Với các nguyên tắc 'mềm hóa' tổng thể của tầm nhìn 5G, mạng truyền tải CP là trung tâm. Trong SDN, CP được tách ra khỏi UP và được quản lý bởi một bộ điều khiển tập trung logic có cái nhìn toàn diện về mạng. Mặt khác, ảo hóa chức năng mạng (NFV) cho phép thực thi các chức năng mạng trên tài nguyên điện toán bằng cách tận dụng các kỹ thuật ảo hóa phần mềm. SDN có liên quan đến việc điều khiển và quản lý các tài nguyên ảo, để giảm chi phí hoạt động, cần được cung cấp một cách tự động. Ngoài ra, SDN sẽ cung cấp cho nhà điều hành khả năng dễ dàng soạn và triển khai các dịch vụ mạng mới, ví dụ, có thể được khởi tạo thông qua các lát mạng khác nhau. Ảo hóa và mềm hóa sẽ định hình kiến trúc của mạng 5G như đã được Nhóm công tác về kiến trúc PPP 5G công nhận[10] . Đặc biệt, xu hướng mềm hóa và ảo hóa cũng sẽ ảnh hưởng đến thiết kế của mạng truyền tải 5G. Ngoài yêu cầu chung phân tán nói trên để hỗ trợ phân chia mạng, các mạng truyền tải 5G cũng phải giải quyết các yêu cầu cụ thể, chẳng hạn như truyền tải hiệu quả lưu lượng FH và BH cần thiết để hỗ trợ triển khai C-RAN và RAN phân bố (D-RAN).
Thông qua các cân nhắc chung về SDN và NFV, có thể đạt được những lợi ích đáng kể, bao gồm sử dụng hiệu quả tài nguyên, đơn giản hóa quản lý cơ sở hạ tầng, tăng khả năng mở rộng và bền vững cũng như cung cấp các dịch vụ E2E được điều phối. Tùy thuộc vào mức độ tích hợp SDN và NFV được hỗ trợ, các phương pháp CP khác nhau được đưa ra [9] . Phần dưới đây trình bày 2 giải pháp đã được phát triển trong khuôn khổ các dự án PPP 5G 5G-XHaul và 5G-Crosshaul.
Giải pháp đầu tiên lấy SDN làm trung tâm để điều khiển các phần tử UP. Kiến trúc CP truyền tải 5G dựa trên các nguyên tắc thiết kế sau:
• Ảo hóa không gian địa chỉ đầy đủ được cung cấp thông qua lớp chồng lấn, được thực hiện bằng cách sử dụng đóng gói ở biên của mạng truyền tải. Điều này có
53
nghĩa là các khách hàng khác nhau có thể sử dụng không gian địa chỉ lớp 2 hoặc lớp 3 chồng chéo;
• Khả năng mở rộng UP đạt được bằng cách cách ly các bảng chuyển tiếp của các phần tử mạng truyền tải bên trong cơ sở hạ tầng truyền tải 5G từ bất kỳ trạng thái nào liên quan đến người sử dụng. Điều này một lần nữa đạt được bằng cách đóng gói các khung khách hàng ở biên mạng vào các đường hầm dành riêng cho truyền tải.
• Mở rộng khả năng CP SDN đạt được bằng cách đưa ra khái niệm về các vùng. Một vùng xác định một tập các phần tử mạng truyền tải nằm dưới sự điều khiển của bộ điều khiển SDN logic tập trung.
• Tầm nhìn của các lĩnh vực công nghệ không đồng nhất hội tụ, ví dụ: các đoạn không dây và sợi quang trong mạng truyền tải, được kích hoạt bởi:
+ Các vùng được giới thiệu trước đó, sử dụng một công nghệ truyền tải duy nhất (lưới không dây, sợi quang hoặc Ethernet)
+ Chức năng thích ứng truyền tải ánh xạ lưu lượng truy cập cho mỗi khách hàng tại biên các nút vào các đường hầm truyền tải dành riêng của một vùng nhất định.
Để hỗ trợ các nguyên tắc trước đó, ba loại nút truyền tải được định nghĩa, như mô tả trong Hình 3.3. Đầu tiên, các nút truyền tải biên (ETN) kết nối các chức năng mạng ảo (VNF) của khách hàng với mạng truyền tải 5G, duy trì trạng thái tương ứng cho mỗi khách hàng và đóng gói lưu lượng truy cập của khách hàng vào các đường hầmtruyền tải dành riêng. Thứ hai, các nút truyền tải liên vùng (IATN) hỗ trợ các chức năng cần thiết để kết nối các vùng khác nhau. Chúng có thể được thực hiện bằng các công nghệ truyền tải khác nhau. Cuối cùng, các nút truyền tải thường xuyên (TN) hỗ trợ công nghệ truyền tải dành riêng - vùng và cung cấp dịch vụ chuyển tiếp giữa các ETN và IATN của vùng đó.
Phần dưới cùng của Hình 3.3 trình bày các lát mạng truyền tải cho từng khách hàng trong CP. Mục tiêu của mỗi khách hàng là kết nối thông qua mạng truyền tải một tập các VNF do khách hàng xác định, được triển khai trong các cơ sở điện toán và lưu trữ phân tán. Do đó, khách hàng được phép nhóm các VNF trên các
54
phân đoạn lớp 2 ảo, được xác định bằng ID phân đoạn lớp 2 (L2SID). Các L2SID khác nhau được kết nối thông qua đường dữ liệu ảo (vDP), có thể được khởi tạo, ví dụ như sử dụng chuyển mạch mềm. Lưu ý rằng các vDP được điều khiển trực tiếp bởi khách hàng, trong khi tất cả các thực thể ảo, VNF và vDP sẽ được lưu trữ vật lý trong ETN để kết nối với mạng 5G.
Hình 3.3 (a) Kiến trúc mặt phẳng điều khiển truyền tải 5G