NO.66 | 2020.04.30
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【新知小百科】5G PPP白皮書-驗證5G技術效能

<檢測暨網通技術組/謝仁翔>

  5G網路的崛起帶動多元與廣泛的垂直應用生態發展,這些垂直應用對於5G網路的效能有著嚴格的要求,導致相關產業對於5G效能測試的需求大幅上升。效能測試的關鍵在於測試環境必須要能反映出垂直應用實際營運時所會面臨到的挑戰,並進一步驗證此5G環境是否適合垂直應用的運行,透過上述這類預先的標準化測試,垂直應用業者能夠在開始提供應用服務之前預先評估及確保其服務品質。為達到上述目的,5G生態系需要有一套能夠在初期提供軟體化5G網路營運環境之測試、量測及展現關鍵效能指標(Key Performance Index, KPI)的架構,目的在確保所部署的網路能提供適當的功能與服務品質以因應多元的垂直應用場域。為此,5G PPP(The 5G Public-Private Partnership)期能在5G生態系中提出5G KPI效能評估參考架構,作為網路營運業者及垂直應用業者之間落實服務水準協議(Service-level Agreement, SLA)的參考依據。
 
5G KPI之特性
 
1. 可行的效能保證(Viable Performance Assurance):

       垂直應用服務業者可透過一系列標準制定的5G KPI來評估其在5G網路中所能提供的應用服務。5G KPI會指出最大理論效能,若KPI指出之最大效能仍小於垂直應用服務所需之效能,則表示此網路環境不支援此垂直應用場景。因此,垂直應用服務業者應詳細評估其需求,例如使用者傳輸速率、峰值傳輸速率、容量、端對端的延遲、移動性等。
  為確保垂直應用服務品質,垂直應用業者應該跟可以保證效能KPI的網路營運業者合作。有鑑於此,5G PPP基礎設施計畫目的在於提高整體5G網路的效能,執行系統化的量測、測試及驗證以評估效能,並且公開這些資訊,提供給予垂直應用業者評估應用可行性。

2. 可預期的效能保證(Predictable Performance Assurance):
 
       效能測試必須考慮到多元的應用場景,並且依據網路組態設置及條件的選定來生成KPI。垂直應用業者可從上述系統化的流程來推得應用服務的可行性,並藉由建置模型來預估其服務在不同條件狀況下的效能表現。上述方法能提供垂直應用業者來預估其應用是否能於目標環境中完美運行。
  目前的實際商用5G網路環境並不適用垂直應用業者直接進行測試,僅能測試實驗網路,故5G PPP基礎設施計畫亦提供垂直應用業者相關服務,例如根據垂直應用之KPI要求來執行多元的5G環境的測試,經過收集、分析、整理後的測試資訊將會提供給予垂直應用業者,作為此5G環境是否支援其垂直應用的預估。


3. 隨插即用效能保證(Plug-and-play Performance Assurance):
 
  大多數的垂直應用業者都希望可以拓展其服務以擴大獲利,然而世界各地的商用5G網路環境不盡相同,垂直應用業者不太可能在不同的網路環境中一次又一次地進行效能測試,這既不切實際也不是商用網路環境所允許的。為此,5G KPI將可作為解決方案,執行短時間及合理成本的效能測試,且包含許多有利資訊,如網路架構、組態、測試案例等,並提供給垂直應用業者參考。

5G KPI之量測與驗證


1. 測試與監控(Testing and Monitoring):

  主動測試(Active testing)可以控制網路測試時的資料流類型及強度,因此可以具有更大的觀察性及選擇性,例如可選定要量測或監控特定元件的安全強韌性等。其中「測試(Test)」通常是在網路開始提供服務之前或是更新部署時執行;另一方面,「監控(Monitor)」是屬於在網路各個元件及各層中執行被動量測,除了可作為網路提供服務前的一種量測手法外,亦為後續網路營運時的管理方法。

2. 測試即服務(Testing-as-a Service)系統:

  5G新穎的網路架構隱含了許多可能會影響網路效能的因素,這也讓「測試」在網路營運業者與垂直應用業者間在簽署SLA時變得比以往更加重要。測試即服務(Testing-as-a Service, TaaS)系統可以大幅降低網路營運業者所需投入的測試成本,並盡可能地提供高品質的測試服務,TaaS系統整合所有測試及量測的工具,小至獨立裝置大至端到端地來驗證5G系統。


圖1 TaaS系統測試概觀
(圖片來源:5G PPP, Validating 5G Technology Performance, 2019-06)
  
  圖1指出TaaS系統如何整合各種不同的測試工具,並且能夠廣泛地在網路各個層面進行測試,從一致性到安全性;從效能至體驗品質 (Quality of Experience, QoE),均可以透過此系統進行測試。
  
  此份5G PPP白皮書概觀了目前5G發展所面臨的挑戰,並指出5G PPP致力於推動改善5G生態系,期能發展出一套完善的5G KPI架構。















資料來源:5G PPP
相關連結:
https://5g-ppp.eu/wp-content/uploads/2019/06/TMV-White-Paper-V1.1-25062019.pdf