શા માટે 5G ને નેટવર્ક સ્લાઇસિંગની જરૂર છે, 5G નેટવર્ક સ્લાઇસિંગ કેવી રીતે અમલમાં મૂકવું?

5G અને નેટવર્ક સ્લાઇસિંગ
જ્યારે 5G નો વ્યાપકપણે ઉલ્લેખ કરવામાં આવે છે, ત્યારે નેટવર્ક સ્લાઇસિંગ એ તેમની વચ્ચે સૌથી વધુ ચર્ચિત તકનીક છે. KT, SK Telecom, China Mobile, DT, KDDI, NTT જેવા નેટવર્ક ઓપરેટરો અને એરિક્સન, નોકિયા અને હુવેઈ જેવા સાધનોના વિક્રેતાઓ માને છે કે નેટવર્ક સ્લાઈસિંગ એ 5G યુગ માટે આદર્શ નેટવર્ક આર્કિટેક્ચર છે.
આ નવી ટેક્નોલોજી ઓપરેટરોને હાર્ડવેર ઈન્ફ્રાસ્ટ્રક્ચરમાં બહુવિધ વર્ચ્યુઅલ એન્ડ-ટુ-એન્ડ નેટવર્કને વિભાજિત કરવાની મંજૂરી આપે છે, અને દરેક નેટવર્ક સ્લાઈસને વિવિધ પ્રકારની સેવાઓની વિવિધ લાક્ષણિકતાઓને પહોંચી વળવા માટે ઉપકરણ, એક્સેસ નેટવર્ક, ટ્રાન્સપોર્ટ નેટવર્ક અને કોર નેટવર્કથી તાર્કિક રીતે અલગ કરવામાં આવે છે.
દરેક નેટવર્ક સ્લાઈસ માટે, વર્ચ્યુઅલ સર્વર્સ, નેટવર્ક બેન્ડવિડ્થ અને સેવાની ગુણવત્તા જેવા સમર્પિત સંસાધનોની સંપૂર્ણ ખાતરી આપવામાં આવે છે. સ્લાઇસેસ એકબીજાથી અલગ હોવાથી, એક સ્લાઇસમાં ભૂલો અથવા નિષ્ફળતા અન્ય સ્લાઇસેસના સંચારને અસર કરશે નહીં.

શા માટે 5G ને નેટવર્ક સ્લાઇસિંગની જરૂર છે?
ભૂતકાળથી વર્તમાન 4G નેટવર્ક સુધી, મોબાઇલ નેટવર્ક્સ મુખ્યત્વે મોબાઇલ ફોનને સેવા આપે છે, અને સામાન્ય રીતે મોબાઇલ ફોન્સ માટે માત્ર અમુક ઑપ્ટિમાઇઝેશન કરે છે. જો કે, 5G યુગમાં, મોબાઇલ નેટવર્કને વિવિધ પ્રકારના અને જરૂરિયાતોના ઉપકરણોની સેવા કરવાની જરૂર છે. ઉલ્લેખિત એપ્લિકેશનના ઘણા દૃશ્યોમાં મોબાઇલ બ્રોડબેન્ડ, મોટા પાયે આઇઓટી અને મિશન-ક્રિટીકલ આઇઓટીનો સમાવેશ થાય છે. તેઓ બધાને વિવિધ પ્રકારના નેટવર્કની જરૂર હોય છે અને ગતિશીલતા, એકાઉન્ટિંગ, સુરક્ષા, નીતિ નિયંત્રણ, વિલંબ, વિશ્વસનીયતા વગેરેમાં વિવિધ જરૂરિયાતો હોય છે.
ઉદાહરણ તરીકે, મોટા પાયે iot સેવા તાપમાન, ભેજ, વરસાદ વગેરેને માપવા માટે નિશ્ચિત સેન્સરને જોડે છે. મોબાઇલ નેટવર્કમાં મુખ્ય સેવા આપતા ફોનના હેન્ડઓવર, સ્થાન અપડેટ્સ અને અન્ય સુવિધાઓની જરૂર નથી. વધુમાં, સ્વાયત્ત ડ્રાઇવિંગ અને રોબોટ્સના રિમોટ કંટ્રોલ જેવી મિશન-ક્રિટીકલ આઇઓટી સેવાઓ માટે કેટલાક મિલિસેકન્ડ્સની એન્ડ-ટુ-એન્ડ લેટન્સીની જરૂર પડે છે, જે મોબાઇલ બ્રોડબેન્ડ સેવાઓથી ખૂબ જ અલગ છે.

5G ના મુખ્ય એપ્લિકેશન દૃશ્યો
શું આનો અર્થ એ છે કે અમને દરેક સેવા માટે સમર્પિત નેટવર્કની જરૂર છે? ઉદાહરણ તરીકે, એક 5G મોબાઇલ ફોન સેવા આપે છે, એક 5G વિશાળ iot સેવા આપે છે અને એક 5G મિશન ક્રિટિકલ આઇઓટી સેવા આપે છે. અમને જરૂર નથી, કારણ કે અમે એક અલગ ભૌતિક નેટવર્કમાંથી બહુવિધ લોજિકલ નેટવર્ક્સને વિભાજિત કરવા માટે નેટવર્ક સ્લાઇસિંગનો ઉપયોગ કરી શકીએ છીએ, જે ખૂબ ખર્ચ-અસરકારક અભિગમ છે!

નેટવર્ક સ્લાઇસિંગ માટે એપ્લિકેશન આવશ્યકતાઓ
NGMN દ્વારા બહાર પાડવામાં આવેલ 5G વ્હાઇટ પેપરમાં વર્ણવેલ 5G નેટવર્ક સ્લાઇસ નીચે દર્શાવેલ છે:

અમે એન્ડ-ટુ-એન્ડ નેટવર્ક સ્લાઇસિંગ કેવી રીતે અમલમાં મૂકીએ છીએ?
(1)5G વાયરલેસ એક્સેસ નેટવર્ક અને કોર નેટવર્ક: NFV
આજના મોબાઇલ નેટવર્કમાં, મુખ્ય ઉપકરણ મોબાઇલ ફોન છે. RAN(DU અને RU) અને મુખ્ય કાર્યો RAN વિક્રેતાઓ દ્વારા પ્રદાન કરવામાં આવેલા સમર્પિત નેટવર્ક સાધનોમાંથી બનાવવામાં આવ્યા છે. નેટવર્ક સ્લાઈસિંગને અમલમાં મૂકવા માટે, નેટવર્ક ફંક્શન વર્ચ્યુઅલાઈઝેશન (NFV) એ પૂર્વશરત છે. મૂળભૂત રીતે, NFV નો મુખ્ય વિચાર નેટવર્ક ફંક્શન સોફ્ટવેર (એટલે ​​કે MME, S/P-GW અને PCRF પેકેટ કોરમાં અને DU RAN માં) બધાને તેમના સમર્પિતમાં અલગથી બદલે કોમર્શિયલ સર્વર પરના વર્ચ્યુઅલ મશીનોમાં ગોઠવવાનો છે. નેટવર્ક ઉપકરણો. આ રીતે, RAN ને એજ ક્લાઉડ તરીકે ગણવામાં આવે છે, જ્યારે કોર ફંક્શનને કોર ક્લાઉડ તરીકે ગણવામાં આવે છે. ધાર પર અને કોર ક્લાઉડમાં સ્થિત VMS વચ્ચેનું જોડાણ SDN નો ઉપયોગ કરીને ગોઠવેલું છે. પછી, દરેક સેવા માટે એક સ્લાઈસ બનાવવામાં આવે છે (એટલે ​​કે ફોન સ્લાઈસ, મેસિવ આઈઓટી સ્લાઈસ, મિશન ક્રિટિકલ આઈઓટી સ્લાઈસ વગેરે).

 

નેટવર્ક સ્લાઇસિંગ(I)માંથી એકને કેવી રીતે અમલમાં મૂકવું?
નીચેની આકૃતિ બતાવે છે કે કેવી રીતે દરેક સેવા-વિશિષ્ટ એપ્લિકેશનને વર્ચ્યુઅલાઈઝ કરી શકાય છે અને દરેક સ્લાઈસમાં ઇન્સ્ટોલ કરી શકાય છે. ઉદાહરણ તરીકે, સ્લાઇસિંગ નીચે પ્રમાણે ગોઠવી શકાય છે:
(1)UHD સ્લાઇસિંગ: એજ ક્લાઉડમાં DU, 5G કોર (UP) અને કૅશ સર્વરને વર્ચ્યુઅલાઇઝ કરવું અને કોર ક્લાઉડમાં 5G કોર (CP) અને MVO સર્વરને વર્ચ્યુઅલાઇઝ કરવું
(2) ફોન સ્લાઈસિંગ: કોર ક્લાઉડમાં સંપૂર્ણ ગતિશીલતા ક્ષમતાઓ સાથે 5G કોરો (UP અને CP) અને IMS સર્વરને વર્ચ્યુઅલાઈઝ કરવું
(3) મોટા પાયે iot સ્લાઈસિંગ (દા.ત., સેન્સર નેટવર્ક્સ): કોર ક્લાઉડમાં સરળ અને હળવા વજનના 5G કોરને વર્ચ્યુઅલાઈઝ કરવામાં કોઈ ગતિશીલતા વ્યવસ્થાપન ક્ષમતાઓ નથી
(4) મિશન-ક્રિટિકલ આઇઓટી સ્લાઇસિંગ: ટ્રાન્સમિશન લેટન્સી ઘટાડવા માટે એજ ક્લાઉડમાં વર્ચ્યુઅલાઈઝ 5G કોરો (UP) અને સંકળાયેલ સર્વર્સ (દા.ત., V2X સર્વર્સ)
અત્યાર સુધી, અમે વિવિધ જરૂરિયાતો સાથે સેવાઓ માટે સમર્પિત સ્લાઇસેસ બનાવવાની જરૂર હતી. અને વર્ચ્યુઅલ નેટવર્ક ફંક્શન દરેક સ્લાઈસ (એટલે ​​કે એજ ક્લાઉડ અથવા કોર ક્લાઉડ)માં અલગ-અલગ જગ્યાએ અલગ-અલગ સર્વિસ લાક્ષણિકતાઓ અનુસાર મૂકવામાં આવે છે. વધુમાં, કેટલાક નેટવર્ક ફંક્શન્સ, જેમ કે બિલિંગ, પોલિસી કંટ્રોલ, વગેરે, અમુક સ્લાઈસમાં જરૂરી હોઈ શકે છે, પરંતુ અન્યમાં નહીં. ઓપરેટરો તેઓ ઇચ્છે તે રીતે નેટવર્ક સ્લાઇસિંગને કસ્ટમાઇઝ કરી શકે છે, અને કદાચ સૌથી વધુ ખર્ચ-અસરકારક રીત.

નેટવર્ક સ્લાઇસિંગ(I)માંથી એકને કેવી રીતે અમલમાં મૂકવું?
(2) એજ અને કોર ક્લાઉડ વચ્ચે નેટવર્ક સ્લાઇસિંગ: IP/MPLS-SDN
સૉફ્ટવેર વ્યાખ્યાયિત નેટવર્કિંગ, જોકે એક સરળ ખ્યાલ જ્યારે તે પ્રથમ વખત રજૂ કરવામાં આવ્યું હતું, તે વધુને વધુ જટિલ બની રહ્યું છે. ઉદાહરણ તરીકે ઓવરલેનું સ્વરૂપ લેતા, SDN ટેક્નોલોજી વર્તમાન નેટવર્ક ઈન્ફ્રાસ્ટ્રક્ચર પર વર્ચ્યુઅલ મશીનો વચ્ચે નેટવર્ક કનેક્શન પ્રદાન કરી શકે છે.

એન્ડ-ટુ-એન્ડ નેટવર્ક સ્લાઇસિંગ
પ્રથમ, અમે એજ ક્લાઉડ અને કોર ક્લાઉડ વર્ચ્યુઅલ મશીનો વચ્ચેનું નેટવર્ક કનેક્શન સુરક્ષિત છે તેની ખાતરી કેવી રીતે કરવી તે જોઈએ. વર્ચ્યુઅલ મશીનો વચ્ચેના નેટવર્કને IP/MPLS-SDN અને ટ્રાન્સપોર્ટ SDN પર આધારિત લાગુ કરવાની જરૂર છે. આ પેપરમાં, અમે રાઉટર વિક્રેતાઓ દ્વારા પ્રદાન કરવામાં આવેલ IP/MPLS-SDN પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરીએ છીએ. એરિક્સન અને જ્યુનિપર બંને IP/MPLS SDN નેટવર્ક આર્કિટેક્ચર ઉત્પાદનો ઓફર કરે છે. કામગીરી થોડી અલગ છે, પરંતુ SDN-આધારિત VMS વચ્ચેની કનેક્ટિવિટી ઘણી સમાન છે.
કોર ક્લાઉડમાં વર્ચ્યુઅલાઈઝ્ડ સર્વર્સ છે. સર્વરના હાઇપરવાઇઝરમાં, બિલ્ટ-ઇન vRouter/vSwitch ચલાવો. SDN કંટ્રોલર વર્ચ્યુઅલાઈઝ્ડ સર્વર અને DC G/W રાઉટર (PE રાઉટર જે ક્લાઉડ ડેટા સેન્ટરમાં MPLS L3 VPN બનાવે છે) વચ્ચે ટનલ કન્ફિગરેશન પૂરું પાડે છે. દરેક વર્ચ્યુઅલ મશીન (દા.ત. 5G IoT કોર) અને કોર ક્લાઉડમાં DC G/W રાઉટર્સ વચ્ચે SDN ટનલ (એટલે ​​કે MPLS GRE અથવા VXLAN) બનાવો.
SDN નિયંત્રક પછી આ ટનલ અને MPLS L3 VPN, જેમ કે IoT VPN વચ્ચેના મેપિંગનું સંચાલન કરે છે. પ્રક્રિયા એજ ક્લાઉડમાં સમાન છે, જે એજ ક્લાઉડથી IP/MPLS બેકબોન અને કોર ક્લાઉડ સાથે જોડાયેલી એક iot સ્લાઇસ બનાવે છે. આ પ્રક્રિયા પરિપક્વ અને અત્યાર સુધી ઉપલબ્ધ ટેક્નોલોજીઓ અને ધોરણોના આધારે લાગુ કરી શકાય છે.
(3) એજ અને કોર ક્લાઉડ વચ્ચે નેટવર્ક સ્લાઇસિંગ: IP/MPLS-SDN
હવે જે બચ્યું છે તે મોબાઈલ ફ્રન્ટહોલ નેટવર્ક છે. અમે એજ ક્લાઉડ અને 5G RU વચ્ચેના આ મોબાઇલ ફ્રન્ટહોલ્ડ નેટવર્કને કેવી રીતે કાપી શકીએ? સૌ પ્રથમ, 5G ફ્રન્ટ-હોલ નેટવર્કને પહેલા વ્યાખ્યાયિત કરવું આવશ્યક છે. ચર્ચા હેઠળ કેટલાક વિકલ્પો છે (દા.ત., DU અને RU ની કાર્યક્ષમતાને પુનઃવ્યાખ્યાયિત કરીને નવા પેકેટ-આધારિત ફોરવર્ડ નેટવર્કની રજૂઆત), પરંતુ હજુ સુધી કોઈ પ્રમાણભૂત વ્યાખ્યા કરવામાં આવી નથી. નીચેનો આંકડો ITU IMT 2020 કાર્યકારી જૂથમાં પ્રસ્તુત એક આકૃતિ છે અને વર્ચ્યુઅલાઈઝ્ડ ફ્રોનહોલ નેટવર્કનું ઉદાહરણ આપે છે.

ITU સંસ્થા દ્વારા 5G C-RAN નેટવર્ક સ્લાઇસિંગનું ઉદાહરણ