Compartilhar via

Criar uma rede 5G privada

  • Artigo

Este artigo é o segundo de dois artigos sobre a implantação de redes 5G privadas.

Vá para o primeiro artigo

Há quatro componentes críticos para uma rede 5G privada: as funções locais de rádio e rede, a plataforma de computação de borda, o ecossistema de aplicativos e a nuvem. As soluções de rede 5G privadas geralmente são criadas como uma coleção de componentes livremente integrados. Essa abordagem de integração flexível pode fazer sentido em termos de pontos de demarcação física e organizacional, mas tem desvantagens. Os seguintes problemas são inerentes a essa abordagem:

  • Difícil de implantar
  • Difícil de gerenciar
  • Alto custo para escalar
  • Não seguro

A Microsoft oferece uma abordagem diferente para ajudar os operadores a aproveitar a oportunidade de fornecer 5G privado para empresas. Essa solução de rede 5G privada gerenciada por nuvem apresenta tecnologia de núcleo móvel nativa de nuvem, computação de borda avançada e uma escolha flexível de parceiros de rádio e aplicativos. A solução foi projetada para ser entregue e gerenciada por operadores. É apropriado para várias verticais do setor. A abordagem da Microsoft para redes 5G privadas oferece vantagens para operadores e empresas e uma escolha de plataformas e aplicativos.

A computação de borda de acesso múltiplo privada do Azure é uma solução para integrar computação de borda, rede e aplicativos em uma variedade de plataformas de borda. Ele foi projetado para ajudar operadores e parceiros a fornecer soluções MEC de alto desempenho para empresas.

Diagrama que mostra a pilha de computação de borda de acesso múltiplo privada do Azure.

Plataforma Azure Stack para a periferia

A computação de borda de multiacesso privada pode ser implantada em várias plataformas com as soluções do Azure Stack. As soluções do Azure Stack estendem os serviços e os recursos do Azure para vários ambientes, desde o datacenter até locais de borda e escritórios remotos. As empresas podem usar o Azure Stack para criar, implantar e executar aplicativos de computação híbridos e de borda consistentemente em ecossistemas de TI.

Azure Stack Edge é um dispositivo de borda gerenciado pelo Azure que traz a computação, o armazenamento e a inteligência do Azure para o ambiente empresarial. Como parte da solução privada de computação de borda multiacesso, o Azure Stack Edge fornece um ponto único para processar dados de rede móvel na borda. Ele permite a divisão local e inteligente do processamento de dados para processamento mais rápido e menor consumo de largura de banda.

Azure Private 5G Core

O componente final da arquitetura da Microsoft para redes 5G privadas é o núcleo móvel 4G/5G, que é implantado como um núcleo 5G autônomo com uma função de intertrabalho 4G opcional para habilitar o suporte para 4G LTE RAN. O 5G Core privado é uma solução totalmente virtualizada e nativa de nuvem que inclui funções de rede de núcleo 5G padrão.

Diagrama que mostra os principais componentes do Private 5G Core.

O Azure automatiza a implantação e a configuração do Private 5G Core no Azure Stack Edge. Para implantar e atualizar a configuração de rede, o operador de rede pode usar qualquer uma ou todas estas ferramentas:

  • A interface gráfica do portal Azure
  • A API REST do Gerenciador de Recursos do Azure
  • Modelos de implantação (modelos do ARM e/ou Terraform)

Os operadores podem usar sintaxe declarativa, no formato padrão de dados JSON ou Bicep, para configurar o núcleo. Isso permite a integração com pipelines de CI/CD, como o Azure DevOps ou o GitHub Actions, para implantações e atualizações repetíveis em vários sites de rede.

Os operadores não precisam implantar o 5G para se beneficiar de uma rede 5G privada habilitada para nuvem. Clientes e operadores corporativos podem implantar uma rede 5G privada em um ambiente somente 4G, somente 5G ou híbrido 4G/5G. O 5G Core privado dá suporte à transição do 4G para uma rede autônoma de 5G, para que as empresas possam começar com uma implementação 4G e migrar posteriormente para o 5G ou implantar uma solução privada 4G/5G híbrida.

Orquestração do Azure para cargas de trabalho de periferia

O Azure fornece várias ferramentas para integrar aplicativos de borda e funções de rede. A solução 5G privada da Microsoft usa Azure Arc e do Azure Network Function Manager.

O Azure Arc pode simplificar infraestruturas complexas distribuídas entre ambientes locais, de borda e de várias nuvens e estender o gerenciamento do Azure para esses ambientes.

Para cargas de trabalho de função de rede, o Network Function Manager é um serviço de orquestração nativo de nuvem que os clientes podem usar para implantar e provisionar funções de rede em plataformas do Azure Stack. A plataforma Azure Stack Edge Pro dá suporte ao Network Function Manager e tem uma GPU interna. Quando usado com o Azure Stack Edge, o Gerenciador de Funções de Rede fornece implantação, provisionamento e gerenciamento baseado em nuvem de funções de rede ou aplicativos em execução na borda privada, diretamente do portal do Azure. É um serviço gerenciado, portanto, um provedor de serviços gerenciado pelo Azure lida com atualizações, gerenciamento de ciclo de vida e suporte para funções de rede e aplicativos no dispositivo de borda. A plataforma dá suporte a máquinas virtuais e cargas de trabalho em contêineres e uma ou duas GPUs para aceleração.

Características da solução do Azure

Essa solução reduz significativamente o custo total de propriedade da operação de uma rede celular privada. Os seguintes atributos contribuem para reduzir os custos:

Rede 5G privada de telecomunicações como serviço

O Azure permite que os operadores implantem um núcleo móvel CBRS/4G/5G completo como um serviço. A abordagem privada de rede como serviço 5G altera a forma como as redes 5G privadas são implantadas e gerenciadas. Ele oferece aos operadores mais flexibilidade e permite que eles forneçam a funcionalidade do núcleo móvel como um serviço hospedado e gerenciado.

A solução pode ser integrada a uma variedade de sistemas RAN (rede de acesso de rádio) e de gerenciamento de identidade de assinante (SIM) por meio do ecossistema de parceiros da Microsoft. Além da integração com outros aplicativos no Azure, como do Azure Machine Learning e do Hub IoT do Azure, a solução tem recursos internos que as empresas precisam para integrações de serviço. Esses recursos normalmente incorrem em custo e computação separados e exigem operações complexas, mas essas funções são incluídas como parte dessa solução. Nenhum hardware adicional é necessário. A solução também fornece uma política local integrada para habilitar o tratamento de tráfego diferenciado com base em políticas sim configuradas na nuvem do Azure e sincronizadas com o Azure Private 5G Core.

Solução nativa de nuvem

Como usa a nuvem do Azure e o Azure Stack Edge, essa arquitetura de solução traz os benefícios da economia de nuvem e um modelo de consumo pago conforme o uso. Os clientes podem dimensionar e implantar a solução para suas cargas de trabalho atuais e evitar o risco de subestimação ou superestimação dos requisitos de recursos. A nuvem do Azure também fornece segurança e conformidade de privacidade aprimoradas internas. Os clientes podem implantar com confiança a solução em verticais que exigem privacidade rigorosa de dados, como saúde, governo, segurança pública e defesa. A implantação de uma solução baseada em borda que usa o Azure Stack Edge fornece serviços de conectividade e a capacidade de implantar aplicativos de borda. Essa combinação ajuda os clientes a implantar aplicativos de borda que exigem processamento de computação de borda e baixa latência.

Gerenciamento de nuvem, automação e observabilidade

A solução é gerenciada remotamente por meio da nuvem do Azure. É uma solução multilocatário que fornece controle de acesso baseado em função aos administradores de rede, permitindo que eles exibam, gerenciem e controlem redes 5G privadas e SIMs. O gerenciamento de nuvem fornece economia de custos por vários motivos:

  • A solução pode ser atendida sem a necessidade de enviar técnicos ou agentes para um site.
  • O gerenciamento de nuvem elimina a necessidade de um sistema de suporte a operações local (OSS) adicional.
  • As APIs de norte expostas podem ser facilmente integradas com soluções SIM e OSS/BSS (sistema de suporte empresarial) existentes.

A automação fornece uma melhor experiência do usuário e simplifica a implantação. A automação pode reduzir a implantação da solução de semanas para horas, independentemente de a implantação ser gerenciada pelo operador, um MSP (provedor de serviços gerenciados) ou um parceiro. Sem automação, a escala necessária para implantar uma solução para milhares de empresas e consumidores é inatingível. a Automação do Azure fornece automação baseada em nuvem, atualizações do sistema operacional e um serviço de configuração que dá suporte a gerenciamento consistente em ambientes do Azure e não do Azure. Ele inclui automação de processos, gerenciamento de configuração, gerenciamento de atualizações, recursos compartilhados e recursos heterogêneos.

Diagrama que descreve o Azure Monitor.

A abordagem de painel único não permite apenas que os operadores implantem o serviço. Também instancia rapidamente o serviço de rede 5G privada em escala para suas empresas. Em seguida, o portal pode ser usado para garantia de serviço completo e automação, incluindo configuração, falha e gerenciamento de desempenho.

Azure Private 5G Core e Azure Stack Edge relatam métricas e alarmes ao Azure Monitor para fornecer insights de rede. Os operadores podem usar esses insights para automação de loop fechado e para fornecer garantia de serviço aos clientes. Além dos insights de rede, esses dados podem fornecer business intelligence útil e monetização de rede para clientes corporativos.

Integração com os serviços do Azure

Essa solução permite um ecossistema de aplicativos para operadores e clientes empresariais. Esses aplicativos incluem aplicativos de business intelligence e análise e aplicativos de IA e machine learning da Microsoft e outros. A computação de borda de multiacesso privada do Azure combina o Private 5G Core e o ambiente de computação de borda gerenciado pelo Azure em uma única arquitetura. Essa colocação permite que as empresas movam dados para dentro e para fora de suas redes móveis para processamento e escolham quais dados devem ser processados no local e quais devem ser enviados para a nuvem.

Diagrama que mostra alguns dos aplicativos integrados.

MEC para rede e aplicativos

Um operador precisa fornecer a infraestrutura de rádio local e a computação gerenciada para um serviço de rede 5G privado. Um componente de computação de borda de nuvem também é necessário para processar aplicativos e serviços de nuvem. Uma solução é uma borda compartilhada em que as funções de rede móvel e os aplicativos de borda local são executados lado a lado. Eles são executados em uma estrutura de segurança de confiança zero comum fornecida pelo Azure Stack Edge. Essa abordagem fornece integração perfeita entre a rede 5G, a computação de borda e a nuvem e reduz significativamente o CapEx e o OpEx.

Soluções alternativas envolvem dividir as funções de computação em dois conjuntos: um gerenciado pelo operador e outro pela empresa ou outro provedor de serviços gerenciados. Nessa abordagem, a arquitetura da solução divide o gerenciamento, mas as empresas se beneficiam de usar o Azure como a camada de gerenciamento comum para redes e aplicativos.

Por exemplo, considere um cenário em que o cliente corporativo é uma rede de varejo com centenas de lojas. A empresa pode optar por integrar um conjunto seleto de aplicativos conectados modernos à rede 5G privada em uma única plataforma de computação gerenciada pelo operador. Ou a empresa pode usar duas plataformas de computação distintas em cada local: uma para as funções de rede móvel (gerenciadas pelo operador) e outra para executar aplicativos de nuvem distribuída e desenvolvidos pela empresa. A arquitetura fornecerá flexibilidade para a empresa e o operador.

A experiência de telecomunicações

Essa solução atende aos requisitos de alto desempenho, alta disponibilidade e baixa latência dos serviços de nuvem de telecomunicações. Ele é otimizado para ajudar operadores e MSPs a gerenciar e controlar serviços de rede 5G privados para seus clientes corporativos. Ao atender aos requisitos de infraestrutura de redes 5G privadas em uma plataforma perfeita e altamente escalonável, a solução permite que os operadores se concentrem em seus pontos fortes e tragam o valor da nuvem para seus clientes.

Perguntas de clientes corporativos

À medida que as empresas se tornam consumidores mais bem educados de serviços de rede 5G privados, elas procurarão recursos específicos que se alinhem aos seus requisitos exclusivos e casos de uso. Aqui estão algumas das perguntas que as operadoras móveis podem esperar ouvir de potenciais clientes corporativos:

Quão integradas são as plataformas de borda e núcleo móvel?

A computação de borda de multiacesso privada do Azure combina o Private 5G Core e o ambiente de computação de borda em uma única arquitetura. A integração perfeita entre o núcleo e a borda fornece garantia de que a solução de rede privada funcionará conforme o esperado. Soluções de vários fornecedores podem levar a longas integrações e desafios quando surgem problemas técnicos. Como redes 5G privadas podem lidar com aplicativos críticos, interrupções não são aceitáveis.

A solução oferece gerenciamento de ponta a ponta?

O gerenciamento de ponta a ponta precisa incorporar o Azure e os serviços de parceiro em uma estrutura de gerenciamento comum. Atualmente, o Azure fornece consistência para a plataforma de borda, o Kubernetes e o Private 5G Core. Também recomendamos que os operadores desenvolvam ou integrem seu gerenciamento de pedidos e serviços por meio de APIs do Azure para fornecer automação para simplificar o consumo de redes 5G privadas.

A solução é confiável?

A computação de borda de multiacesso privada do Azure dá suporte a várias camadas de confiabilidade. As empresas esperam conectividade de alta disponibilidade para cargas de trabalho críticas. O Azure fornece implantação de borda de vários nós com clusters locais do Serviço de Kubernetes do Azure (AKS) para executar os contêineres do Private 5G Core. Para obter informações sobre o SLA do Private 5G Core, consulte a página SLA do Azure depois que o produto atingir a disponibilidade geral.

A solução é simples, mas flexível o suficiente para ser dimensionada dinamicamente?

À medida que as empresas perceberem os benefícios da execução de aplicativos e operações em uma rede 5G privada, o volume de rede se expandirá para outras áreas de negócios e outros sites. Os operadores precisarão dimensionar essas soluções de forma rápida e econômica. Ter um núcleo móvel baseado em nuvem oferece uma vantagem significativa nesse cenário.

Qual é a segurança da rede?

A implantação efetiva do modelo de segurança Azure Zero Trust dentro de uma arquitetura comum ajuda a garantir a aplicação consistente da política de segurança entre funções de operador e empresa. O modelo de segurança está habilitado em todos os componentes de serviço do Azure.

A rede 5G privada se integrará aos meus aplicativos comerciais existentes e dará suporte aos meus dispositivos?

A abordagem do Azure é fornecer APIs abertas e padronizadas, provisionamento sim e gerenciamento de perfil para integração com aplicativos e dispositivos empresariais. As parcerias do Azure com a maioria dos fornecedores de aplicativos e dispositivos de rede podem ajudar a fornecer uma integração suave. Como a Microsoft possui os componentes da nuvem e do núcleo móvel, a integração com sistemas OSS/BSS é simplificada.

Como posso ver o que está acontecendo na minha rede?

Com uma solução unificada do Azure, as empresas e operadores podem exibir, gerenciar e monitorar tudo, desde dados de telemetria até tráfego de rede usando uma única ferramenta de gerenciamento. O gerenciamento comum do ciclo de vida, a política de segurança e a orquestração fornecem visibilidade e controle de ponta a ponta para gerenciar o serviço.

A plataforma dá suporte à automação e à orquestração de serviços?

Contêineres e microsserviços são os blocos de construção para aplicativos empresariais. A capacidade de automatizar e orquestrar novos serviços móveis é essencial para operadores e empresas à medida que criam novos aplicativos e serviços em suas redes 5G. As empresas também precisam ser capazes de hospedar esses aplicativos localmente ou na nuvem. A solução do Azure fornece automação e orquestração em todos os domínios e funções de rede: física, virtual e nuvem.

Como fazer para analisar dados de rede móvel?

Os dispositivos conectados geram dados que podem ser úteis para as empresas. Com essa solução, as empresas podem trazer dados para o ambiente do Azure com segurança aprimorada. Eles podem usar esses dados para IA, machine learning e análise, incluindo análise por meio de ferramentas de business intelligence da Microsoft e outros.

Colaboradores

Este artigo é mantido pela Microsoft. Foi originalmente escrito pelos colaboradores a seguir.

Autor principal:

Outro colaborador:

Para ver perfis não públicos do LinkedIn, entre no LinkedIn.

Próximas etapas