5G-ന് എന്തുകൊണ്ട് നെറ്റ്‌വർക്ക് സ്ലൈസിംഗ് ആവശ്യമാണ്, 5G നെറ്റ്‌വർക്ക് സ്ലൈസിംഗ് എങ്ങനെ നടപ്പിലാക്കാം?

5G, നെറ്റ്‌വർക്ക് സ്ലൈസിംഗ്
5Gയെക്കുറിച്ച് പരക്കെ പരാമർശിക്കുമ്പോൾ, അവർക്കിടയിൽ ഏറ്റവും കൂടുതൽ ചർച്ചചെയ്യപ്പെട്ട സാങ്കേതികവിദ്യയാണ് നെറ്റ്‌വർക്ക് സ്ലൈസിംഗ്. കെടി, എസ്‌കെ ടെലികോം, ചൈന മൊബൈൽ, ഡിടി, കെഡിഡിഐ, എൻടിടി തുടങ്ങിയ നെറ്റ്‌വർക്ക് ഓപ്പറേറ്റർമാരും എറിക്‌സൺ, നോക്കിയ, ഹുവായ് തുടങ്ങിയ ഉപകരണ വിൽപ്പനക്കാരും 5G യുഗത്തിന് അനുയോജ്യമായ നെറ്റ്‌വർക്ക് ആർക്കിടെക്ചറാണ് നെറ്റ്‌വർക്ക് സ്ലൈസിംഗ് എന്ന് വിശ്വസിക്കുന്നു.
ഈ പുതിയ സാങ്കേതികവിദ്യ ഒരു ഹാർഡ്‌വെയർ ഇൻഫ്രാസ്ട്രക്ചറിൽ ഒന്നിലധികം വെർച്വൽ എൻഡ്-ടു-എൻഡ് നെറ്റ്‌വർക്കുകളെ വിഭജിക്കാൻ ഓപ്പറേറ്റർമാരെ അനുവദിക്കുന്നു, കൂടാതെ ഓരോ നെറ്റ്‌വർക്ക് സ്ലൈസും ഉപകരണം, ആക്‌സസ് നെറ്റ്‌വർക്ക്, ട്രാൻസ്‌പോർട്ട് നെറ്റ്‌വർക്ക്, കോർ നെറ്റ്‌വർക്ക് എന്നിവയിൽ നിന്ന് വിവിധ തരം സേവനങ്ങളുടെ വ്യത്യസ്ത സവിശേഷതകൾ നിറവേറ്റുന്നതിന് യുക്തിപരമായി വേർതിരിച്ചിരിക്കുന്നു.
ഓരോ നെറ്റ്‌വർക്ക് സ്ലൈസിനും, വെർച്വൽ സെർവറുകൾ, നെറ്റ്‌വർക്ക് ബാൻഡ്‌വിഡ്ത്ത്, സേവനത്തിൻ്റെ ഗുണനിലവാരം എന്നിവ പോലുള്ള സമർപ്പിത ഉറവിടങ്ങൾ പൂർണ്ണമായും ഉറപ്പുനൽകുന്നു. സ്ലൈസുകൾ പരസ്പരം വേർതിരിച്ചിരിക്കുന്നതിനാൽ, ഒരു സ്ലൈസിലെ പിശകുകളോ പരാജയങ്ങളോ മറ്റ് സ്ലൈസുകളുടെ ആശയവിനിമയത്തെ ബാധിക്കില്ല.

എന്തുകൊണ്ട് 5G-ന് നെറ്റ്‌വർക്ക് സ്ലൈസിംഗ് ആവശ്യമാണ്?
ഭൂതകാലം മുതൽ നിലവിലെ 4G നെറ്റ്‌വർക്ക് വരെ, മൊബൈൽ നെറ്റ്‌വർക്കുകൾ പ്രധാനമായും മൊബൈൽ ഫോണുകൾക്കായി സേവനം നൽകുന്നു, സാധാരണയായി മൊബൈൽ ഫോണുകൾക്കായി ചില ഒപ്റ്റിമൈസേഷൻ മാത്രമേ ചെയ്യൂ. എന്നിരുന്നാലും, 5G യുഗത്തിൽ, മൊബൈൽ നെറ്റ്‌വർക്കുകൾക്ക് വിവിധ തരത്തിലുള്ള ഉപകരണങ്ങളും ആവശ്യകതകളും നൽകേണ്ടതുണ്ട്. മൊബൈൽ ബ്രോഡ്‌ബാൻഡ്, വലിയ തോതിലുള്ള ഐഒടി, മിഷൻ-ക്രിട്ടിക്കൽ ഐഒടി എന്നിവ പരാമർശിച്ചിട്ടുള്ള പല ആപ്ലിക്കേഷൻ സാഹചര്യങ്ങളിലും ഉൾപ്പെടുന്നു. അവയ്‌ക്കെല്ലാം വ്യത്യസ്ത തരം നെറ്റ്‌വർക്കുകൾ ആവശ്യമാണ് കൂടാതെ മൊബിലിറ്റി, അക്കൗണ്ടിംഗ്, സെക്യൂരിറ്റി, പോളിസി കൺട്രോൾ, ലേറ്റൻസി, വിശ്വാസ്യത തുടങ്ങിയവയിൽ വ്യത്യസ്ത ആവശ്യകതകളുമുണ്ട്.
ഉദാഹരണത്തിന്, ഒരു വലിയ തോതിലുള്ള ഐഒടി സേവനം താപനില, ഈർപ്പം, മഴ മുതലായവ അളക്കാൻ ഫിക്സഡ് സെൻസറുകളെ ബന്ധിപ്പിക്കുന്നു. മൊബൈൽ നെറ്റ്‌വർക്കിലെ പ്രധാന സെർവിംഗ് ഫോണുകളുടെ കൈമാറ്റങ്ങൾ, ലൊക്കേഷൻ അപ്‌ഡേറ്റുകൾ, മറ്റ് സവിശേഷതകൾ എന്നിവ 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 ഞങ്ങൾക്ക് ഒരു സമർപ്പിത നെറ്റ്‌വർക്ക് ആവശ്യമുണ്ടോ? ഉദാഹരണത്തിന്, ഒരാൾ 5G മൊബൈൽ ഫോണുകൾ സെർവ് ചെയ്യുന്നു, ഒരാൾ 5G മാസിവ് ഐഒടി നൽകുന്നു, ഒരാൾ 5G മിഷൻ ക്രിട്ടിക്കൽ ഐഒടി നൽകുന്നു. ഞങ്ങൾക്ക് ആവശ്യമില്ല, കാരണം നമുക്ക് ഒരു പ്രത്യേക ഫിസിക്കൽ നെറ്റ്‌വർക്കിൽ നിന്ന് ഒന്നിലധികം ലോജിക്കൽ നെറ്റ്‌വർക്കുകൾ വിഭജിക്കാൻ നെറ്റ്‌വർക്ക് സ്ലൈസിംഗ് ഉപയോഗിക്കാം, ഇത് വളരെ ചെലവ് കുറഞ്ഞ സമീപനമാണ്!

നെറ്റ്‌വർക്ക് സ്ലൈസിംഗിനുള്ള അപേക്ഷാ ആവശ്യകതകൾ
NGMN പുറത്തിറക്കിയ 5G വൈറ്റ് പേപ്പറിൽ വിവരിച്ചിരിക്കുന്ന 5G നെറ്റ്‌വർക്ക് സ്ലൈസ് ചുവടെ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു:

എൻഡ്-ടു-എൻഡ് നെറ്റ്‌വർക്ക് സ്ലൈസിംഗ് ഞങ്ങൾ എങ്ങനെ നടപ്പിലാക്കും?
(1)5G വയർലെസ് ആക്സസ് നെറ്റ്‌വർക്കും കോർ നെറ്റ്‌വർക്കും: NFV
ഇന്നത്തെ മൊബൈൽ നെറ്റ്‌വർക്കിൽ, പ്രധാന ഉപകരണം മൊബൈൽ ഫോണാണ്. RAN വെണ്ടർമാർ നൽകുന്ന സമർപ്പിത നെറ്റ്‌വർക്ക് ഉപകരണങ്ങളിൽ നിന്നാണ് RAN(DU, RU) എന്നിവയും പ്രധാന പ്രവർത്തനങ്ങളും നിർമ്മിച്ചിരിക്കുന്നത്. നെറ്റ്‌വർക്ക് സ്ലൈസിംഗ് നടപ്പിലാക്കുന്നതിന്, നെറ്റ്‌വർക്ക് ഫംഗ്ഷൻ വിർച്ച്വലൈസേഷൻ (എൻഎഫ്വി) ഒരു മുൻവ്യവസ്ഥയാണ്. അടിസ്ഥാനപരമായി, നെറ്റ്‌വർക്ക് ഫംഗ്‌ഷൻ സോഫ്‌റ്റ്‌വെയർ (അതായത്, പാക്കറ്റ് കോറിലെ MME, S/P-GW, PCRF, RAN-ലെ DU) എല്ലാം വെർച്വൽ മെഷീനുകളിൽ വാണിജ്യ സെർവറുകളിൽ വെവ്വേറെ വിന്യസിക്കുക എന്നതാണ് NFV-യുടെ പ്രധാന ആശയം. നെറ്റ്വർക്ക് ഉപകരണങ്ങൾ. ഈ രീതിയിൽ, RAN നെ എഡ്ജ് ക്ലൗഡായി കണക്കാക്കുന്നു, അതേസമയം കോർ ഫംഗ്ഷൻ കോർ ക്ലൗഡായി കണക്കാക്കുന്നു. അരികിലും കോർ ക്ലൗഡിലും സ്ഥിതി ചെയ്യുന്ന VMS തമ്മിലുള്ള കണക്ഷൻ SDN ഉപയോഗിച്ചാണ് ക്രമീകരിച്ചിരിക്കുന്നത്. 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 സ്ലൈസിലും ഓരോ സേവന-നിർദ്ദിഷ്‌ട ആപ്ലിക്കേഷനും എങ്ങനെ വിർച്വലൈസ് ചെയ്യാമെന്നും ഇൻസ്റ്റാൾ ചെയ്യാമെന്നും ചുവടെയുള്ള ചിത്രം കാണിക്കുന്നു. ഉദാഹരണത്തിന്, സ്ലൈസിംഗ് ഇനിപ്പറയുന്ന രീതിയിൽ ക്രമീകരിക്കാം:
(1)UHD സ്ലൈസിംഗ്: എഡ്ജ് ക്ലൗഡിൽ DU, 5G കോർ (UP), കാഷെ സെർവറുകൾ എന്നിവ വിർച്വലൈസ് ചെയ്യുന്നു, കൂടാതെ കോർ ക്ലൗഡിൽ 5G കോർ (CP), MVO സെർവറുകൾ എന്നിവ വിർച്വലൈസ് ചെയ്യുന്നു
(2) ഫോൺ സ്ലൈസിംഗ്: കോർ ക്ലൗഡിൽ പൂർണ്ണ മൊബിലിറ്റി ശേഷിയുള്ള 5G കോറുകളും (UP, CP) IMS സെർവറുകളും വിർച്വലൈസ് ചെയ്യുന്നു
(3) വലിയ തോതിലുള്ള ഐഒടി സ്ലൈസിംഗ് (ഉദാ, സെൻസർ നെറ്റ്‌വർക്കുകൾ): കോർ ക്ലൗഡിൽ ലളിതവും ഭാരം കുറഞ്ഞതുമായ 5G കോർ വിർച്വലൈസ് ചെയ്യുന്നതിന് മൊബിലിറ്റി മാനേജ്‌മെൻ്റ് കഴിവുകളൊന്നുമില്ല.
(4) മിഷൻ-ക്രിട്ടിക്കൽ ഐഒടി സ്ലൈസിംഗ്: ട്രാൻസ്മിഷൻ ലേറ്റൻസി കുറയ്ക്കുന്നതിന് എഡ്ജ് ക്ലൗഡിൽ 5G കോറുകളും (UP) അനുബന്ധ സെർവറുകളും (ഉദാ, V2X സെർവറുകൾ) വിർച്വലൈസ് ചെയ്യുന്നു
ഇതുവരെ, വ്യത്യസ്ത ആവശ്യകതകളുള്ള സേവനങ്ങൾക്കായി ഞങ്ങൾ സമർപ്പിത സ്ലൈസുകൾ സൃഷ്ടിക്കേണ്ടതുണ്ട്. വെർച്വൽ നെറ്റ്‌വർക്ക് ഫംഗ്‌ഷനുകൾ ഓരോ സ്‌ലൈസിലും (അതായത്, എഡ്ജ് ക്ലൗഡ് അല്ലെങ്കിൽ കോർ ക്ലൗഡ്) വ്യത്യസ്‌ത സേവന സവിശേഷതകൾ അനുസരിച്ച് വ്യത്യസ്‌ത സ്ഥലങ്ങളിൽ സ്ഥാപിച്ചിരിക്കുന്നു. കൂടാതെ, ബില്ലിംഗ്, നയ നിയന്ത്രണം മുതലായവ പോലുള്ള ചില നെറ്റ്‌വർക്ക് ഫംഗ്‌ഷനുകൾ ചില സ്‌ലൈസുകളിൽ ആവശ്യമായിരിക്കാം, എന്നാൽ മറ്റുള്ളവയിൽ അല്ല. 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 നിർവചിക്കപ്പെട്ട നെറ്റ്‌വർക്കിംഗ്, ആദ്യം അവതരിപ്പിച്ചപ്പോൾ ലളിതമായ ഒരു ആശയമാണെങ്കിലും, അത് കൂടുതൽ സങ്കീർണ്ണമായിക്കൊണ്ടിരിക്കുകയാണ്. ഒരു ഉദാഹരണമായി ഓവർലേയുടെ രൂപമെടുത്താൽ, നിലവിലുള്ള നെറ്റ്‌വർക്ക് ഇൻഫ്രാസ്ട്രക്ചറിലെ വെർച്വൽ മെഷീനുകൾക്കിടയിൽ നെറ്റ്‌വർക്ക് കണക്ഷൻ നൽകാൻ SDN സാങ്കേതികവിദ്യയ്ക്ക് കഴിയും.

എൻഡ്-ടു-എൻഡ് നെറ്റ്‌വർക്ക് സ്ലൈസിംഗ്
ഒന്നാമതായി, എഡ്ജ് ക്ലൗഡും കോർ ക്ലൗഡ് വെർച്വൽ മെഷീനുകളും തമ്മിലുള്ള നെറ്റ്‌വർക്ക് കണക്ഷൻ എങ്ങനെ സുരക്ഷിതമാണെന്ന് ഉറപ്പാക്കാമെന്ന് ഞങ്ങൾ നോക്കുന്നു. വെർച്വൽ മെഷീനുകൾക്കിടയിലുള്ള നെറ്റ്‌വർക്ക് IP/MPLS-SDN, ട്രാൻസ്‌പോർട്ട് SDN എന്നിവയെ അടിസ്ഥാനമാക്കി നടപ്പിലാക്കേണ്ടതുണ്ട്. ഈ പേപ്പറിൽ, 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 സെർവറുകൾ ഉണ്ട്. സെർവറിൻ്റെ ഹൈപ്പർവൈസറിൽ, അന്തർനിർമ്മിത vRouter/vSwitch പ്രവർത്തിപ്പിക്കുക. വിർച്വലൈസ്ഡ് സെർവറിനും DC G/W റൂട്ടറിനും ഇടയിലുള്ള ടണൽ കോൺഫിഗറേഷൻ SDN കൺട്രോളർ നൽകുന്നു (ക്ലൗഡ് ഡാറ്റാ സെൻ്ററിൽ MPLS L3 VPN സൃഷ്ടിക്കുന്ന PE റൂട്ടർ). കോർ ക്ലൗഡിൽ ഓരോ വെർച്വൽ മെഷീനും (ഉദാ. 5G IoT കോർ) DC G/W റൂട്ടറുകൾക്കുമിടയിൽ SDN ടണലുകൾ (അതായത് MPLS GRE അല്ലെങ്കിൽ VXLAN) സൃഷ്ടിക്കുക.
SDN കൺട്രോളർ ഈ ടണലുകൾക്കും IoT VPN പോലുള്ള MPLS L3 VPN-നും ഇടയിലുള്ള മാപ്പിംഗ് നിയന്ത്രിക്കുന്നു. എഡ്ജ് ക്ലൗഡിലും ഈ പ്രക്രിയ സമാനമാണ്, എഡ്ജ് ക്ലൗഡിൽ നിന്ന് IP/MPLS ബാക്ക്‌ബോണിലേക്കും കോർ ക്ലൗഡിലേക്കും കണക്‌റ്റ് ചെയ്‌തിരിക്കുന്ന ഒരു ഐഒടി സ്ലൈസ് സൃഷ്‌ടിക്കുന്നു. ഇതുവരെ ലഭ്യമായതും പക്വതയുള്ളതുമായ സാങ്കേതികവിദ്യകളുടെയും മാനദണ്ഡങ്ങളുടെയും അടിസ്ഥാനത്തിൽ ഈ പ്രക്രിയ നടപ്പിലാക്കാൻ കഴിയും.
(3) എഡ്ജിനും കോർ ക്ലൗഡിനും ഇടയിലുള്ള നെറ്റ്‌വർക്ക് സ്ലൈസിംഗ്: IP/MPLS-SDN
ഇനി അവശേഷിക്കുന്നത് മൊബൈൽ ഫ്രണ്ട്‌ഹാൾ നെറ്റ്‌വർക്കാണ്. എഡ്ജ് ക്ലൗഡിനും 5G RU-നും ഇടയിൽ ഈ മൊബൈൽ ഫ്രണ്ട്‌ഹോൾഡ് നെറ്റ്‌വർക്ക് എങ്ങനെ മുറിക്കും? ഒന്നാമതായി, 5G ഫ്രണ്ട്-ഹോൾ നെറ്റ്‌വർക്ക് ആദ്യം നിർവചിക്കേണ്ടതുണ്ട്. ചില ഓപ്ഷനുകൾ ചർച്ചയിലുണ്ട് (ഉദാ. DU, RU എന്നിവയുടെ പ്രവർത്തനക്ഷമത പുനർ നിർവചിച്ചുകൊണ്ട് ഒരു പുതിയ പാക്കറ്റ് അധിഷ്ഠിത ഫോർവേഡ് നെറ്റ്‌വർക്ക് അവതരിപ്പിക്കുന്നു), എന്നാൽ ഇതുവരെ ഒരു സ്റ്റാൻഡേർഡ് ഡെഫനിഷൻ ഉണ്ടാക്കിയിട്ടില്ല. ഇനിപ്പറയുന്ന ചിത്രം ITU IMT 2020 വർക്കിംഗ് ഗ്രൂപ്പിൽ അവതരിപ്പിച്ചിരിക്കുന്ന ഒരു ഡയഗ്രമാണ്, കൂടാതെ ഒരു വെർച്വലൈസ്ഡ് ഫ്രോൺഹോൾ നെറ്റ്‌വർക്കിൻ്റെ ഒരു ഉദാഹരണം നൽകുന്നു.

ITU ഓർഗനൈസേഷൻ്റെ 5G C-RAN നെറ്റ്‌വർക്ക് സ്ലൈസിംഗിൻ്റെ ഉദാഹരണം