5G-ക്ക് നെറ്റ്‌വർക്ക് സ്ലൈസിംഗ് ആവശ്യമായി വരുന്നത് എന്തുകൊണ്ട്, 5G നെറ്റ്‌വർക്ക് സ്ലൈസിംഗ് എങ്ങനെ നടപ്പിലാക്കാം?

5G-യും നെറ്റ്‌വർക്ക് സ്ലൈസിംഗും
5G എന്ന സാങ്കേതികവിദ്യ വ്യാപകമായി പരാമർശിക്കപ്പെടുമ്പോൾ, നെറ്റ്‌വർക്ക് സ്ലൈസിംഗ് ആണ് ഏറ്റവും കൂടുതൽ ചർച്ച ചെയ്യപ്പെടുന്ന സാങ്കേതികവിദ്യ. KT, SK ടെലികോം, ചൈന മൊബൈൽ, DT, KDDI, NTT തുടങ്ങിയ നെറ്റ്‌വർക്ക് ഓപ്പറേറ്റർമാരും എറിക്‌സൺ, നോക്കിയ, ഹുവാവേ തുടങ്ങിയ ഉപകരണ വിൽപ്പനക്കാരും 5G യുഗത്തിന് അനുയോജ്യമായ നെറ്റ്‌വർക്ക് ആർക്കിടെക്ചറാണ് നെറ്റ്‌വർക്ക് സ്ലൈസിംഗ് എന്ന് വിശ്വസിക്കുന്നു.
ഈ പുതിയ സാങ്കേതികവിദ്യ ഓപ്പറേറ്റർമാർക്ക് ഒരു ഹാർഡ്‌വെയർ ഇൻഫ്രാസ്ട്രക്ചറിൽ ഒന്നിലധികം വെർച്വൽ എൻഡ്-ടു-എൻഡ് നെറ്റ്‌വർക്കുകൾ വിഭജിക്കാൻ അനുവദിക്കുന്നു, കൂടാതെ ഓരോ നെറ്റ്‌വർക്ക് സ്ലൈസും വിവിധ തരത്തിലുള്ള സേവനങ്ങളുടെ വ്യത്യസ്ത സവിശേഷതകൾ നിറവേറ്റുന്നതിനായി ഉപകരണം, ആക്‌സസ് നെറ്റ്‌വർക്ക്, ട്രാൻസ്‌പോർട്ട് നെറ്റ്‌വർക്ക്, കോർ നെറ്റ്‌വർക്ക് എന്നിവയിൽ നിന്ന് യുക്തിസഹമായി വേർതിരിച്ചിരിക്കുന്നു.
ഓരോ നെറ്റ്‌വർക്ക് സ്ലൈസിനും, വെർച്വൽ സെർവറുകൾ, നെറ്റ്‌വർക്ക് ബാൻഡ്‌വിഡ്ത്ത്, സേവന നിലവാരം തുടങ്ങിയ സമർപ്പിത ഉറവിടങ്ങൾ പൂർണ്ണമായും ഉറപ്പുനൽകുന്നു. സ്ലൈസുകൾ പരസ്പരം വേർതിരിച്ചിരിക്കുന്നതിനാൽ, ഒരു സ്ലൈസിലെ പിശകുകളോ പരാജയങ്ങളോ മറ്റ് സ്ലൈസുകളുടെ ആശയവിനിമയത്തെ ബാധിക്കില്ല.

5G ക്ക് നെറ്റ്‌വർക്ക് സ്ലൈസിംഗ് ആവശ്യമായി വരുന്നത് എന്തുകൊണ്ട്?
പഴയത് മുതൽ നിലവിലുള്ള 4G നെറ്റ്‌വർക്ക് വരെ, മൊബൈൽ നെറ്റ്‌വർക്കുകൾ പ്രധാനമായും മൊബൈൽ ഫോണുകളെയാണ് സേവിക്കുന്നത്, സാധാരണയായി മൊബൈൽ ഫോണുകൾക്കായി ചില ഒപ്റ്റിമൈസേഷനുകൾ മാത്രമേ ചെയ്യുന്നുള്ളൂ. എന്നിരുന്നാലും, 5G യുഗത്തിൽ, മൊബൈൽ നെറ്റ്‌വർക്കുകൾ വിവിധ തരങ്ങളുടെയും ആവശ്യകതകളുടെയും ഉപകരണങ്ങൾക്ക് സേവനം നൽകേണ്ടതുണ്ട്. പരാമർശിച്ചിരിക്കുന്ന പല ആപ്ലിക്കേഷൻ സാഹചര്യങ്ങളിലും മൊബൈൽ ബ്രോഡ്‌ബാൻഡ്, വലിയ തോതിലുള്ള IOT, മിഷൻ-ക്രിട്ടിക്കൽ IOT എന്നിവ ഉൾപ്പെടുന്നു. അവയ്‌ക്കെല്ലാം വ്യത്യസ്ത തരം നെറ്റ്‌വർക്കുകൾ ആവശ്യമാണ്, കൂടാതെ മൊബിലിറ്റി, അക്കൗണ്ടിംഗ്, സുരക്ഷ, നയ നിയന്ത്രണം, ലേറ്റൻസി, വിശ്വാസ്യത തുടങ്ങിയവയിൽ വ്യത്യസ്ത ആവശ്യകതകളുണ്ട്.
ഉദാഹരണത്തിന്, ഒരു വലിയ തോതിലുള്ള ഐഒടി സേവനം താപനില, ഈർപ്പം, മഴ മുതലായവ അളക്കുന്നതിന് സ്ഥിരമായ സെൻസറുകളെ ബന്ധിപ്പിക്കുന്നു. മൊബൈൽ നെറ്റ്‌വർക്കിലെ പ്രധാന സെർവിംഗ് ഫോണുകളുടെ കൈമാറ്റം, ലൊക്കേഷൻ അപ്‌ഡേറ്റുകൾ, മറ്റ് സവിശേഷതകൾ എന്നിവയുടെ ആവശ്യമില്ല. കൂടാതെ, ഓട്ടോണമസ് ഡ്രൈവിംഗ്, റോബോട്ടുകളുടെ റിമോട്ട് കൺട്രോൾ തുടങ്ങിയ മിഷൻ-ക്രിട്ടിക്കൽ ഐഒടി സേവനങ്ങൾക്ക് നിരവധി മില്ലിസെക്കൻഡുകളുടെ എൻഡ്-ടു-എൻഡ് ലേറ്റൻസി ആവശ്യമാണ്, ഇത് മൊബൈൽ ബ്രോഡ്‌ബാൻഡ് സേവനങ്ങളിൽ നിന്ന് വളരെ വ്യത്യസ്തമാണ്.

5G യുടെ പ്രധാന ആപ്ലിക്കേഷൻ സാഹചര്യങ്ങൾ
ഇതിനർത്ഥം ഓരോ സേവനത്തിനും നമുക്ക് ഒരു പ്രത്യേക നെറ്റ്‌വർക്ക് ആവശ്യമാണോ? ഉദാഹരണത്തിന്, ഒന്ന് 5G മൊബൈൽ ഫോണുകൾ നൽകുന്നു, ഒന്ന് 5G മാസിവ് ഐഒടി നൽകുന്നു, മറ്റൊന്ന് 5G മിഷൻ ക്രിട്ടിക്കൽ ഐഒടി നൽകുന്നു. നമുക്ക് അങ്ങനെ ചെയ്യേണ്ട ആവശ്യമില്ല, കാരണം ഒരു പ്രത്യേക ഫിസിക്കൽ നെറ്റ്‌വർക്കിൽ നിന്ന് ഒന്നിലധികം ലോജിക്കൽ നെറ്റ്‌വർക്കുകളെ വിഭജിക്കാൻ നമുക്ക് നെറ്റ്‌വർക്ക് സ്ലൈസിംഗ് ഉപയോഗിക്കാം, ഇത് വളരെ ചെലവ് കുറഞ്ഞ സമീപനമാണ്!

നെറ്റ്‌വർക്ക് സ്ലൈസിംഗിനുള്ള അപേക്ഷാ ആവശ്യകതകൾ
NGMN പുറത്തിറക്കിയ 5G ധവളപത്രത്തിൽ വിവരിച്ചിരിക്കുന്ന 5G നെറ്റ്‌വർക്ക് സ്ലൈസ് താഴെ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു:

എൻഡ്-ടു-എൻഡ് നെറ്റ്‌വർക്ക് സ്ലൈസിംഗ് എങ്ങനെ നടപ്പിലാക്കാം?
(1)5G വയർലെസ് ആക്‌സസ് നെറ്റ്‌വർക്കും കോർ നെറ്റ്‌വർക്കും: NFV
ഇന്നത്തെ മൊബൈൽ നെറ്റ്‌വർക്കിൽ, പ്രധാന ഉപകരണം മൊബൈൽ ഫോണാണ്. RAN (DU, RU) ഉം കോർ ഫംഗ്ഷനുകളും RAN വെണ്ടർമാർ നൽകുന്ന സമർപ്പിത നെറ്റ്‌വർക്ക് ഉപകരണങ്ങളിൽ നിന്നാണ് നിർമ്മിച്ചിരിക്കുന്നത്. നെറ്റ്‌വർക്ക് സ്ലൈസിംഗ് നടപ്പിലാക്കുന്നതിന്, നെറ്റ്‌വർക്ക് ഫംഗ്ഷൻ വെർച്വലൈസേഷൻ (NFV) ഒരു മുൻവ്യവസ്ഥയാണ്. അടിസ്ഥാനപരമായി, NFV യുടെ പ്രധാന ആശയം നെറ്റ്‌വർക്ക് ഫംഗ്ഷൻ സോഫ്റ്റ്‌വെയർ (അതായത് പാക്കറ്റ് കോറിൽ MME, S/P-GW, PCRF, RAN-ൽ DU) എന്നിവയെല്ലാം അവയുടെ സമർപ്പിത നെറ്റ്‌വർക്ക് ഉപകരണങ്ങളിൽ വെവ്വേറെ ഉപയോഗിക്കുന്നതിന് പകരം വാണിജ്യ സെർവറുകളിലെ വെർച്വൽ മെഷീനുകളിൽ വിന്യസിക്കുക എന്നതാണ്. ഈ രീതിയിൽ, RAN എഡ്ജ് ക്ലൗഡായി കണക്കാക്കപ്പെടുന്നു, അതേസമയം കോർ ഫംഗ്ഷൻ കോർ ക്ലൗഡായി കണക്കാക്കപ്പെടുന്നു. എഡ്ജിലും കോർ ക്ലൗഡിലും സ്ഥിതി ചെയ്യുന്ന VMS തമ്മിലുള്ള കണക്ഷൻ SDN ഉപയോഗിച്ച് കോൺഫിഗർ ചെയ്യുന്നു. തുടർന്ന്, ഓരോ സേവനത്തിനും ഒരു സ്ലൈസ് സൃഷ്ടിക്കപ്പെടുന്നു (അതായത് ഫോൺ സ്ലൈസ്, മാസിവ് ഐഒടി സ്ലൈസ്, മിഷൻ ക്രിട്ടിക്കൽ ഐഒടി സ്ലൈസ്, മുതലായവ).

 

നെറ്റ്‌വർക്ക് സ്ലൈസിംഗ്(I) ൽ ഒന്ന് എങ്ങനെ നടപ്പിലാക്കാം?
ഓരോ സേവന-നിർദ്ദിഷ്ട ആപ്ലിക്കേഷനും ഓരോ സ്ലൈസിലും എങ്ങനെ വെർച്വലൈസ് ചെയ്യാമെന്നും ഇൻസ്റ്റാൾ ചെയ്യാമെന്നും താഴെയുള്ള ചിത്രം കാണിക്കുന്നു. ഉദാഹരണത്തിന്, സ്ലൈസിംഗ് ഇനിപ്പറയുന്ന രീതിയിൽ ക്രമീകരിക്കാം:
(1)UHD സ്ലൈസിംഗ്: എഡ്ജ് ക്ലൗഡിൽ DU, 5G കോർ (UP), കാഷെ സെർവറുകൾ എന്നിവ വെർച്വലൈസ് ചെയ്യുന്നു, കൂടാതെ കോർ ക്ലൗഡിൽ 5G കോർ (CP), MVO സെർവറുകൾ എന്നിവ വെർച്വലൈസ് ചെയ്യുന്നു.
(2) ഫോൺ സ്ലൈസിംഗ്: കോർ ക്ലൗഡിൽ പൂർണ്ണ മൊബിലിറ്റി കഴിവുകളുള്ള 5G കോറുകളും (UP, CP) IMS സെർവറുകളും വെർച്വലൈസേഷൻ ചെയ്യുന്നു.
(3) വലിയ തോതിലുള്ള ഐഒടി സ്ലൈസിംഗ് (ഉദാഹരണത്തിന്, സെൻസർ നെറ്റ്‌വർക്കുകൾ): കോർ ക്ലൗഡിൽ ലളിതവും ഭാരം കുറഞ്ഞതുമായ 5G കോർ വെർച്വലൈസ് ചെയ്യുന്നതിന് മൊബിലിറ്റി മാനേജ്‌മെന്റ് കഴിവുകളില്ല.
(4) മിഷൻ-ക്രിട്ടിക്കൽ ഐഒടി സ്ലൈസിംഗ്: ട്രാൻസ്മിഷൻ ലേറ്റൻസി കുറയ്ക്കുന്നതിനായി എഡ്ജ് ക്ലൗഡിൽ 5G കോറുകളും (UP) അനുബന്ധ സെർവറുകളും (ഉദാ, V2X സെർവറുകൾ) വെർച്വലൈസ് ചെയ്യുന്നു.
ഇതുവരെ, വ്യത്യസ്ത ആവശ്യകതകളുള്ള സേവനങ്ങൾക്കായി ഞങ്ങൾ സമർപ്പിത സ്ലൈസുകൾ സൃഷ്ടിക്കേണ്ടതുണ്ട്. വ്യത്യസ്ത സേവന സവിശേഷതകൾക്കനുസരിച്ച് ഓരോ സ്ലൈസിലും (ഉദാഹരണത്തിന്, എഡ്ജ് ക്ലൗഡ് അല്ലെങ്കിൽ കോർ ക്ലൗഡ്) വ്യത്യസ്ത സ്ഥലങ്ങളിൽ വെർച്വൽ നെറ്റ്‌വർക്ക് ഫംഗ്ഷനുകൾ സ്ഥാപിച്ചിരിക്കുന്നു. കൂടാതെ, ബില്ലിംഗ്, പോളിസി നിയന്ത്രണം മുതലായ ചില നെറ്റ്‌വർക്ക് ഫംഗ്ഷനുകൾ ചില സ്ലൈസുകളിൽ ആവശ്യമായി വന്നേക്കാം, പക്ഷേ മറ്റുള്ളവയിൽ ആവശ്യമില്ല. ഓപ്പറേറ്റർമാർക്ക് അവർ ആഗ്രഹിക്കുന്ന രീതിയിൽ നെറ്റ്‌വർക്ക് സ്ലൈസിംഗ് ഇഷ്ടാനുസൃതമാക്കാൻ കഴിയും, ഒരുപക്ഷേ ഏറ്റവും ചെലവ് കുറഞ്ഞ മാർഗവും.

നെറ്റ്‌വർക്ക് സ്ലൈസിംഗ്(I) ൽ ഒന്ന് എങ്ങനെ നടപ്പിലാക്കാം?
(2) എഡ്ജിനും കോർ ക്ലൗഡിനും ഇടയിലുള്ള നെറ്റ്‌വർക്ക് സ്ലൈസിംഗ്: IP/MPLS-SDN
സോഫ്റ്റ്‌വെയർ നിർവചിച്ച നെറ്റ്‌വർക്കിംഗ്, ആദ്യമായി അവതരിപ്പിച്ചപ്പോൾ ലളിതമായ ഒരു ആശയമായിരുന്നെങ്കിലും, ഇപ്പോൾ കൂടുതൽ സങ്കീർണ്ണമാവുകയാണ്. ഓവർലേയുടെ രൂപമെടുക്കുകയാണെങ്കിൽ, നിലവിലുള്ള നെറ്റ്‌വർക്ക് ഇൻഫ്രാസ്ട്രക്ചറിൽ വെർച്വൽ മെഷീനുകൾക്കിടയിൽ നെറ്റ്‌വർക്ക് കണക്ഷൻ നൽകാൻ SDN സാങ്കേതികവിദ്യയ്ക്ക് കഴിയും.

എൻഡ്-ടു-എൻഡ് നെറ്റ്‌വർക്ക് സ്ലൈസിംഗ്
ഒന്നാമതായി, എഡ്ജ് ക്ലൗഡിനും കോർ ക്ലൗഡ് വെർച്വൽ മെഷീനുകൾക്കും ഇടയിലുള്ള നെറ്റ്‌വർക്ക് കണക്ഷൻ സുരക്ഷിതമാണെന്ന് എങ്ങനെ ഉറപ്പാക്കാമെന്ന് നമ്മൾ നോക്കുന്നു. വെർച്വൽ മെഷീനുകൾക്കിടയിലുള്ള നെറ്റ്‌വർക്ക് IP/MPLS-SDN, ട്രാൻസ്‌പോർട്ട് SDN എന്നിവയെ അടിസ്ഥാനമാക്കി നടപ്പിലാക്കേണ്ടതുണ്ട്. ഈ പ്രബന്ധത്തിൽ, റൂട്ടർ വെണ്ടർമാർ നൽകുന്ന IP/MPLS-SDN-ൽ ഞങ്ങൾ ശ്രദ്ധ കേന്ദ്രീകരിക്കുന്നു. എറിക്‌സണും ജൂനിപ്പറും IP/MPLS SDN നെറ്റ്‌വർക്ക് ആർക്കിടെക്ചർ ഉൽപ്പന്നങ്ങൾ വാഗ്ദാനം ചെയ്യുന്നു. പ്രവർത്തനങ്ങൾ അല്പം വ്യത്യസ്തമാണ്, എന്നാൽ SDN-അധിഷ്ഠിത VMS തമ്മിലുള്ള കണക്റ്റിവിറ്റി വളരെ സമാനമാണ്.
കോർ ക്ലൗഡിൽ വെർച്വലൈസ്ഡ് സെർവറുകളുണ്ട്. സെർവറിന്റെ ഹൈപ്പർവൈസറിൽ, ബിൽറ്റ്-ഇൻ vRouter/vSwitch പ്രവർത്തിപ്പിക്കുക. SDN കൺട്രോളർ വെർച്വലൈസ്ഡ് സെർവറിനും DC G/W റൂട്ടറിനും (ക്ലൗഡ് ഡാറ്റാ സെന്ററിൽ MPLS L3 VPN സൃഷ്ടിക്കുന്ന PE റൂട്ടർ) ഇടയിലുള്ള ടണൽ കോൺഫിഗറേഷൻ നൽകുന്നു. കോർ ക്ലൗഡിലെ ഓരോ വെർച്വൽ മെഷീനിനും (ഉദാ. 5G IoT കോർ) DC G/W റൂട്ടറുകൾക്കുമിടയിൽ SDN ടണലുകൾ (അതായത് MPLS GRE അല്ലെങ്കിൽ VXLAN) സൃഷ്ടിക്കുക.
തുടർന്ന് SDN കൺട്രോളർ ഈ ടണലുകൾക്കും IoT VPN പോലുള്ള MPLS L3 VPN-നും ഇടയിലുള്ള മാപ്പിംഗ് കൈകാര്യം ചെയ്യുന്നു. എഡ്ജ് ക്ലൗഡിലും പ്രക്രിയ സമാനമാണ്, എഡ്ജ് ക്ലൗഡിൽ നിന്ന് IP/MPLS ബാക്ക്‌ബോണിലേക്കും കോർ ക്ലൗഡിലേക്കും കണക്റ്റുചെയ്‌തിരിക്കുന്ന ഒരു iot സ്ലൈസ് സൃഷ്ടിക്കുന്നു. ഇതുവരെ പക്വവും ലഭ്യമായതുമായ സാങ്കേതികവിദ്യകളെയും മാനദണ്ഡങ്ങളെയും അടിസ്ഥാനമാക്കി ഈ പ്രക്രിയ നടപ്പിലാക്കാൻ കഴിയും.
(3) എഡ്ജിനും കോർ ക്ലൗഡിനും ഇടയിലുള്ള നെറ്റ്‌വർക്ക് സ്ലൈസിംഗ്: IP/MPLS-SDN
ഇനി അവശേഷിക്കുന്നത് മൊബൈൽ ഫ്രണ്ട്‌ഹോൾഡ് നെറ്റ്‌വർക്കാണ്. എഡ്ജ് ക്ലൗഡിനും 5G RU-വിനും ഇടയിലുള്ള ഈ മൊബൈൽ ഫ്രണ്ട്‌ഹോൾഡ് നെറ്റ്‌വർക്ക് എങ്ങനെ മുറിക്കും? ഒന്നാമതായി, 5G ഫ്രണ്ട്-ഹോൾ നെറ്റ്‌വർക്ക് ആദ്യം നിർവചിക്കണം. ചർച്ചയിലിരിക്കുന്ന ചില ഓപ്ഷനുകൾ ഉണ്ട് (ഉദാഹരണത്തിന്, DU-വിന്റെയും RU-വിന്റെയും പ്രവർത്തനക്ഷമത പുനർനിർവചിച്ചുകൊണ്ട് ഒരു പുതിയ പാക്കറ്റ്-അധിഷ്ഠിത ഫോർവേഡ് നെറ്റ്‌വർക്ക് അവതരിപ്പിക്കൽ), എന്നാൽ ഇതുവരെ ഒരു സ്റ്റാൻഡേർഡ് നിർവചനവും ഉണ്ടാക്കിയിട്ടില്ല. ഇനിപ്പറയുന്ന ചിത്രം ITU IMT 2020 വർക്കിംഗ് ഗ്രൂപ്പിൽ അവതരിപ്പിച്ചിരിക്കുന്ന ഒരു ഡയഗ്രമാണ്, കൂടാതെ ഒരു വെർച്വലൈസ്ഡ് ഫ്രോൺഹോൾ നെറ്റ്‌വർക്കിന്റെ ഒരു ഉദാഹരണം നൽകുന്നു.

ITU ഓർഗനൈസേഷന്റെ 5G C-RAN നെറ്റ്‌വർക്ക് സ്ലൈസിംഗിന്റെ ഉദാഹരണം