Программно-определяемая мобильная сеть
Программно-определяемые мобильные сети ( SDMN ) — это подход к проектированию мобильных сетей, при котором все функции, специфичные для протокола, реализуются в программном обеспечении, что максимально увеличивает использование общего и стандартного аппаратного и программного обеспечения как в базовой сети, так и в сети радиодоступа (RAN). .
История
[ редактировать ]На протяжении ХХ века телекоммуникационные технологии развивались за счет разработки аппаратного обеспечения, при этом большинство функций реализовывалось в оборудовании специального назначения. В начале 2000-х годов общедоступные процессоры стали достаточно дешевыми, чтобы обеспечить коммерческую технологию программно-определяемой радиосвязи (SDR) и программные переключатели . SDMN распространяет эти тенденции на проектирование мобильных сетей, перенося почти все сетевые функции в программное обеспечение.
Термин «программно-определяемая мобильная сеть» впервые появился в публичной литературе в начале 2014 года и независимо использовался компанией Lime Microsystems. [1] [2] и исследователи из Университета Оулу , Финляндия. [3]
Ограничения аппаратных мобильных сетей
[ редактировать ]Мобильные сети на базе специального оборудования имеют следующие ограничения:
- Они имеют ограниченные возможности для модернизации и обычно должны быть полностью заменены при введении новых стандартов.
- Отдельные компоненты не масштабируются с точки зрения производительности и емкости, поскольку мощность компонента фиксирована аппаратной реализацией.
- Специализированное оборудование и связанное с ним специализированное программное обеспечение требуют обучения персонала мобильного оператора у конкретного поставщика.
- Специализированные аппаратные системы обычно поддерживаются и обслуживаются одним поставщиком, что приводит к привязке к поставщику .
Характеристики конструкций SDMN
[ редактировать ]Использование программно-определяемого радио
[ редактировать ]SDR является важным элементом SDMN, поскольку он заменяет радиооборудование, зависящее от протокола, цифровыми приемопередатчиками, не зависящими от протокола. В то время как многие более ранние системы цифровой радиосвязи использовали программируемые пользователем вентильные матрицы (FPGA) или специализированные цифровые сигнальные процессоры (DSP) для расчетов сигналов модулирующего радиосигнала, подход SDMN переносит всю обработку основной полосы частот на центральные процессоры общего назначения . В радиосистемах SDMN также используется аппаратное обеспечение с общедоступными интерфейсами, которое разработано таким образом, чтобы его можно было легко воспроизвести несколькими производителями.
Товарные компоненты
[ редактировать ]В конструкциях SDMN не используются компоненты, специализированные по своим функциям или доступные только от одного поставщика. Это справедливо как для аппаратных, так и для программных элементов сети.
Программное переключение и транскодирование
[ редактировать ]Коммутаторы телефонии сетей SDMN являются программными, в том числе программным перекодированием для речевых кодеков.
Централизованный, распределенный или гибридный?
[ редактировать ]Исследуется новая архитектура SDN для систем беспроводного распределения (WDS), которая устраняет необходимость в многоскачковой лавинной передаче информации о маршрутах и, следовательно, позволяет легко расширять WDN. [4] Основная идея состоит в том, чтобы разделить управление сетью и пересылку данных, используя два отдельных диапазона частот. Узлы пересылки и контроллер SDN обмениваются информацией о состоянии канала и другой сигнализацией управления сетью в одном из диапазонов, в то время как фактическая пересылка данных происходит в другом диапазоне.
Преимущества СДМН
[ редактировать ]Подход SDMN имеет множество преимуществ по сравнению с аппаратными конструкциями мобильных сетей.
- Поскольку оборудование SDMN не зависит от протокола, обновления касаются только программного обеспечения, даже между поколениями технологий. В радиосети эти изменения можно вносить даже для каждого отдельного узла.
- Поскольку оборудование SDMN спроектировано таким образом, чтобы его можно было легко найти и воспроизвести:
- Оборудование SDMN может обслуживаться более широким кругом поставщиков, что снижает затраты на техническое обслуживание.
- Оборудование SDMN может производиться в любой точке мира, что снижает производственные затраты.
- Поскольку программное обеспечение SDMN основано на обычных операционных системах и инструментах разработки:
- Персонал службы поддержки может быть обучен быстрее, поскольку он уже знаком с базовыми программными системами.
- Многие аспекты SDMN можно отслеживать и управлять с помощью уже существующих инструментов, поскольку они уже доступны в стандартных операционных системах.
- Поскольку сетевые компоненты SDMN работают на компьютерах общего назначения, их емкость можно масштабировать за счет увеличения вычислительной мощности.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ http://www.limemicro.com Lime Microsystems
- ^ http://secure.marketwatch.com/story/lime-microsystems-bladerf-legba-partner-on-first-software-define-mobile-network-2014-04-30 Lime Microsystems: BladeRF, партнер Legba по первому программному обеспечению определенная мобильная сеть
- ^ https://sites.google.com/site/callforchapterssdmn/ Призыв к главам (WILEY Publishers) Программно-конфигурируемые мобильные сети (SDMN): за пределами сетевой архитектуры LTE
- ^ Абольхасан, Мехран; Липман, Джастин; Ни, Вэй; Хагельштейн, Бретт (2015). «Программно-определяемая беспроводная сеть: централизованная, распределенная или гибридная?». Сеть IEEE . 29 (4): 32–38. дои : 10.1109/MNET.2015.7166188 .