Upload
others
View
10
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
Фокус на 5G Решения Cisco для массового Интернета вещей для мобильных операторов
Евгений МитрушинСистемный инженер
2© 2018 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved.
Прогноз до 2020 года
3© 2018 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved.
20 миллиардовподключенных
устройств(среднегодовой темп роста ~20%)
*Gartner,MachinaResearch,CiscoVNI
Возможности роста для операторов
4© 2018 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved.
Подключ авто
Умный город
Бизнес
Здоровье
Комм. услуги
Подключ авто
Умный город
БизнесЗдоровье
Комм. услуги
Мобильный интернет
42%
52%
42%
46% 33%
*CiscoVisualNetworkingIndex:https://www.cisco.com/assets/sol/sp/vni/forecast_highlights_mobile/
Мобильный интернет
СЕГОДНЯ К2020
Обычное подключение устройств
6© 2018 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved.
Мобильнаяопорнаясеть
GERANUTRANEUTRAN
ПриложениеIoTПриложениеIoTПриложениеIoT
Обычное подключение устройств
7© 2018 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved.
Мобильнаяопорнаясеть
GERANUTRANEUTRAN
ПриложениеIoTПриложениеIoTПриложениеIoT
Проблемы«обычного»мобильногосоединения:• Неоптимальноеэнергопотребление:пейджинг,мобильность,малыеданные• Высокаястоимостьустройства• Владелецприложенияпочтиникакнеконтролируетсвоиустройства• Разныеустройстваимеютсовершенноразличныйпрофильтрафика
Требования для разных типов устройств
8© 2018 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved.
Безопасностьинаблюдение
0.5– 8Mbps
Fixed
Low
Connected
Мониторинг
50– 500kbps
Fixed
High
10Years
Логистика
100sofKbps
10– 150Km/h
Low
~3months
Телеметрияиуправление
10sofMbps
10– 150Km/h
Low
Vehicle
Умныегорода
50– 500Kbps
Fixed
Low
10Years
Носимыеустройства
10sofMbps
~5Km/h
Low
~1week
Требования к сети
• Более эффективное/экономное использование электропитания• Адаптированность к передаче малых объемов данных• Различные типы доступа для разных видов устройств• Возможность осуществления контроля над устройствами и
данными владельцем
9© 2018 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved.
Адаптации радио доступаДля обеспечения наиболее оптимального использования ресурсов устройствами, начиная с Release 13 стандартом 3GPP выделяются следующие основные сети доступа для устройств:
10© 2018 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved.
LTE Cat M1(eMTC) LTE Cat NB1(NB-IoT) EC-GSM-IoT
3GPP Release Release 13 Release 13 Release 13
Downlink Peak Rate 1 Mbit/s 250 kbit/s 474 kbit/s (EDGE)2 Mbit/s (EGPRS2B)
Uplink Peak Rate 1 Mbit/s 250 kbit/s (multi-tone)20 kbit/s (single-tone) 474 kbit/s (EDGE)2 Mbit/s (EGPRS2B)
Latency 10ms–15ms 1.6s–10s 700ms–2s
Duplex Mode Full or Half Duplex Half Duplex Half Duplex
Device Receive Bandwidth 1.08 MHz 180 kHz 200 kHz
Device Transmit Power 20 / 23 dBm 20 / 23 dBm 23 / 33 dBm
Переиспользованиесуществующей сети LTE
Новая сеть доступа, адаптации для очень малых порций данных
Переиспользование существующей сети EGPRS
Оптимизация энергопотребления
Power Saving Mode (PSM) – режим, в котором терминал сообщает сети, на сколько он желает заснуть. После пробуждения и отправки данных, ждет 4 фрейма для приема данных и опять засыпает
11© 2018 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved.
Extended Discontinuous Reception (eDRX) –перед тем как уснуть, устройство сообщает сети, сколько гиперфреймов (10.24 сек) оно будет недоступно.
Оптимизация передачи данныхНекоторые ключевые технологии CIoT Release 13
• S1 Data over NAS (DoNAS) – передача данных без установления PDN соединения
• S11-U on MME to SGW – передача данных на интерфейсе S11, который обычно используется только для сигнализации
• T6a on MME to SCEF – передача данных и событий непосредственно с MME
• PDN Type ‘Non-IP’ on MME, SGW, PGW – поддержка нового типа соединения на всех элементах опорной сети
• HLCOM Suspend/Resume – механизмы надежной буферизации и доставки данных для соединений с большими задержками во время сессии
• SGd – SMS непосредственно из MME, не используя SGs
12© 2018 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved.
NB-IoTCat-M
Оптимизация передачи данных
13© 2018 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved.
MME решает по какому пути пойдут
данные: SRB или DRB
SRB
DRB
T6a
S1-U(GTP-U)
S11-U*
GTP-U
GTP-U
IP, Non-IP, SMS
IP, Non-IP
Non-IP, Events
ПриложениеIoT
ПриложениеIoT
MME
SGW PGW
SCEF
SGi
SGi
RESTAPI
Non-IP - tunnel
SMSC
S6d
ПриложениеIoT
SMS
Service Capability Exposure Function
Некоторые счетчики и сенсоры, в том числе и ради экономии батареи, готовы передавать очень маленькие порции данных. В этом случае размер служебных данных IP/UDP (overhead) становится настолько относительно большим, что передавать и обрабатывать такой пакет через SGW, PGW и IP сети становится экономически неэффективным.Для возможности обработки Non-IP данных очень маленького размера, в мобильных CIoT сетях введен новый тип соединения: “PDN type SCEF”.Соединяясь с MME по DIAMETER-интерфейсу T6a, он выполняет следующие функции:• Осуществляет двунаправленную передачу данных для NIDD устройств• Считывает и обрабатывает данные о событиях, происходящих с устройством в сети
(MONTE)• Позволяет клиентам обращаться к своим устройствам через API: считывать
возможности устройства, поддерживаемые модели данных и работать с самими данными
14© 2018 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved.
Мобильная сеть CIoT
15© 2018 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved.
C-SGN(MME+SAEGW)
LTE,CAT-M,NB-IoT
ПриложенияIoT
SCEFAPI
IPdata
T6a
SGi
Полная экосистема CIoT сети оператора
16© 2018 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved.
C-SGN(MME+SAEGW)
LTE,CAT-M,NB-IoT
ПриложенияIoT
EnterpriseClient3GPPSCEFMTC-IWF
APIGWE2ESecurityБезопасность
Коннекторы/брокерыпротоколовM2M(MQTT,СOAP,HTTP,
LWM2M,etc)
API
IPdata
T6a
SGi
LoRA
Системауправлениясоединениями,
состояниямиустройствиихданными.Тарификация.
Подсистемыоператора
BSS,HSS,SMSC…
API
Клиентунетнеобходимостивникатьвтонкостиреализации3GPPинтерфейсов.Вседанныеосостоянии,возможностиустройствиихданныеонможетполучатьчерезпростыеAPI
…
CSE *CommonServicesEntityoneM2M
Бизнес-кейсыБизнес-клиент
Находит подходящего оператора c IoT Core и подключает к нему свой CSE.
В дальнейшем имеет возможность самостоятельно регулировать подключения как ECL, так и ECO с минимальным вовлечением оператора.
Оператор
Развертывает IoT Core и CSE. Подключает ECO к своим датчикам через API легко и быстро.
Через некоторое время оператор может подключать ECL для доступа к «чужим» датчикам и данным.
17© 2018 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved.
C-SGNСеть
Доступа EC1CSE
CSE– CommonServicesEntity– сервердоступакинфраструктуреIoT оператора.ОпределениеальянсаOneM2MECwithOwnsensors– бизнес-клиентсосвоимиприложениями идатчикамиECsensorLess – бизнес-клиентбезсвоихдатчиков
ECO
ECL
C-SGNСеть
Доступа
ECO
CSEECO
ECL
Ultra Services Platform
19© 2018 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved.
Ultra Services Function
• Pluggable framework for in-line, subscriber-aware, enhanced services
• Integrated as separately upgradeable software packages
• Native life-cycle management and automated configuration
Ultra Policy Platform
• Carrier-grade policy, charging, and subscriber data management solution
• Rapid service creation environment
• Multiple functions (PCRF, DRA, MOG, ANDSF, eSCEF)
Ultra Gateway Platform
• Cloud-ready VNF, fully featured packet core
• Multiple functions (EPC, ePDG, SaMOG, CSGN)
• CUPS - Separated control and user-planes
• Remotely deployable user plane for ultimate elasticity and scalability
VNF Element Manager, VNFM Proxy, Service Manager, Monitoring
NFV-OCisco NSO
VNFMCisco ESC
VIMOpenstack
NFVI
Ultra Services Platform
20© 2018 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved.
Ultra Services FunctionUltra Policy Platform
eSCEF
Ultra Gateway Platform
C-SGN
VNF Element Manager, VNFM Proxy, Service Manager, Monitoring
NFV-OCisco NSO
VNFMCisco ESC
VIMOpenstack
NFVI
Возможности Cisco StarOS
21© 2018 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved.
StarOS Platform
Resilince
PrimeMonitoring
Scalability OverloadProtection
Customizable Bulk Stats Carrier-Grade Openstack
KVMVMWare
ESXi
Charging
Cisco C-SGN
22© 2018 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved.
C-SGNLTE,CAT-M,
NB-IoT
ПриложенияIoT
SCEFAPI
IPdata
T6a
SGi
Менеджерсоединений
HSS,PCRF,OSC,SMSC
MME
SAE-GW
• Комбинациянеобходимыхэлементов,предусмотреннаявStarOS изначально• С-SGNнаследуетвсереализованныефункциональностиэлементовопорнойсети• C-SGNреализуетвсенеобходимыеадаптациидляMTC• Можетбытьлегковыделенвотдельныйслайс
Возможности Cisco Policy Platform
23© 2018 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved.
CPS Platform
Mongo No-SQL DB
3 Tier Architecture
GrafanaMonitoring
Cluster ManagerVNF-Mgr
OverloadProtection
OrchestrationAPI’s
Customizable Bulk Stats
Open SourceFriendly Carrier-Grade Openstack
KVMVMWare
ESXi
Cisco eSCEF
24© 2018 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved.
C-SGNLTE,CAT-M,
NB-IoT ПриложенияIoT
eSCEFAPI
IPdata
T6a
SGi
МенеджерсоединенийHSS,PCRF,OSC, SMSC
LoRA
- 3GPPSCEF+MTCIWF+SCS
- СоответствуетспецификациямOneM2M дляCSE
- APIGW- Безопасностьподключений- Терминация любыхM2Mпротоколов
набаземеханизмаплагинов- События,триггеры,правила,политики
Полная экосистема CIoT сети оператора
25© 2018 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved.
C-SGN(MME+SAEGW)
LTE,CAT-M,NB-IoT
ПриложенияIoT
EnterpriseClient3GPPSCEFMTC-IWF
APIGWE2ESecurityБезопасность
Коннекторы/брокерыпротоколовM2M(MQTT,СOAP,HTTP,
LWM2M,etc)
API
IPdata
T6a
SGi
LoRA
Системауправлениясоединениями,
состояниямиустройствиихданными.
Подсистемыоператора
BSS,HSS,SMSC…
API…
Полная экосистема CIoT сети оператора
26© 2018 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved.
Cisco Ultra IoTC-SGN
LTE,CAT-M,NB-IoT
Cisco Kinetic
Cisco Ultra IoTeSCEF
API
IPdata
T6a
SGi
LoRA
Cisco Control CentreПодсистемыоператора
BSS,HSS,SMSC…
API…
Cisco Ultra IoT Platform
Требования к сервисным сетям 5G
© 2018 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 28
eMBBEnhancedMobileBroadband
Скоростинарадиотакиеже,какпопроводамиливышеТехнологии:миллиметровыйдиапазон,уплотнениесот,оптимизация
транспортнойсети
cMTC/URLLCriticalMachineTypeCommunicationsЗадержкименее1миллисекунды
Технологии:MEC,SDN,источникиивычислениярядомспотребителем
mMTCMasive MachineTypeCommunications
IoT-приложениясверхкрупногомасштабаТехнологии:Сверхмалоепотреблениеэнергии,режимсна,передача
малыхпорцийданных
Стриминг и4Kвидео
СоциальныесетисVR
Умныедомаиофисы
Дополненнаяреальность
Облачныеигровыеплощадки
Доставкадронами
Удаленныемедоперации
Роботыииндустриальнаяавтоматика
Умныесети
Автономмашины
Умнаялогистика
Мониторингпациентов
Фит трекинг
УмныефермыиСХ
Умноеперсстрахование
Городскиекамеры,парковки5G
ПРИЛОЖЕНИЯ
Облачныеигровыеплощадки
Требования к сервисным сетям 5G
© 2018 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 29
eMBBEnhancedMobileBroadband
Скоростинарадиотакиеже,какпопроводамиливышеТехнологии:миллиметровыйдиапазон,уплотнениесот,оптимизация
транспортнойсети
cMTC/URLLCriticalMachineTypeCommunicationsЗадержкименее1миллисекунды
Технологии:MEC,SDN,источникиивычислениярядомспотребителем
mMTCMasive MachineTypeCommunications
IoT-приложениясверхкрупногомасштабаТехнологии:Сверхмалоепотреблениеэнергии,режимсна,передача
малыхпорцийданных
Стриминг и4Kвидео
СоциальныесетисVR
Умныедомаиофисы
Дополненнаяреальность
Облачныеигровыеплощадки
Доставкадронами
Удаленныемедоперации
Роботыииндустриальнаяавтоматика
Умныесети
Автономмашины
Умнаялогистика
Мониторингпациентов
Фит трекинг
УмныефермыиСХ
Умноеперсстрахование
Городскиекамеры,парковки5G
ПРИЛОЖЕНИЯ
Облачныеигровыеплощадки
30© 2018 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved.
MME S/PGW-C PCRF
HSS SCEF
AFGx
S6a
RxS11
S/PGW-UUE
NAS S1-MME
S1-U SGi
Sx
E-UTRAN DN
Сеть EPC Release 14
31© 2018 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved.
MME S/PGW-C PCRF
HSS SCEF
AFGx
S6a
RxS11
S/PGW-UUE
NAS S1-MME
S1-U SGi
Sx
E-UTRAN DN
AUSF UDM
AMF SMF PCF AF
UPFUPF(R)ANUE
N1 N2 N4
N9
N3 N6DN
NG-RAN,Fixed
NEF NRFNSSF
AnimatedSlide
Nausf Nudm Nnef
Namf Nsmf Npcf NafAPIs(HTTP/JSON)
NnrfNnssf
MM SM
Эволюция сети 4G EPC в 5G SCN
32© 2018 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved.
PCRF
SCEF
AF
AUSF UDM
AMF SMF AF
UPFUPF(R)ANUE
N1 N2 N4
N9
N3 N6DN
NG-RAN,Fixed
NEF NRFNSSF
Nausf Nudm Nnef
Namf Nsmf Npcf NafAPIs(HTTP/JSON)
NnrfNnssf
Сеть Service Core Release 15
PCF
Роадмап
Cisco Ultra Gateway Platform (StarOS)• AMF, SMF, UPF - 2H2018
Cisco Ultra Policy Platform (CPS)• PCF, NEF, NSSF, NRF - 2H2018
33© 2018 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved.
Ресурсы
Cisco Ultra IoT Platformhttps://www.cisco.com/c/en/us/solutions/collateral/service-provider/ultra-services-platform/cisco-ultra-iot-at-a-glance.html
Cisco Ultra IoT C-SGNhttps://www.cisco.com/c/en/us/td/docs/wireless/asr_5000/21-7_N6-1/Ultra-IoT-CSGN-Admin/21-7-Ultra-IoT-CSGN-Admin/21-7-Ultra-IoT-CSGN-Admin-Guide_chapter_01.html
Cisco eSCEFhttps://blogs.cisco.com/sp/operators-can-bridge-the-gap-for-new-iot-revenues
Cisco-Jasper Control Centrehttps://www.jasper.com/products
Cisco Kinetichttps://www.cisco.com/c/en/us/solutions/internet-of-things/iot-kinetic.html
34© 2018 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved.
Спасибо за внимание!
© 2018 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved.
Оцените данную сессию в мобильном приложении конференции
www.facebook.com/CiscoRu
www.instagram.com/ciscoru
www.youtube.com/user/CiscoRussiaMedia
www.vk.com/cisco
Контакты:
Тел.: +7 495 9611410www.cisco.com
• 4GUEдоRelease15• 5GUEврадио-покрытии4G
Совместное использование сетей 23.501
MME
S1-MME
E-UTRAN
S11
S1-U S6a
4GEPC
• “Non-Standalone”вариант• “Option3”5GUE сдвойнымприсоединением
5GNR
S1-U
Xx
ComboUPF+4GSAEGW-U
N7
N4
ComboUDM+4GHSS
ComboPCF+4GPCRF
ComboSMF+4GSAEGW-C
• 4GUERelease15ивыше
AMF
5GNR
N3N8 N2
EvolvedE-UTRAN
N15
N11
N2N3
N26
N10
• “Standalone”вариант• 5GUE
Нативноеприсоединениерадио5GNRк5GC
5GC