Tranchage de cœur de réseau intelligent pour IdO et MVNO : Débloquer le potentiel 5G dans les réseaux 3G/4G

Le tranchage de réseau (network slicing) est salué comme l'une des innovations 5G les plus transformationnelles, pourtant de nombreux opérateurs négligent son applicabilité immédiate. Bart Salaets, directeur de l'ingénierie système chez F5 Networks, souligne que la technologie peut déjà être exploitée pour offrir des expériences réseau sur mesure aujourd'hui.

En substance, le tranchage de réseau permet à un opérateur de partitionner une infrastructure physique unique en plusieurs réseaux logiques – chacun conçu pour répondre à des critères de performance distincts tels que le débit, la latence et la priorité.

Cette capacité est cruciale alors que les réseaux 5G évoluent pour supporter un large éventail de verticaux – de l'automobile et l'agriculture à la santé, la logistique et au-delà. Le tranchage dynamique de bout en bout permet aux services de faire évoluer les ressources réseau en temps réel, adaptant la demande de trafic avec précision.

Par exemple, le streaming vidéo haute définition nécessite une bande passante substantielle mais peut tolérer une latence modérée, tandis que les véhicules autonomes exigent une latence ultra-faible pour garantir la sécurité. En allouant des tranches dédiées, les opérateurs peuvent garantir le bon mélange de ressources pour chaque scénario.

Les réseaux de transport IP traditionnels réalisent un tranchage limité via les technologies VPN. En revanche, le tranchage 5G s'étend profondément dans le domaine radio, permettant le provisionnement des ressources du réseau d'accès radio jusqu'au cœur. Cette isolation de bout en bout permet, par exemple, à une voiture autonome d'être mappée à une tranche garantissant des porteurs à faible latence de la station de base au réseau cœur.

Tranchage de réseau aujourd'hui

Face aux demandes croissantes de l'Internet des objets (IdO) et des opérateurs de réseau virtuel mobile (MVNO), les opérateurs se tournent vers le tranchage au niveau cœur dans les infrastructures 3G et 4G existantes – réseaux qui manquent de support de tranchage au niveau radio.

Les approches actuelles reposent sur le DNS, exploitant les données de localisation et de nom de point d'accès (APN) pour router les sessions d'abonnés vers les passerelles de service (SGW) et les passerelles de réseau de données paquet (PGW). Cependant, ces méthodes ont des limites clés : elles ne peuvent pas allouer des groupes de dispositifs à des SGW spécifiques basés sur la localisation seule, et la création d'un nouvel APN pour chaque cohorte de dispositifs est fastidieuse et entrave l'isolation de divers cas d'usage IdO.

F5 Networks offre une solution pratique : le GTP Session Director, qui remplace le routage DNS conventionnel par des décisions granulaires et pilotées par politique au niveau de la couche GTP.

Chaque session GTP initiée par un dispositif utilisateur final est interceptée par le Session Director. Les politiques locales – telles que des plages IMSI, types de dispositifs ou identifiants d'application – dirigent la session vers un SGW ou PGW choisi. Par exemple, un déploiement de relève de compteurs intelligents pourrait allouer tous les dispositifs avec IMSI dans une plage spécifique à un ensemble dédié de SGW, assurant une performance prévisible.

Le même principe s'applique aux MVNO partageant l'APN d'un opérateur. En mappant la plage IMSI d'un MVNO, le Session Director route son trafic vers un PGW dédié qui gère exclusivement les sessions MVNO, fournissant ainsi une isolation claire sans avoir besoin d'APN supplémentaires.

Bien que la 3GPP ait introduit des concepts de pré-tranchage 5G tels que DECOR et eDECOR, le GTP Session Director se distingue en offrant une granularité de type tranche sans nécessiter de nouveaux attributs ou de mises à niveau du réseau cœur. Les opérateurs peuvent ainsi exploiter leurs actifs SGW et PGW existants pour supporter de nouveaux cas d'usage et maintenir la flexibilité.

Auteur : Bart Salaets, directeur de l'ingénierie système, F5 Networks