Your Time Is Now - Cisco...Адаптации радио доступа Для...

Your TimeIs Now

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


20 миллиардовподключенных

устройств(среднегодовой темп роста ~20%)

*Gartner,MachinaResearch,CiscoVNI

Возможности роста для операторов


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

Эволюция мобильных сетей для задач IoT

© 2018 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 5

Обычное подключение устройств


Мобильнаяопорнаясеть

GERANUTRANEUTRAN

ПриложениеIoTПриложениеIoTПриложениеIoT

Обычное подключение устройств


Мобильнаяопорнаясеть

GERANUTRANEUTRAN

ПриложениеIoTПриложениеIoTПриложениеIoT

Проблемы«обычного»мобильногосоединения:• Неоптимальноеэнергопотребление:пейджинг,мобильность,малыеданные• Высокаястоимостьустройства• Владелецприложенияпочтиникакнеконтролируетсвоиустройства• Разныеустройстваимеютсовершенноразличныйпрофильтрафика

Требования для разных типов устройств


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


Адаптации радио доступаДля обеспечения наиболее оптимального использования ресурсов устройствами, начиная с Release 13 стандартом 3GPP выделяются следующие основные сети доступа для устройств:


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


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


NB-IoTCat-M

Оптимизация передачи данных


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


MME

SGW PGW

SCEF

SGi

SGi

RESTAPI

Non-IP - tunnel

SMSC

S6d


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


Мобильная сеть CIoT


C-SGN(MME+SAEGW)

LTE,CAT-M,NB-IoT

ПриложенияIoT

SCEFAPI

IPdata

T6a

SGi

Полная экосистема CIoT сети оператора


C-SGN(MME+SAEGW)

LTE,CAT-M,NB-IoT


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.


C-SGNСеть

Доступа EC1CSE

CSE– CommonServicesEntity– сервердоступакинфраструктуреIoT оператора.ОпределениеальянсаOneM2MECwithOwnsensors– бизнес-клиентсосвоимиприложениями идатчикамиECsensorLess – бизнес-клиентбезсвоихдатчиков

ECO

ECL

C-SGNСеть

Доступа

ECO

CSEECO

ECL

Cisco Ultra IoT Platform


Ultra Services Platform


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


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


StarOS Platform

Resilince

PrimeMonitoring

Scalability OverloadProtection

Customizable Bulk Stats Carrier-Grade Openstack

KVMVMWare

ESXi

Charging

Cisco C-SGN


C-SGNLTE,CAT-M,

NB-IoT


SCEFAPI

IPdata

T6a

SGi

Менеджерсоединений

HSS,PCRF,OSC,SMSC

MME

SAE-GW

• Комбинациянеобходимыхэлементов,предусмотреннаявStarOS изначально• С-SGNнаследуетвсереализованныефункциональностиэлементовопорнойсети• C-SGNреализуетвсенеобходимыеадаптациидляMTC• Можетбытьлегковыделенвотдельныйслайс

Возможности Cisco Policy Platform


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


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



C-SGN(MME+SAEGW)

LTE,CAT-M,NB-IoT


EnterpriseClient3GPPSCEFMTC-IWF

APIGWE2ESecurityБезопасность

Коннекторы/брокерыпротоколовM2M(MQTT,СOAP,HTTP,

LWM2M,etc)

API

IPdata

T6a

SGi

LoRA

Системауправлениясоединениями,

состояниямиустройствиихданными.

Подсистемыоператора

BSS,HSS,SMSC…

API…



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

Массовый IoT в сервисной модели 5G


Требования к сервисным сетям 5G


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


Требования к сервисным сетям 5G


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


Доставкадронами

Удаленныемедоперации

Роботыииндустриальнаяавтоматика

Умныесети

Автономмашины

Умнаялогистика

Мониторингпациентов

Фит трекинг

УмныефермыиСХ

Умноеперсстрахование

Городскиекамеры,парковки5G

ПРИЛОЖЕНИЯ



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


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


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


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


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

Your Time Is Now - Cisco...Адаптации радио доступа Для...

Documents

Transcript of Your Time Is Now - Cisco...Адаптации радио доступа Для...