5 జికి నెట్‌వర్క్ స్లైసింగ్ ఎందుకు అవసరం, 5 జి నెట్‌వర్క్ స్లైసింగ్‌ను ఎలా అమలు చేయాలి?

5 జి మరియు నెట్‌వర్క్ స్లైసింగ్
5G విస్తృతంగా ప్రస్తావించబడినప్పుడు, నెట్‌వర్క్ స్లైసింగ్ వాటిలో ఎక్కువగా చర్చించబడిన సాంకేతికత. నెట్‌వర్క్ ఆపరేటర్లైన కెటి, ఎస్కె టెలికాం, చైనా మొబైల్, డిటి, కెడిడిఐ, ఎన్‌టిటి, మరియు ఎరిక్సన్, నోకియా, మరియు హువావే వంటి పరికరాల విక్రేతలు 5 జి యుగానికి నెట్‌వర్క్ స్లైసింగ్ అనువైన నెట్‌వర్క్ ఆర్కిటెక్చర్ అని నమ్ముతారు.
ఈ క్రొత్త సాంకేతికత ఆపరేటర్లను హార్డ్‌వేర్ మౌలిక సదుపాయాలలో బహుళ వర్చువల్ ఎండ్-టు-ఎండ్ నెట్‌వర్క్‌లను విభజించడానికి అనుమతిస్తుంది, మరియు ప్రతి నెట్‌వర్క్ స్లైస్ వివిధ రకాల సేవల యొక్క విభిన్న లక్షణాలను తీర్చడానికి పరికరం, యాక్సెస్ నెట్‌వర్క్, ట్రాన్స్‌పోర్ట్ నెట్‌వర్క్ మరియు కోర్ నెట్‌వర్క్ నుండి తార్కికంగా వేరుచేయబడుతుంది.
ప్రతి నెట్‌వర్క్ స్లైస్ కోసం, వర్చువల్ సర్వర్లు, నెట్‌వర్క్ బ్యాండ్‌విడ్త్ మరియు సేవ యొక్క నాణ్యత వంటి అంకితమైన వనరులు పూర్తిగా హామీ ఇవ్వబడతాయి. ముక్కలు ఒకదానికొకటి వేరుచేయబడినందున, ఒక స్లైస్‌లోని లోపాలు లేదా వైఫల్యాలు ఇతర ముక్కల కమ్యూనికేషన్‌ను ప్రభావితం చేయవు.

5G కి నెట్‌వర్క్ స్లైసింగ్ ఎందుకు అవసరం?
గతం నుండి ప్రస్తుత 4 జి నెట్‌వర్క్ వరకు, మొబైల్ నెట్‌వర్క్‌లు ప్రధానంగా మొబైల్ ఫోన్‌లను అందిస్తాయి మరియు సాధారణంగా మొబైల్ ఫోన్‌ల కోసం కొంత ఆప్టిమైజేషన్ మాత్రమే చేస్తాయి. అయితే, 5 జి యుగంలో, మొబైల్ నెట్‌వర్క్‌లు వివిధ రకాల మరియు అవసరాల పరికరాలను అందించాలి. పేర్కొన్న అనేక అప్లికేషన్ దృశ్యాలు మొబైల్ బ్రాడ్‌బ్యాండ్, పెద్ద-స్థాయి IoT మరియు మిషన్-క్లిష్టమైన IoT. వారందరికీ వివిధ రకాల నెట్‌వర్క్‌లు అవసరం మరియు చలనశీలత, అకౌంటింగ్, భద్రత, విధాన నియంత్రణ, జాప్యం, విశ్వసనీయత మరియు మొదలైన వాటిలో వేర్వేరు అవసరాలు ఉన్నాయి.
ఉదాహరణకు, పెద్ద-స్థాయి IoT సేవ ఉష్ణోగ్రత, తేమ, వర్షపాతం మొదలైనవాటిని కొలవడానికి స్థిర సెన్సార్లను కలుపుతుంది. మొబైల్ నెట్‌వర్క్‌లోని ప్రధాన వడ్డించే ఫోన్‌ల యొక్క హ్యాండ్‌ఓవర్‌లు, స్థాన నవీకరణలు మరియు ఇతర లక్షణాల అవసరం లేదు. అదనంగా, మిషన్-క్రిటికల్ ఐయోటి సేవలైన అటానమస్ డ్రైవింగ్ మరియు రోబోట్ల రిమోట్ కంట్రోల్ వంటి అనేక మిల్లీసెకన్ల ఎండ్-టు-ఎండ్ జాప్యం అవసరం, ఇది మొబైల్ బ్రాడ్‌బ్యాండ్ సేవలకు చాలా భిన్నంగా ఉంటుంది.

5G యొక్క ప్రధాన అనువర్తన దృశ్యాలు
ప్రతి సేవకు మాకు ప్రత్యేకమైన నెట్‌వర్క్ అవసరమా? ఉదాహరణకు, ఒకటి 5 జి మొబైల్ ఫోన్‌లకు సేవలు అందిస్తుంది, ఒకటి 5 జి భారీ ఐయోటికి సేవలు అందిస్తుంది మరియు ఒకటి 5 జి మిషన్ క్రిటికల్ ఐయోటికి సేవలు అందిస్తుంది. మాకు అవసరం లేదు, ఎందుకంటే ప్రత్యేక భౌతిక నెట్‌వర్క్ నుండి బహుళ తార్కిక నెట్‌వర్క్‌లను విభజించడానికి మేము నెట్‌వర్క్ స్లైసింగ్‌ను ఉపయోగించవచ్చు, ఇది చాలా ఖర్చుతో కూడుకున్న విధానం!

నెట్‌వర్క్ స్లైసింగ్ కోసం అప్లికేషన్ అవసరాలు
NGMN విడుదల చేసిన 5G వైట్ పేపర్‌లో వివరించిన 5G నెట్‌వర్క్ స్లైస్ క్రింద చూపబడింది:

మేము ఎండ్-టు-ఎండ్ నెట్‌వర్క్ స్లైసింగ్‌ను ఎలా అమలు చేయాలి?
(1) 5G వైర్‌లెస్ యాక్సెస్ నెట్‌వర్క్ మరియు కోర్ నెట్‌వర్క్: NFV
నేటి మొబైల్ నెట్‌వర్క్‌లో, ప్రధాన పరికరం మొబైల్ ఫోన్. RAN (DU మరియు RU) మరియు కోర్ ఫంక్షన్లు RAN విక్రేతలు అందించిన అంకితమైన నెట్‌వర్క్ పరికరాల నుండి నిర్మించబడ్డాయి. నెట్‌వర్క్ స్లైసింగ్‌ను అమలు చేయడానికి, నెట్‌వర్క్ ఫంక్షన్ వర్చువలైజేషన్ (ఎన్‌ఎఫ్‌వి) ఒక అవసరం. ప్రాథమికంగా, NFV యొక్క ప్రధాన ఆలోచన ఏమిటంటే, నెట్‌వర్క్ ఫంక్షన్ సాఫ్ట్‌వేర్‌ను (IE MME, S/P-GW మరియు PCRF ప్యాకెట్ కోర్ మరియు DU లో RAN లో DU లో) అమలు చేయడం వారి అంకితమైన నెట్‌వర్క్ పరికరాల్లో విడిగా కాకుండా వాణిజ్య సర్వర్‌లలోని వర్చువల్ మిషన్లలో. ఈ విధంగా, RAN ను అంచు క్లౌడ్‌గా పరిగణిస్తారు, అయితే కోర్ ఫంక్షన్ కోర్ క్లౌడ్‌గా పరిగణించబడుతుంది. అంచు వద్ద మరియు కోర్ క్లౌడ్‌లో ఉన్న VM ల మధ్య కనెక్షన్ SDN ఉపయోగించి కాన్ఫిగర్ చేయబడింది. అప్పుడు, ప్రతి సేవకు ఒక స్లైస్ సృష్టించబడుతుంది (అనగా ఫోన్ స్లైస్, భారీ ఐయోటి స్లైస్, మిషన్ క్రిటికల్ ఐయోటి స్లైస్ మొదలైనవి).

 

నెట్‌వర్క్ స్లైసింగ్ (I) లో ఒకదాన్ని ఎలా అమలు చేయాలి?
ప్రతి స్లైస్‌లో ప్రతి సేవ-నిర్దిష్ట అనువర్తనాన్ని వర్చువలైజ్ చేసి ఇన్‌స్టాల్ చేయవచ్చో ఈ క్రింది బొమ్మ చూపిస్తుంది. ఉదాహరణకు, స్లైసింగ్‌ను ఈ క్రింది విధంగా కాన్ఫిగర్ చేయవచ్చు:
.
.
.
.
ఇప్పటివరకు, మేము వేర్వేరు అవసరాలతో సేవలకు ప్రత్యేకమైన ముక్కలను సృష్టించాల్సిన అవసరం ఉంది. మరియు వర్చువల్ నెట్‌వర్క్ ఫంక్షన్లు వేర్వేరు సేవా లక్షణాల ప్రకారం ప్రతి స్లైస్‌లోని వేర్వేరు ప్రదేశాలలో (అనగా, ఎడ్జ్ క్లౌడ్ లేదా కోర్ క్లౌడ్) ఉంచబడతాయి. అదనంగా, బిల్లింగ్, పాలసీ కంట్రోల్ మొదలైన కొన్ని నెట్‌వర్క్ విధులు కొన్ని ముక్కలలో అవసరం కావచ్చు, కాని మరికొన్నింటిలో కాదు. ఆపరేటర్లు నెట్‌వర్క్ స్లైసింగ్‌ను వారు కోరుకున్న విధంగా అనుకూలీకరించవచ్చు మరియు బహుశా చాలా ఖర్చుతో కూడుకున్న మార్గం.

నెట్‌వర్క్ స్లైసింగ్ (I) లో ఒకదాన్ని ఎలా అమలు చేయాలి?
(2) ఎడ్జ్ మరియు కోర్ క్లౌడ్ మధ్య నెట్‌వర్క్ స్లైసింగ్: IP/MPLS-SDN
సాఫ్ట్‌వేర్ నిర్వచించిన నెట్‌వర్కింగ్, ఇది మొదట ప్రవేశపెట్టినప్పుడు సరళమైన భావన అయినప్పటికీ, మరింత క్లిష్టంగా మారుతోంది. అతివ్యాప్తి యొక్క రూపాన్ని ఉదాహరణగా తీసుకుంటే, SDN టెక్నాలజీ ప్రస్తుత నెట్‌వర్క్ మౌలిక సదుపాయాలపై వర్చువల్ మెషీన్ల మధ్య నెట్‌వర్క్ కనెక్షన్‌ను అందిస్తుంది.

ఎండ్-టు-ఎండ్ నెట్‌వర్క్ స్లైసింగ్
మొదట, ఎడ్జ్ క్లౌడ్ మరియు కోర్ క్లౌడ్ వర్చువల్ మెషీన్ల మధ్య నెట్‌వర్క్ కనెక్షన్ సురక్షితంగా ఉందని మేము ఎలా నిర్ధారిస్తాము. వర్చువల్ మెషీన్ల మధ్య నెట్‌వర్క్‌ను IP/MPLS-SDN మరియు రవాణా SDN ఆధారంగా అమలు చేయాలి. ఈ కాగితంలో, మేము రౌటర్ విక్రేతలు అందించిన IP/MPLS-SDN పై దృష్టి పెడతాము. ఎరిక్సన్ మరియు జునిపెర్ రెండూ IP/MPLS SDN నెట్‌వర్క్ ఆర్కిటెక్చర్ ఉత్పత్తులను అందిస్తున్నాయి. కార్యకలాపాలు కొద్దిగా భిన్నంగా ఉంటాయి, కానీ SDN- ఆధారిత VM ల మధ్య కనెక్టివిటీ చాలా పోలి ఉంటుంది.
కోర్ క్లౌడ్‌లో వర్చువలైజ్డ్ సర్వర్లు ఉన్నాయి. సర్వర్ యొక్క హైపర్‌వైజర్‌లో, అంతర్నిర్మిత వ్రోటర్/విస్విచ్‌ను అమలు చేయండి. SDN కంట్రోలర్ వర్చువలైజ్డ్ సర్వర్ మరియు DC G/W రౌటర్ (క్లౌడ్ డేటా సెంటర్‌లో MPLS L3 VPN ను సృష్టించే PE రౌటర్) మధ్య సొరంగం ఆకృతీకరణను అందిస్తుంది. ప్రతి వర్చువల్ మెషీన్ (ఉదా. 5 జి ఐయోటి కోర్) మరియు కోర్ క్లౌడ్‌లోని డిసి జి/డబ్ల్యూ రౌటర్ల మధ్య ఎస్‌డిఎన్ టన్నెల్స్ (అనగా ఎమ్‌పిఎల్ఎస్ జిఆర్‌ఎస్‌ఎల్ఎస్ జిఆర్‌ఎల్ఎస్ జిఆర్‌ఎల్ లేదా విఎక్స్లాన్) సృష్టించండి.
SDN కంట్రోలర్ అప్పుడు ఈ సొరంగాలు మరియు IoT VPN వంటి MPLS L3 VPN మధ్య మ్యాపింగ్‌ను నిర్వహిస్తుంది. ఈ ప్రక్రియ ఎడ్జ్ క్లౌడ్‌లో ఒకే విధంగా ఉంటుంది, ఇది ఎడ్జ్ క్లౌడ్ నుండి IP/MPLS వెన్నెముకకు మరియు కోర్ క్లౌడ్ వరకు అనుసంధానించబడిన IoT స్లైస్‌ను సృష్టిస్తుంది. ఇప్పటివరకు పరిపక్వమైన మరియు అందుబాటులో ఉన్న సాంకేతికతలు మరియు ప్రమాణాల ఆధారంగా ఈ ప్రక్రియను అమలు చేయవచ్చు.
(3) ఎడ్జ్ మరియు కోర్ క్లౌడ్ మధ్య నెట్‌వర్క్ స్లైసింగ్: IP/MPLS-SDN
ఇప్పుడు మిగిలి ఉన్నది మొబైల్ ఫ్రోన్‌థావాల్ నెట్‌వర్క్. ఎడ్జ్ క్లౌడ్ మరియు 5 జి RU మధ్య ఈ మొబైల్ ఫ్రోన్‌హోల్డ్ నెట్‌వర్క్‌ను ఎలా కత్తిరించాలి? అన్నింటిలో మొదటిది, 5G ఫ్రంట్-హాల్ నెట్‌వర్క్ మొదట నిర్వచించబడాలి. చర్చలో కొన్ని ఎంపికలు ఉన్నాయి (ఉదా., DU మరియు RU యొక్క కార్యాచరణను పునర్నిర్వచించడం ద్వారా కొత్త ప్యాకెట్-ఆధారిత ఫార్వర్డ్ నెట్‌వర్క్‌ను ప్రవేశపెట్టడం), కానీ ఇంకా ప్రామాణిక నిర్వచనం చేయబడలేదు. కింది బొమ్మ ITU IMT 2020 వర్కింగ్ గ్రూపులో సమర్పించబడిన రేఖాచిత్రం మరియు వర్చువలైజ్డ్ ఫ్రాన్హాల్ నెట్‌వర్క్ యొక్క ఉదాహరణను ఇస్తుంది.

ITU సంస్థ 5G C-RAN నెట్‌వర్క్ స్లైసింగ్ యొక్క ఉదాహరణ