Qu'est-ce que signifie virtualisation des fonctions réseaux et particulièrement dans le cas de la 5G? C'est ce que nous allons voir dans cette vidéo. Dans les années 90 et jusqu'en 2010, les équipements dans les réseaux mobiles étaient constitués de matériel spécifique sur lequel on développait du logiciel. Un commutateur, par exemple, était un matériel spécifique. Depuis les années 2010 et maintenant en 2020, les matériels sont génériques sur des calculateurs standard. On développe des fonctions logicielles de commutation de paquets ou de gestion de bases de données. On a de plus le développement des techniques de virtualisation. On est capable maintenant sur un calculateur d'avoir plusieurs machines virtuelles qui tournent en parallèle et qui sont vues comme chacune un calculateur. L'élasticité c'est la capacité à démarrer et à arrêter une machine quand c'est nécessaire, par exemple quand la charge augmente ou diminue. Dans un réseau 5G, tout ce que nous avons présenté en termes d'architecture, le gNB, l'UPF, l'AMF, le SMF, ce sont des entités fonctionnelles, ce sont des fonctions. Elles peuvent correspondre à des machines virtuelles qui tournent sur un matériel générique. Il ne faut pas oublier que nous avons une infrastructure physique avant tout, donc des stations de base, par exemple, réparties sur tout un territoire par l'opérateur. Cette infrastructure physique est constituée de calculateurs placés en certains endroits, et de liaisons et éventuellement de routeurs intermédiaires. Les fonctions l'AMF, l'UPF, SMF, sont activées sur certains calculateurs. Dans notre exemple, nous avons supposé qu'on avait un UPF plutôt à l'est, un UPF et un AMF ici, et un peu plus au sud un UPF. Lorsque la charge est moyenne à forte, avoir un UPF en trois localisations est peut-être nécessaire. Lorsque la charge diminue, par exemple pendant la nuit, il est possible de réduire le nombre de fonctions UPF. On peut très bien imaginer qu'on a un seul UPF qui tourne sur ce lieu central et que les calculateurs dans les deux autres villes sont éteints et constituent ainsi une économie d'énergie. L'élasticité impose que dans le calculateur on ait un orchestrateur, qui est la fonction capable de démarrer et d'arrêter des instances de fonctions, de démarrer et d'arrêter par exemple un SMF ou un AMF. L'élasticité est facilitée lorsqu'on a des serveurs sans état. En effet, cela permet d'éviter des longs et coûteux transferts de contexte. D'autre part, la virtualisation est une technique qui est utilisée depuis quelques années pour le Web, pour les serveurs http. Le choix a été fait pour la 5G de définir le plus possible les interfaces entre les fonctions par des protocoles sans état, et on parle de Service Based Interface. En d'autres termes, une fonction répond à des sollicitations mais ne va pas contenir des automates gérant des états différents. On a une requête, une réponse quasi immédiate. Ce n'est pas possible sur toutes les interfaces, et certaines interfaces ne sont pas SBI. Le choix du 3GPP a été de réutiliser http 2.0 pour les interfaces. Nous avons ici un exemple où sont visualisés l'ensemble des interfaces SBI service based interfaces entre l'AMF et l'AUSF, entre l'AMF et le SMF avec l'UDM. Les autres interfaces, notamment bien sûr l'interface radio mais l'interface entre le gNB et l'UPF, entre des UPF, ainsi que l'interface de contrôle des UPF par le SMF sont spécifiques et ne sont pas de type SBI. Voyons un peu plus loin ce qu'on peut faire avec la virtualisation. On sait que NFV va découpler l'architecture physique et les entités fonctionnelles. Grâce à ça, on peut imaginer qu'un opérateur déploie des tranches de réseau. C'est-à -dire qu'il va avoir plusieurs réseaux virtuels qui sont instanciés sur une infrastructure commune. Par exemple, une tranche ou un slice peut être dédié à un service spécifique comme une déclinaison uRLLC du réseau 5G. Un exemple sur le schéma ci-joint : l'opérateur va avoir une première tranche, par exemple eMBB, où le but c'est d'offrir du haut débit. Les fonctions sont principalement déployées sur un calculateur qui est un petit peu en amont dans le réseau. Cela permet de faire des économies d'échelle. En revanche, on peut imaginer que, pour une tranche uRLLC, comme le but c'est de fournir une très faible latence, l'ensemble des fonctions s'exécutent sur un calculateur qui est beaucoup plus proche du terminal. Cela permet d'avoir un réseau plus réactif. Ici, l'UPF va être exécuté sur un calculateur local, et on peut avoir enfin une tranche pour le Massive Machine Type Communication où on a des traitements plus en amont dans le réseau. Certaines fonctions sont communes. Par exemple, l'AMF est commun, et l'AMF va être capable d'indiquer au terminal sur quelle tranche il doit se positionner. Pour gérer les différentes tranches, on a une nouvelle entité fonctionnelle qui s'appelle NSSF pour Network Slicing Selection Function. Cette fonction va être capable de sélectionner les différentes tranches et de les organiser entre elles. En conclusion, un réseau 5G est un ensemble d'entités fonctionnelles ou de fonctions réseau, network functions. Une fonction c'est un ensemble cohérent de tâches qui peuvent s'exécuter dans des machines virtuelles sur du matériel générique. L'instance d'une fonction peut être démarrée ou éteinte en fonction de l'environnement. Les interfaces entre les différentes fonctions sont appelées SBI, Service Based Interfaces, et reposent sur des communications entre serveurs sans état. Avec le slicing, un opérateur peut déployer plusieurs réseaux virtuels visant chacun des KPI spécifiques sur une même infrastructure physique. [MUSIQUE] [MUSIQUE]
