Với phổ tần rộng của 5G trải dài từ 6GHz đến 300GHz và tần số cao hơn hỗ trợ kích thước ô nhỏ hơn, mạng 5G có thể tạo ra phạm vi phủ sóng rộng lớn trong các khu dân cư, nhà máy sản xuất hoặc thậm chí trong các tòa nhà. Hình dưới đây cho thấy cách kiến trúc mạng di chuyển từ 4G LTE sang 5G O-RAN. Không giống như kiến trúc tích hợp cao trong 4G LTE, theo đó RAN (Mạng truy cập vô tuyến) được tạo thành từ BBU (Thiết bị băng gốc) và RRU (Thiết bị vô tuyến từ xa), kiến trúc của O-RAN bao gồm một lớp phần cứng bao gồm CU (Trung tâm Đơn vị), DU (Thiết bị phân tán) và RU (Thiết bị vô tuyến) cũng như phần mềm để điều khiển và quản lý các giao diện truyền dẫn giữa các lớp khác nhau. Chia 4G BBU thành RU, DU và CU, kiến trúc mạng 5G mang lại sự linh hoạt hơn nhiều cho các nhà cung cấp dịch vụ.

Hình 1. Thay đổi kiến trúc mạng từ 4G sang 5G RAN

O-RAN đã trở thành một xu hướng không thể đảo ngược với nhiều lợi ích. Nó cho phép các nhà cung cấp dịch vụ nhanh chóng giới thiệu các dịch vụ mới ra thị trường, nâng cao hiệu quả hoạt động và đa dạng hóa các nhà cung cấp để tạo thành một hệ thống mạng hiệu quả, linh hoạt và nhanh chóng.

Khi tính năng phát trực tiếp trở nên dễ tiếp cận hơn và các dịch vụ được kết nối tăng cao, lưu lượng dữ liệu tăng với tốc độ rất lớn, khoảng 60% mỗi năm. Cơ sở hạ tầng mới cũng cách mạng hóa cách các ngành và tổ chức sử dụng internet. Băng thông cao 5G cung cấp giúp giảm đáng kể độ trễ xuống gần bằng không, đồng thời kết nối nhanh hơn và đáng tin cậy hơn đã làm thay đổi toàn cảnh của các ngành y tế và chăm sóc sức khỏe. Việc bổ sung các thiết bị IoT mới nổi vào mạng 5G tốc độ cao, hệ thống y tế từ xa và giám sát từ xa hiện đã trở thành hiện thực, cung cấp dịch vụ chăm sóc và thực hành theo thời gian thực cho hàng trăm nghìn bệnh nhân.

Các thách thức

Nhìn lại quá trình phát triển của truyền thông không dây, từ 1G đến 4G, các dịch vụ viễn thông lấy con người làm trung tâm, được thiết kế để phục vụ mọi hoạt động của con người như thoại, dịch vụ tin nhắn (SMS), video... Tuy nhiên, nhu cầu của xã hội hiện đại cho các dịch vụ băng thông cao, tốc độ cao và độ trễ thấp đã phát triển nhanh hơn những gì mà các cơ sở có thể cung cấp. 5G nổi lên như một sự thay đổi lớn trong cách chúng ta trải nghiệm kết nối, một sự thay đổi cơ bản đối với cách thế giới giao tiếp.

Để khai thác tối đa hiệu suất của mạng 5G, nền tảng O-RAN bao gồm một tập hợp các giao diện đáp ứng các yêu cầu tiêu chuẩn O-RAN để lưu trữ các chức năng O-RAN liên quan, các thành phần phần mềm hỗ trợ và các chức năng quản lý và điều phối thích hợp.

Kiến trúc mới rõ ràng là đòi hỏi sự đa dạng, điều này chắc chắn mang lại thách thức cho các bệnh viện và trường học: một hệ thống hiệu quả về chi phí đáp ứng yêu cầu cực kỳ cao về hiệu suất, băng thông (cao tới 1Tbps) và an ninh mạng.

Giải pháp NEXCOM

NSA 7150 có hai CPU Intel® Xeon® Scalable thế hệ thứ 3, là những bộ xử lý mới được tối ưu hóa cho mạng và hoàn toàn phù hợp với khối lượng công việc biên mạng và nhu cầu của thiết bị bảo mật. Chúng có sẵn trong một loạt các lõi, tần số, tính năng và sức mạnh để mang lại độ trễ thấp hơn, thông lượng cao hơn và hiệu suất xác định cho các yêu cầu của khách hàng.

Đối với các mối quan tâm về bảo mật, Phần mở rộng Intel® Software Guard Extensions được tích hợp vào CPU để cho phép thiết lập kênh an toàn và giao tiếp giữa các chức năng điều khiển 5G. Tăng tốc tiền mã hóa tích hợp có thể giảm tác động hiệu suất của mã hóa toàn bộ dữ liệu và tăng hiệu suất của khối lượng công việc chuyên sâu về mã hóa.

Nhờ bộ vi xử lý Intel Lewisburg C62x Series, NSA 7150 tự nhiên hỗ trợ Công nghệ Intel® QuickAssist, nâng cao khả năng xử lý dữ liệu. Sự hiện diện của RunBMC cho phép quản lý từ xa đến phần cứng và phần mềm, mang lại sự thuận tiện hơn cho quản trị viên.

Để minh họa năng lực và khả năng bảo mật của NSA 7150, đã có 2 bài kiểm tra chạy đồng thời: bài kiểm tra SCAS (Đặc điểm đảm bảo an toàn) và bài kiểm tra năng lực UE mạng 5GC. Cả hai thử nghiệm đều được thực hiện với ORANge - Trình mô phỏng mạng truy cập vô tuyến thế hệ tiếp theo của O’Prueba, Công ty Nghiên cứu và Dịch vụ (RSC) đầu tiên từ Đại học Quốc gia Chiao Tung (NCTU) ở Đài Loan, là một phụ kiện của Phòng thí nghiệm đo điểm chuẩn mạng NCTU. ORANge đã cung cấp các tình huống thử nghiệm khác nhau nhằm giải quyết các vấn đề thử nghiệm theo nhu cầu của người dùng. Cấu trúc liên kết chi tiết được hiển thị trên Hình 2.

Hình 2. Cấu trúc liên kết cho các bài kiểm tra năng lực UE mạng SCAS và 5GC

Một thiết bị duy nhất của NSA 7150 với phần mềm ORANge chạy trên nó hoạt động như một bộ tạo UE và gửi tín hiệu đến trình mô phỏng Mạng lõi Amari Callbox 5G SA. Kết quả là 12.000 UE đã được đăng ký thành công, đây là giá trị ranh giới tối đa cho thiết bị thử nghiệm này, nhưng không phải là giới hạn cho NSA 7150.
Kiểm tra Thông số kỹ thuật đảm bảo an ninh 5G (SCAS) cho thấy kết quả trong Đặc điểm kỹ thuật đảm bảo an ninh 5G TS 33.512 cho chức năng quản lý truy cập và di động (AMF), do 3GPP công bố.

Các thử nghiệm đã thực hiện và kết quả đạt được cho thấy NSA 7150 có thể đáp ứng các tiêu chuẩn quốc tế về Đặc điểm kỹ thuật đảm bảo an ninh 5G cho chức năng quản lý Truy cập và Di động. NSA 7150 cũng hoạt động đáng kể như một máy phát 5G UE để tăng cường dung lượng mạng lõi. Nó cũng được thử nghiệm sẵn sàng để sử dụng ở giai đoạn RU, DU hoặc CU, hoặc như trong thử nghiệm SCAS có thể hoạt động như DU + CU + DU đồng thời.

Hơn nữa, NSA 7150 có sẵn trong nhiều SKU, với các tùy chọn khác nhau của bộ xử lý Intel® và mô-đun LAN để phù hợp nhất với nhiều loại kiến ​​trúc O-RAN. Các hiệu suất và băng thông có thể tùy chỉnh mang lại tính linh hoạt cao nhất cho nhiều trường hợp sử dụng, khiến nó trở thành giải pháp thân thiện nhất nhưng tốt nhất cho các bệnh viện hoặc trường học để xây dựng mạng 5G riêng.

Kết luận

NSA 7150 là một thiết bị NFVi hiệu suất cao hoàn hảo cho các nhà cung cấp dịch vụ và các chuyên gia doanh nghiệp. Thiết kế linh hoạt độc đáo của nó cho phép nó được triển khai ở bất kỳ giai đoạn nào của mạng 5G (RU, DU, CU). NSA 7150 được xây dựng với các công nghệ mới nhất để tối đa hóa nguồn tài nguyên cho việc triển khai mạng ảo, trao quyền cho các chuyên gia CNTT để thực hiện các kịch bản ứng dụng và trường hợp sử dụng rộng rãi, bao gồm bệnh viện và khuôn viên trường đại học, và những nơi khác tập trung đông người và các thiết bị IoT. NSA 7150 là một thiết bị duy nhất để kích hoạt nhiều ứng dụng và cung cấp hiệu suất tuyệt vời mà không có bất kỳ sự hy sinh về bảo mật hoặc lưu lượng nào.