Une nouvelle architecture 5G basée sur des réseaux virtuels
La 5G va ouvrir la voie à une nouvelle ère du tout-connecté, où toute personne ou objet susceptible de profiter d’une connexion mobile en aura une à disposition. Outre son impact considérable sur nos vies quotidiennes et sur nos entreprises, la 5G offrira également l’opportunité de créer un réseau agile pouvant s’adapter aux exigences spécifiques de certains marchés verticaux comme l’énergie, le transport et l’éducation, ainsi qu’aux besoins de l’économie. Certaines organisations peuvent par exemple avoir besoin de ressources supplémentaires en termes de capacité, de sécurité et de fiabilité, ou d’un temps de réponse plus rapide. Les exigences relatives à la mise en œuvre de la technologie 5G ne peuvent être satisfaites par la simple introduction d’une nouvelle technologie d’accès radio, une refonte complète de l’architecture du réseau s’avérant nécessaire. Dans le cadre du projet 5G NORMA, financé par l’UE, les principaux acteurs de l’écosystème mobile ont contribué à renforcer la position de leader de l’Europe sur la 5G. L’objectif principal consistait à développer une architecture de réseau mobile 5G de conception innovante, adaptable et robuste aux évolutions futures. Cette architecture devrait permettre d’adapter le réseau à un large éventail d’exigences spécifiques aux services, ce qui se traduira par un enchaînement de fonctionnalités de bout en bout tenant compte des services ainsi que du contexte. Des réseaux personnalisés 5G NORMA a entrepris de répondre aux diverses exigences relatives aux services mobiles de nouvelle génération grâce à une architecture de bout en bout flexible, prenant en compte aussi bien les caractéristiques du réseau d’accès radio (RAN) que celles du réseau central. Le premier pas vers cette architecture flexible était la décomposition des fonctions réseau. Cela implique que certaines fonctionnalités réseau consolidées dans le RAN passent du monde physique au monde virtuel. «L’architecture proposée permet la création de réseaux virtuels dédiés, au-dessus d’une infrastructure physique partagée commune. Ces réseaux virtuels sont ensuite personnalisés afin de répondre aux besoins spécifiques des applications, services, appareils, clients ou opérateurs,» souligne le coordinateur du projet, Peter Rost. L’allocation flexible des fonctions réseau offre un niveau accru de flexibilité pour le déploiement puisque différentes fonctions de réseau virtuel (VNF) peuvent être attribuées à différents services, au lieu d’introduire différents paramétrages pour une VNF commune. «Un aspect majeur de l’architecture flexible proposée par 5G NORMA était la possibilité de configurer différentes fonctions, ou blocs fonctionnels, à la fois pour le fonctionnement et pour la localisation physique, et de les allouer à différentes tranches de réseau,» note Peter Rost. En tout, l’équipe de projet a développé 25 blocs fonctionnels de réseau d’accès et de réseau central. Gestion des tranches de réseau La solution de découpage de réseau 5G NORMA – la partition de l’architecture réseau en éléments virtuels – tire profit des capacités de la mise en réseau définie par logiciel, en plus de la VNF. Chaque tranche de réseau est contrôlée par un contrôleur de réseau mobile défini par logiciel (SDMN-C), alors que la partie commune est contrôlée par le coordinateur SDMN-C qui couvre plusieurs tranches. Un orchestrateur SDMN est utilisé pour gérer les tranches au cours de leur cycle de vie. L’équipe du projet a également conçu des interfaces entre les différents modules et développé plusieurs méthodes pour caractériser les interactions entre les différents composants du système. L’adaptabilité de l’architecture passe à un autre niveau grâce aux concepts de multilocation et de multiservice. La multilocation concerne la capacité à servir plusieurs fournisseurs de services à partir d’une infrastructure partagée. Le multiservice consiste à fournir une variété de services répondant à des exigences de qualité de service différentes, en termes de débit et de fiabilité, à partir d’une seule plateforme réseau. «Au sein de 5G NORMA, le consortium s’est efforcé d’assurer la viabilité économique du fonctionnement du réseau et d’ouvrir des opportunités pour de nouveaux acteurs, tout en exploitant une architecture à l’épreuve du temps, rentable et peu coûteuse en énergie,» résume M. Rost. Sachant que les revenus des fournisseurs de services proviennent principalement des consommateurs de téléphones mobiles postpayés, le découpage des réseaux de bout en bout devrait permettre aux fournisseurs de services de créer de nouvelles opportunités commerciales avec des clients des marchés verticaux.
Mots‑clés
5G NORMA, 5G, réseau virtuel, architecture de réseau, architecture flexible, découpage de réseau, services mobiles, fonction de réseau virtuel
