứng các thông số kỹ thuật của 5G như tốc độ, độ trễ từ đầu đến cuối và QoS, các nhà điều hành mạng sẽ cần nâng cấp toàn bộ mạng lưới từ trước đến sau. Việc nâng cấp hạ tầng mạng lưới này để kích hoạt dịch vụ 5G kỹ thuật phức tạp có thể rất đắt đỏ. Ngoài chi phí mua băng tần, chi phí đầu tư hạ tầng sẽ rất lớn: số lượng trạm cơ sở cần thiết cho triển khai sẽ là bốn lần so với quá khứ, và chi phí xây dựng sẽ cao gấp 10 đến 20 lần so với thời kỳ 4G.

Giải pháp: Nền tảng Máy chủ MEC của GIGABYTE

Giảm chi phí hạ tầng CAPEX và OPEX

Quy mô thị trường của trang bị máy chủ đa dụng lớn hơn nhiều so với trang bị viễn thông chuyên dụng. Do đó, chi phí mua ban đầu sẽ thấp hơn và tỷ lệ hiệu suất/giá sẽ cao hơn. Một nền tảng MEC có thể giúp giảm Chi phí Mua hàng (CAPEX) cho việc xây dựng một mạng 5G để phù hợp hơn với mong đợi của thị trường.

Sử dụng một kiến trúc mạng MEC, liên kết dữ liệu lên/xuống giữa trạm cơ sở và mạng lõi sẽ không còn cần thiết để hỗ trợ một lượng lớn lưu lượng IP cục bộ như vậy. Do đó, có thể chuyển đổi các đường truyền riêng hoặc thuê sợi quang tối sang các liên kết truy cập internet chung, từ đó giúp giảm chi phí hoạt động cạnh tranh (OPEX) hơn.

Chất lượng dịch vụ tốt hơn

Một máy chủ MEC có tính năng chức năng Mạng lõi Tiến hóa Ảo (vEPC) cho phép UE thay đổi tín hiệu giữa các trạm cơ sở mà không cần quay lại mạng lõi để hoàn thành việc chuyển giao giữa các trạm cơ sở. Chỉ sau khi chuyển giao thành công, thông tin cần thiết mới được trả về Mạng lõi EPC. Điều này có thể cải thiện chất lượng dịch vụ mạng 5G, đặc biệt là khi người dùng đang di chuyển với tốc độ cao.

Độ đáng tin cậy cao

Một máy chủ MEC cung cấp tính dự phòng ở mức hạ tầng với NFVI mà không phụ thuộc vào các mô-đun vật lý. Tính trừu tượng của tài nguyên ảo hóa đám mây đảm bảo các chức năng mạng ảo (VNF) đang chạy trên đó sẽ không bị ảnh hưởng bởi các gián đoạn dịch vụ do lỗi máy chủ vật lý hoặc lỗi kết nối mạng. Ví dụ, các thực thể mạng chính của EPC như các VM Quản lý Di Động (MME) có thể chạy nhiều bản sao, với công nghệ chờ đợi nóng cung cấp sao lưu N+1 cho nhau. Nếu VM chính gặp sự cố, VM chờ đợi có thể tiếp quản trong một phần của một giây mà không làm người dùng cảm thấy dịch vụ EPC đã bị gián đoạn tạm thời.

Dễ bảo trì mạng

Tiêu chuẩn 5G bao gồm các thông số kỹ thuật cho một mạng IoT không dây (mMTC: Massive Machine-Type Communications) - gây gánh nặng lớn cho Mạng lõi gói Tiến hóa (EPC) của một mạng lưới về tỷ lệ hệ thống và khả năng mở rộng. Nền tảng MEC có thể hình thành một chính sách QoS thông qua thực thể mạng Chức năng Quy tắc và Tính cước (PCRF). Bộ điều khiển Mạng được xác định bằng phần mềm (SDN) sẽ chuyển đổi chính sách này thành một bộ quy tắc, sẽ được xuất bản thành cấu trúc liên kết của bộ chuyển mạch để nhóm lưu lượng truy cập và sẽ sử dụng phương thức Mạng cục bộ ảo (VLAN) để quản lý hoạt động.

Khả năng mở rộng cao

Công nghệ ảo hóa cho phép máy chủ MEC tăng hoặc giảm mức sử dụng tài nguyên một cách linh hoạt theo nhu cầu, nhằm sử dụng hiệu quả tổng tài nguyên. Và ngoài các khía cạnh nêu trên trong việc cung cấp tính năng bảo vệ dự phòng trong NFVI, tài nguyên ảo và VNF có thể được quản lý linh hoạt, bao gồm việc bổ sung và loại bỏ máy ảo, đảm bảo rằng mọi vEPC đang chạy đều có thể duy trì cấu hình và hoạt động phù hợp.

Giá trị cốt lõi của MEC

Nền tảng MEC có thể hỗ trợ cấu hình không đồng nhất của 5G RAN cực kỳ dày đặc với nhiều dịch vụ dọc khác nhau, đóng vai trò là điểm xâm nhập từ RAN đến mạng lõi cũng như thực hiện chức năng Mạng tự tổ chức (SON) cho RAN và lưu lượng truy cập cục bộ đột phá để giảm tải lưu lượng truy cập vào mạng lõi. Nó được thiết kế để giảm thiểu độ trễ từ đầu đến cuối, thực hiện đàm phán/quản lý QoS với RAN và mạng lõi dựa trên Mạng được xác định bằng phần mềm (SDN) / NFV, đồng thời quản lý một số chức năng RAN ảo hóa.

Do khả năng triển khai nhanh chóng của điện toán đám mây/ảo hóa, thời gian thiết lập/cấu hình thực thể mạng cho mạng lõi có thể được rút ngắn đáng kể khi sử dụng nền tảng MEC. Các thiết bị ảo hóa cũng có thể dễ dàng mở rộng quy mô theo nhu cầu bổ sung và cập nhật động và từ xa, đảm bảo giảm đáng kể gánh nặng bảo trì hệ thống. Hơn nữa, khả năng cân bằng tải của điện toán đám mây còn cải thiện hơn nữa QoS. Ngoài khả năng di chuyển và tái tạo của Máy ảo (VM), tính năng dự phòng nóng (ngoài VM chính, một dự phòng dự phòng cũng sẽ có sẵn để đảm nhận) đảm bảo độ tin cậy của mạng ở mức cao.

Các tính năng của Nền tảng MEC

1. Các Chức năng NFV Dựa trên Hypervisor và Container

Một nền tảng MEC có thể hỗ trợ cả các giải pháp NFV dựa trên OpenStack (OPNFV) và Kubernetes NFV Infrastructure (NFVI), cung cấp một giao diện quản lý thống nhất cho dịch vụ ứng dụng máy ảo và container, và cung cấp dịch vụ ứng dụng để triển khai dễ dàng và nhanh chóng.

2. Dịch vụ/Phân mảnh Lưu lượng

Là một cổng SAE (System Architecture Evolution), MEC cung cấp sự đánh giá động và có thể hỗ trợ các kịch bản sử dụng sau:

Chức năng phân mảnh lưu lượng cho tên điểm truy cập (APN) cụ thể

Nếu người dùng sử dụng dịch vụ MEC, gói tin sẽ được điều hướng đến nền tảng NFV của MEC.

Nếu người dùng không sử dụng dịch vụ MEC, gói tin sẽ được điều hướng đến Cổng Mạng Dữ Liệu Gói Tin (P-GW) và kết nối với Internet thông qua mạng lõi của nhà cung cấp.

3. Chuyển hướng dịch vụ liền mạch

Chuyển hướng dịch vụ liền mạch có thể làm việc với các nền tảng đám mây khác nhau như AWS, Google Cloud v.v. để đáp ứng các yêu cầu về độ trễ thấp của các dịch vụ ứng dụng 5G. Dịch vụ ứng dụng có thể chạy một cách liền mạch trên nền tảng MEC, và ứng dụng của người dùng có thể kết nối với dịch vụ ứng dụng của nền tảng MEC mà không cần sửa đổi nào.

4. Khởi động dịch vụ đúng thời điểm

MEC là một nền tảng đám mây phân tán với tài nguyên hệ thống giới hạn, so với một trung tâm dữ liệu đám mây truyền thống. Do đó, để tận dụng hiệu quả hơn các tài nguyên giới hạn này, MEC có công nghệ Khởi Động Dịch vụ Đúng Thời Điểm, để dịch vụ ứng dụng có thể bắt đầu động khi cần và tắt khi không sử dụng, giảm thiểu sự trống rỗng của tài nguyên. Một dịch vụ ứng dụng được đóng gói có thể được khởi chạy động trong vòng 1 giây.

Máy chủ GIGABYTE là nền tảng phần cứng của nền tảng MEC

Nền tảng MEC GIGABYTE cung cấp một loạt các giải pháp máy chủ lý tưởng để được sử dụng làm nền tảng MEC. Những giải pháp này bao gồm từ các nền tảng máy chủ cạnh nhỏ như loạt H242 Series có thể triển khai tại các trụ cột trạm cơ sở, đến các nền tảng máy chủ lớn và mạnh mẽ hơn như loạt G291-Series (G291-280 / G291-Z20) hoặc G591-HS0 có tính năng tăng tốc GPU để sử dụng cho các ứng dụng thực tế ảo / thực tế ảo hoặc trò chơi di động có thể triển khai tại các trung tâm dữ liệu cạnh nhau được tổng hợp.

Nhờ vào khả năng linh hoạt và tính năng tiên tiến của nền tảng MEC, các nhà cung cấp dịch vụ mạng có thể triển khai và vận hành mạng 5G hiệu quả hơn, giảm chi phí hạ tầng và cung cấp các dịch vụ cao cấp cho người dùng cuối.