5G ला नेटवर्क स्लाइसिंगची आवश्यकता का आहे, 5G नेटवर्क स्लाइसिंग कसे लागू करावे?

5G आणि नेटवर्क स्लाइसिंग
जेव्हा 5G चा मोठ्या प्रमाणावर उल्लेख केला जातो, तेव्हा नेटवर्क स्लाइसिंग हे त्यापैकी सर्वाधिक चर्चेत असलेले तंत्रज्ञान आहे. KT, SK Telecom, China Mobile, DT, KDDI, NTT सारखे नेटवर्क ऑपरेटर आणि Ericsson, Nokia आणि Huawei सारखे उपकरणे विक्रेते सर्व मानतात की नेटवर्क स्लाइसिंग हे 5G युगासाठी आदर्श नेटवर्क आर्किटेक्चर आहे.
हे नवीन तंत्रज्ञान ऑपरेटर्सना हार्डवेअर इन्फ्रास्ट्रक्चरमध्ये एकाधिक व्हर्च्युअल एंड-टू-एंड नेटवर्कचे विभाजन करण्यास अनुमती देते आणि प्रत्येक नेटवर्क स्लाइस विविध प्रकारच्या सेवांच्या विविध वैशिष्ट्यांची पूर्तता करण्यासाठी डिव्हाइस, ऍक्सेस नेटवर्क, ट्रान्सपोर्ट नेटवर्क आणि कोअर नेटवर्कपासून तार्किकदृष्ट्या वेगळे केले जाते.
प्रत्येक नेटवर्क स्लाइससाठी, समर्पित संसाधने जसे की आभासी सर्व्हर, नेटवर्क बँडविड्थ आणि सेवेची गुणवत्ता पूर्णपणे हमी दिली जाते. स्लाइस एकमेकांपासून विलग असल्याने, एका स्लाइसमधील त्रुटी किंवा बिघाड इतर स्लाइसच्या संवादावर परिणाम करणार नाहीत.

5G ला नेटवर्क स्लाइसिंगची आवश्यकता का आहे?
भूतकाळापासून ते सध्याच्या 4G नेटवर्कपर्यंत, मोबाइल नेटवर्क प्रामुख्याने मोबाइल फोनची सेवा देतात आणि सामान्यतः मोबाइल फोनसाठी काही ऑप्टिमायझेशन करतात. तथापि, 5G युगात, मोबाइल नेटवर्कना विविध प्रकारची आणि आवश्यकता असलेली उपकरणे पुरवणे आवश्यक आहे. नमूद केलेल्या अनेक अनुप्रयोग परिस्थितींमध्ये मोबाइल ब्रॉडबँड, मोठ्या प्रमाणात आयओटी आणि मिशन-क्रिटिकल आयओटी यांचा समावेश आहे. त्या सर्वांना वेगवेगळ्या प्रकारच्या नेटवर्कची आवश्यकता असते आणि गतिशीलता, लेखा, सुरक्षा, धोरण नियंत्रण, विलंबता, विश्वासार्हता आणि यासारख्या विविध आवश्यकता असतात.
उदाहरणार्थ, मोठ्या प्रमाणावरील iot सेवा तापमान, आर्द्रता, पाऊस इ. मोजण्यासाठी निश्चित सेन्सर जोडते. मोबाइल नेटवर्कमधील मुख्य सेवा देणाऱ्या फोनच्या हँडओव्हर, स्थान अद्यतने आणि इतर वैशिष्ट्यांची आवश्यकता नसते. याव्यतिरिक्त, स्वायत्त ड्रायव्हिंग आणि रोबोट्सचे रिमोट कंट्रोल यासारख्या मिशन-क्रिटिकल आयओटी सेवांना अनेक मिलिसेकंदांच्या एंड-टू-एंड लेटन्सीची आवश्यकता असते, जी मोबाइल ब्रॉडबँड सेवांपेक्षा खूप वेगळी असते.

5G चे मुख्य ऍप्लिकेशन परिस्थिती
याचा अर्थ आम्हाला प्रत्येक सेवेसाठी समर्पित नेटवर्कची आवश्यकता आहे का? उदाहरणार्थ, एक 5G मोबाईल फोन सर्व्ह करतो, एक 5G मोठ्या प्रमाणात आयओटी देतो आणि एक 5G मिशन क्रिटिकल आयओटी देतो. आम्हाला याची गरज नाही, कारण आम्ही वेगळ्या भौतिक नेटवर्कमधून एकाधिक तार्किक नेटवर्क विभाजित करण्यासाठी नेटवर्क स्लाइसिंग वापरू शकतो, जो एक अतिशय किफायतशीर दृष्टीकोन आहे!

नेटवर्क स्लाइसिंगसाठी अर्ज आवश्यकता
NGMN ने जारी केलेल्या 5G श्वेतपत्रिकेत वर्णन केलेले 5G नेटवर्क स्लाइस खाली दर्शविले आहे:

आम्ही एंड-टू-एंड नेटवर्क स्लाइसिंग कसे लागू करू?
(1)5G वायरलेस एक्सेस नेटवर्क आणि कोर नेटवर्क: NFV
आजच्या मोबाइल नेटवर्कमध्ये, मुख्य साधन मोबाइल फोन आहे. RAN (DU आणि RU) आणि कोर फंक्शन्स RAN विक्रेत्यांद्वारे प्रदान केलेल्या समर्पित नेटवर्क उपकरणांमधून तयार केले जातात. नेटवर्क स्लाइसिंग लागू करण्यासाठी, नेटवर्क फंक्शन व्हर्च्युअलायझेशन (NFV) ही एक पूर्व शर्त आहे. मुळात, NFV ची मुख्य कल्पना म्हणजे नेटवर्क फंक्शन सॉफ्टवेअर (म्हणजे MME, S/P-GW आणि PCRF पॅकेट कोरमध्ये आणि DU RAN मध्ये) सर्व व्हर्च्युअल मशीन्समध्ये त्यांच्या समर्पित ऐवजी स्वतंत्रपणे व्यावसायिक सर्व्हरवर तैनात करणे. नेटवर्क उपकरणे. अशाप्रकारे, RAN ला एज क्लाउड मानले जाते, तर कोर फंक्शन कोर क्लाउड म्हणून मानले जाते. काठावर आणि कोर क्लाउडमध्ये स्थित VMS मधील कनेक्शन SDN वापरून कॉन्फिगर केले आहे. त्यानंतर, प्रत्येक सेवेसाठी एक स्लाइस तयार केला जातो (म्हणजे फोन स्लाइस, मॅसिव्ह आयओटी स्लाइस, मिशन क्रिटिकल आयओटी स्लाइस इ.).

 

नेटवर्क स्लाइसिंग (I) पैकी एक कसे अंमलात आणायचे?
खालील आकृती दर्शवते की प्रत्येक सेवा-विशिष्ट अनुप्रयोग प्रत्येक स्लाइसमध्ये कसे आभासीकरण आणि स्थापित केले जाऊ शकते. उदाहरणार्थ, स्लाइसिंग खालीलप्रमाणे कॉन्फिगर केले जाऊ शकते:
(1)UHD स्लाइसिंग: एज क्लाउडमध्ये DU, 5G कोर (UP) आणि कॅशे सर्व्हरचे आभासीकरण करणे आणि कोर क्लाउडमध्ये 5G कोर (CP) आणि MVO सर्व्हरचे आभासीकरण करणे
(२) फोन स्लाइसिंग: कोर क्लाउडमध्ये पूर्ण गतिशीलता क्षमतांसह 5G कोर (UP आणि CP) आणि IMS सर्व्हरचे आभासीकरण करणे
(३) मोठ्या प्रमाणात आयओटी स्लाइसिंग (उदा., सेन्सर नेटवर्क): कोर क्लाउडमध्ये साध्या आणि हलक्या वजनाच्या 5G कोरचे आभासीकरण करण्यासाठी कोणतीही गतिशीलता व्यवस्थापन क्षमता नाही
(४) मिशन-क्रिटिकल आयओटी स्लाइसिंग: ट्रान्समिशन लेटन्सी कमी करण्यासाठी एज क्लाउडमध्ये 5G कोर (UP) आणि संबंधित सर्व्हर (उदा. V2X सर्व्हर) आभासीकरण
आतापर्यंत, आम्हाला वेगवेगळ्या आवश्यकतांसह सेवांसाठी समर्पित स्लाइस तयार करण्याची आवश्यकता आहे. आणि व्हर्च्युअल नेटवर्क फंक्शन्स वेगवेगळ्या सेवा वैशिष्ट्यांनुसार प्रत्येक स्लाइसमध्ये (म्हणजे एज क्लाउड किंवा कोर क्लाउड) वेगवेगळ्या ठिकाणी ठेवल्या जातात. याव्यतिरिक्त, काही नेटवर्क फंक्शन्स, जसे की बिलिंग, पॉलिसी कंट्रोल इ. काही स्लाइसमध्ये आवश्यक असू शकतात, परंतु इतरांमध्ये नाही. ऑपरेटर त्यांना हव्या त्या मार्गाने नेटवर्क स्लाइसिंग सानुकूलित करू शकतात आणि कदाचित सर्वात किफायतशीर मार्ग.

नेटवर्क स्लाइसिंग (I) पैकी एक कसे अंमलात आणायचे?
(२) काठ आणि कोर क्लाउड दरम्यान नेटवर्क स्लाइसिंग: IP/MPLS-SDN
सॉफ्टवेअर परिभाषित नेटवर्किंग, जरी ती प्रथम सादर केली गेली तेव्हा एक सोपी संकल्पना असली तरी ती अधिकाधिक जटिल होत आहे. उदाहरण म्हणून आच्छादनाचे स्वरूप घेतल्यास, SDN तंत्रज्ञान विद्यमान नेटवर्क इन्फ्रास्ट्रक्चरवर व्हर्च्युअल मशीन दरम्यान नेटवर्क कनेक्शन प्रदान करू शकते.

एंड-टू-एंड नेटवर्क स्लाइसिंग
प्रथम, आम्ही एज क्लाउड आणि कोर क्लाउड व्हर्च्युअल मशीनमधील नेटवर्क कनेक्शन सुरक्षित असल्याची खात्री कशी करायची ते पाहतो. व्हर्च्युअल मशीनमधील नेटवर्क IP/MPLS-SDN आणि ट्रान्सपोर्ट SDN वर आधारित कार्यान्वित करणे आवश्यक आहे. या पेपरमध्ये, आम्ही राउटर विक्रेत्यांद्वारे प्रदान केलेल्या IP/MPLS-SDN वर लक्ष केंद्रित करतो. Ericsson आणि Juniper दोघेही IP/MPLS SDN नेटवर्क आर्किटेक्चर उत्पादने देतात. ऑपरेशन्स थोडे वेगळे आहेत, परंतु SDN-आधारित VMS मधील कनेक्टिव्हिटी खूप समान आहे.
कोर क्लाउडमध्ये आभासी सर्व्हर आहेत. सर्व्हरच्या हायपरवाइजरमध्ये, अंगभूत vRouter/vSwitch चालवा. SDN कंट्रोलर वर्च्युअलाइज्ड सर्व्हर आणि DC G/W राउटर (पीई राउटर जो क्लाउड डेटा सेंटरमध्ये MPLS L3 VPN तयार करतो) दरम्यान टनेल कॉन्फिगरेशन प्रदान करतो. कोर क्लाउडमध्ये प्रत्येक आभासी मशीन (उदा. 5G IoT कोर) आणि DC G/W राउटर दरम्यान SDN बोगदे (म्हणजे MPLS GRE किंवा VXLAN) तयार करा.
SDN कंट्रोलर नंतर हे बोगदे आणि MPLS L3 VPN, जसे की IoT VPN मधील मॅपिंग व्यवस्थापित करतो. एज क्लाउडमध्ये ही प्रक्रिया सारखीच असते, ज्यामुळे एज क्लाउडपासून आयपी/एमपीएलएस बॅकबोनला जोडलेले एक आयओटी स्लाइस तयार केले जाते आणि सर्व मार्ग कोर क्लाउडला जोडले जाते. ही प्रक्रिया परिपक्व आणि आतापर्यंत उपलब्ध असलेल्या तंत्रज्ञान आणि मानकांच्या आधारे लागू केली जाऊ शकते.
(३) काठ आणि कोर क्लाउड दरम्यान नेटवर्क स्लाइसिंग: IP/MPLS-SDN
आता उरले आहे ते मोबाईल फ्रंटहॉल नेटवर्क. एज क्लाउड आणि 5G RU मधील हे मोबाईल फ्रंटहोल्ड नेटवर्क कसे कापायचे? सर्व प्रथम, 5G फ्रंट-हॉल नेटवर्क प्रथम परिभाषित करणे आवश्यक आहे. काही पर्याय चर्चेत आहेत (उदा., DU आणि RU ची कार्यक्षमता पुन्हा परिभाषित करून नवीन पॅकेट-आधारित फॉरवर्ड नेटवर्क सादर करणे), परंतु अद्याप कोणतीही मानक व्याख्या केली गेली नाही. खालील आकृती ITU IMT 2020 वर्किंग ग्रुपमध्ये सादर केलेली आकृती आहे आणि व्हर्च्युअलाइज्ड फ्रॉनहॉल नेटवर्कचे उदाहरण देते.

ITU संस्थेद्वारे 5G C-RAN नेटवर्क स्लाइसिंगचे उदाहरण