5G-க்கு நெட்வொர்க் ஸ்லைசிங் ஏன் தேவைப்படுகிறது, 5G நெட்வொர்க் ஸ்லைசிங்கை எவ்வாறு செயல்படுத்துவது?

5G மற்றும் நெட்வொர்க் ஸ்லைசிங்
5G பற்றிப் பரவலாகக் குறிப்பிடப்படும்போது, ​​அவற்றுள் நெட்வொர்க் ஸ்லைசிங் தொழில்நுட்பமே அதிகம் விவாதிக்கப்படுகிறது. KT, SK டெலிகாம், சைனா மொபைல், DT, KDDI, NTT போன்ற நெட்வொர்க் ஆபரேட்டர்களும், எரிக்சன், நோக்கியா, ஹுவாவே போன்ற உபகரண விற்பனையாளர்களும், 5G சகாப்தத்திற்கு நெட்வொர்க் ஸ்லைசிங்கே சிறந்த நெட்வொர்க் கட்டமைப்பு என்று நம்புகிறார்கள்.
இந்தப் புதிய தொழில்நுட்பம், இயக்குநர்கள் ஒரு வன்பொருள் உள்கட்டமைப்பில் பல மெய்நிகர் முழுமையான வலையமைப்புகளைப் பிரிக்க அனுமதிக்கிறது. மேலும், பல்வேறு வகையான சேவைகளின் வெவ்வேறு பண்புகளைப் பூர்த்தி செய்யும் வகையில், ஒவ்வொரு வலையமைப்புப் பிரிவும் சாதனம், அணுகல் வலையமைப்பு, போக்குவரத்து வலையமைப்பு மற்றும் மைய வலையமைப்பு ஆகியவற்றிலிருந்து தர்க்கரீதியாகத் தனிமைப்படுத்தப்பட்டுள்ளது.
ஒவ்வொரு நெட்வொர்க் ஸ்லைஸுக்கும், விர்ச்சுவல் சர்வர்கள், நெட்வொர்க் பேண்ட்வித் மற்றும் சேவையின் தரம் போன்ற பிரத்யேக வளங்கள் முழுமையாக உறுதி செய்யப்படுகின்றன. ஸ்லைஸ்கள் ஒன்றுக்கொன்று தனிமைப்படுத்தப்பட்டிருப்பதால், ஒரு ஸ்லைஸில் ஏற்படும் பிழைகள் அல்லது கோளாறுகள் மற்ற ஸ்லைஸ்களின் தகவல்தொடர்பைப் பாதிக்காது.

5G-க்கு நெட்வொர்க் ஸ்லைசிங் ஏன் தேவைப்படுகிறது?
கடந்த காலத்திலிருந்து தற்போதைய 4G நெட்வொர்க் வரை, மொபைல் நெட்வொர்க்குகள் முக்கியமாக மொபைல் போன்களுக்கு சேவை செய்தன, மேலும் பொதுவாக மொபைல் போன்களுக்காக சில மேம்படுத்தல்களை மட்டுமே செய்தன. இருப்பினும், 5G சகாப்தத்தில், மொபைல் நெட்வொர்க்குகள் பல்வேறு வகைகள் மற்றும் தேவைகளைக் கொண்ட சாதனங்களுக்கு சேவை செய்ய வேண்டியுள்ளது. குறிப்பிடப்பட்டுள்ள பல பயன்பாட்டுச் சூழல்களில் மொபைல் பிராட்பேண்ட், பெரிய அளவிலான IoT மற்றும் மிக முக்கியமான IoT ஆகியவை அடங்கும். அவை அனைத்திற்கும் வெவ்வேறு வகையான நெட்வொர்க்குகள் தேவைப்படுகின்றன, மேலும் இயக்கம், கணக்கியல், பாதுகாப்பு, கொள்கைக் கட்டுப்பாடு, தாமதம், நம்பகத்தன்மை போன்றவற்றில் வெவ்வேறு தேவைகளைக் கொண்டுள்ளன.
உதாரணமாக, ஒரு பெரிய அளவிலான IoT சேவையானது, வெப்பநிலை, ஈரப்பதம், மழைப்பொழிவு போன்றவற்றை அளவிட நிலையான சென்சார்களை இணைக்கிறது. மொபைல் நெட்வொர்க்கில் உள்ள பிரதான சேவை வழங்கும் தொலைபேசிகளின் கைமாற்றங்கள், இருப்பிடப் புதுப்பிப்புகள் மற்றும் பிற அம்சங்கள் இதற்குத் தேவையில்லை. மேலும், தானியங்கி ஓட்டுதல் மற்றும் ரோபோக்களின் தொலைக்கட்டுப்பாடு போன்ற மிக முக்கியமான IoT சேவைகளுக்குப் பல மில்லி விநாடிகள் அளவிலான முழுமையான தாமதம் தேவைப்படுகிறது, இது மொபைல் பிராட்பேண்ட் சேவைகளிலிருந்து மிகவும் வேறுபட்டது.

5G-யின் முக்கிய பயன்பாட்டுச் சூழ்நிலைகள்
இதன் பொருள் ஒவ்வொரு சேவைக்கும் ஒரு பிரத்யேக நெட்வொர்க் நமக்குத் தேவையா? உதாரணமாக, ஒன்று 5G மொபைல் போன்களுக்கும், மற்றொன்று 5G மாசிவ் ஐஓடி-க்கும், இன்னொன்று 5G மிஷன் கிரிட்டிக்கல் ஐஓடி-க்கும் சேவை வழங்குகிறது. நமக்கு அப்படித் தேவையில்லை, ஏனெனில் ஒரு தனிப்பட்ட பிசிக்கல் நெட்வொர்க்கிலிருந்து பல லாஜிக்கல் நெட்வொர்க்குகளைப் பிரிப்பதற்கு நாம் நெட்வொர்க் ஸ்லைசிங்கைப் பயன்படுத்தலாம், இது மிகவும் செலவு குறைந்த ஒரு அணுகுமுறையாகும்!

நெட்வொர்க் ஸ்லைசிங்கிற்கான பயன்பாட்டுத் தேவைகள்
NGMN வெளியிட்ட 5G வெள்ளை அறிக்கையில் விவரிக்கப்பட்டுள்ள 5G நெட்வொர்க் ஸ்லைஸ் கீழே காட்டப்பட்டுள்ளது:

முழுமையான நெட்வொர்க் ஸ்லைசிங்கை நாம் எவ்வாறு செயல்படுத்துவது?
(1)5G வயர்லெஸ் அணுகல் நெட்வொர்க் மற்றும் கோர் நெட்வொர்க்: NFV
இன்றைய மொபைல் நெட்வொர்க்கில், பிரதான சாதனம் மொபைல் ஃபோன் ஆகும். RAN (DU மற்றும் RU) மற்றும் கோர் செயல்பாடுகள், RAN விற்பனையாளர்களால் வழங்கப்படும் பிரத்யேக நெட்வொர்க் உபகரணங்களைக் கொண்டு உருவாக்கப்படுகின்றன. நெட்வொர்க் ஸ்லைசிங்கைச் செயல்படுத்த, நெட்வொர்க் ஃபங்ஷன் விர்ச்சுவலைசேஷன் (NFV) ஒரு முன்நிபந்தனையாகும். அடிப்படையில், NFV-இன் முக்கிய நோக்கம், நெட்வொர்க் ஃபங்ஷன் மென்பொருளை (அதாவது, பேக்கெட் கோரில் MME, S/P-GW மற்றும் PCRF, மற்றும் RAN-இல் DU) அவற்றின் பிரத்யேக நெட்வொர்க் சாதனங்களில் தனித்தனியாக வைப்பதற்குப் பதிலாக, வணிக சர்வர்களில் உள்ள விர்ச்சுவல் மெஷின்களில் முழுமையாகப் பயன்படுத்துவதாகும். இந்த வழியில், RAN ஆனது எட்ஜ் கிளவுடாகவும், கோர் ஃபங்ஷன் கோர் கிளவுடாகவும் கருதப்படுகிறது. எட்ஜ் மற்றும் கோர் கிளவுடில் அமைந்துள்ள VMS-களுக்கு இடையேயான இணைப்பு SDN-ஐப் பயன்படுத்தி கட்டமைக்கப்படுகிறது. பின்னர், ஒவ்வொரு சேவைக்கும் (அதாவது, ஃபோன் ஸ்லைஸ், மாசிவ் IoT ஸ்லைஸ், மிஷன் கிரிட்டிகல் IoT ஸ்லைஸ் போன்றவை) ஒரு ஸ்லைஸ் உருவாக்கப்படுகிறது.

 

நெட்வொர்க் ஸ்லைசிங்(I)-ஐ எவ்வாறு செயல்படுத்துவது?
ஒவ்வொரு சேவை சார்ந்த பயன்பாட்டையும் ஒவ்வொரு ஸ்லைஸிலும் எவ்வாறு மெய்நிகராக்கி நிறுவலாம் என்பதை கீழேயுள்ள படம் காட்டுகிறது. எடுத்துக்காட்டாக, ஸ்லைசிங்கை பின்வருமாறு உள்ளமைக்கலாம்:
(1)UHD ஸ்லைசிங்: எட்ஜ் கிளவுடில் DU, 5G கோர் (UP) மற்றும் கேச் சேவையகங்களை மெய்நிகராக்குதல், மற்றும் கோர் கிளவுடில் 5G கோர் (CP) மற்றும் MVO சேவையகங்களை மெய்நிகராக்குதல்
(2) தொலைபேசி ஸ்லைசிங்: கோர் கிளவுடில் முழு மொபிலிட்டி திறன்களுடன் 5G கோர்கள் (UP மற்றும் CP) மற்றும் IMS சேவையகங்களை மெய்நிகராக்குதல்
(3) பெரிய அளவிலான IoT ஸ்லைசிங் (எ.கா., சென்சார் நெட்வொர்க்குகள்): கோர் கிளவுடில் ஒரு எளிய மற்றும் இலகுவான 5G கோரை மெய்நிகராக்குவதற்கு மொபிலிட்டி மேலாண்மை திறன்கள் இல்லை.
(4) பணி-முக்கியமான IoT ஸ்லைசிங்: பரிமாற்ற தாமதத்தைக் குறைப்பதற்காக எட்ஜ் கிளவுடில் 5G கோர்கள் (UP) மற்றும் அதனுடன் தொடர்புடைய சேவையகங்களை (எ.கா., V2X சேவையகங்கள்) மெய்நிகராக்குதல்.
இதுவரை, வெவ்வேறு தேவைகளைக் கொண்ட சேவைகளுக்காக பிரத்யேக ஸ்லைஸ்களை உருவாக்க வேண்டியிருந்தது. மேலும், மெய்நிகர் நெட்வொர்க் செயல்பாடுகள், வெவ்வேறு சேவைப் பண்புகளுக்கு ஏற்ப ஒவ்வொரு ஸ்லைஸிலும் (அதாவது, எட்ஜ் கிளவுட் அல்லது கோர் கிளவுட்) வெவ்வேறு இடங்களில் வைக்கப்படுகின்றன. கூடுதலாக, பில்லிங், கொள்கைக் கட்டுப்பாடு போன்ற சில நெட்வொர்க் செயல்பாடுகள் சில ஸ்லைஸ்களில் அவசியமாக இருக்கலாம், ஆனால் மற்றவற்றில் தேவைப்படாது. ஆப்பரேட்டர்கள் நெட்வொர்க் ஸ்லைசிங்கைத் தாங்கள் விரும்பும் விதத்திலும், அநேகமாக மிகவும் செலவு குறைந்த வகையிலும் தனிப்பயனாக்கிக் கொள்ளலாம்.

நெட்வொர்க் ஸ்லைசிங்(I)-ஐ எவ்வாறு செயல்படுத்துவது?
(2) எட்ஜ் மற்றும் கோர் கிளவுட் இடையே நெட்வொர்க் ஸ்லைசிங்: IP/MPLS-SDN
மென்பொருள் வரையறுக்கப்பட்ட வலையமைப்பு (SDN), முதலில் அறிமுகப்படுத்தப்பட்டபோது ஒரு எளிய கருத்தாக இருந்தபோதிலும், தற்போது மேலும் மேலும் சிக்கலானதாக மாறி வருகிறது. ஓவர்லே (Overlay) வடிவத்தை ஓர் உதாரணமாக எடுத்துக்கொண்டால், SDN தொழில்நுட்பமானது ஏற்கனவே உள்ள வலையமைப்பு உள்கட்டமைப்பில் உள்ள மெய்நிகர் இயந்திரங்களுக்கு (virtual machines) இடையே வலையமைப்பு இணைப்பை வழங்க முடியும்.

முழுமையான நெட்வொர்க் ஸ்லைசிங்
முதலில், எட்ஜ் கிளவுட் மற்றும் கோர் கிளவுட் விர்ச்சுவல் மெஷின்களுக்கு இடையேயான நெட்வொர்க் இணைப்பு பாதுகாப்பாக இருப்பதை எவ்வாறு உறுதி செய்வது என்று பார்ப்போம். விர்ச்சுவல் மெஷின்களுக்கு இடையேயான நெட்வொர்க், IP/MPLS-SDN மற்றும் டிரான்ஸ்போர்ட் SDN ஆகியவற்றின் அடிப்படையில் செயல்படுத்தப்பட வேண்டும். இந்தக் கட்டுரையில், ரௌட்டர் விற்பனையாளர்களால் வழங்கப்படும் IP/MPLS-SDN மீது நாங்கள் கவனம் செலுத்துகிறோம். எரிக்சன் மற்றும் ஜூனிபர் ஆகிய இரண்டும் IP/MPLS SDN நெட்வொர்க் கட்டமைப்புத் தயாரிப்புகளை வழங்குகின்றன. அவற்றின் செயல்பாடுகள் சற்றே வேறுபட்டிருந்தாலும், SDN-அடிப்படையிலான VMS-களுக்கு இடையேயான இணைப்பு மிகவும் ஒத்ததாகவே உள்ளது.
மைய கிளவுடில் மெய்நிகராக்கப்பட்ட சர்வர்கள் உள்ளன. சர்வரின் ஹைப்பர்வைசரில், உள்ளமைக்கப்பட்ட vRouter/vSwitch-ஐ இயக்கவும். SDN கட்டுப்படுத்தி, மெய்நிகராக்கப்பட்ட சர்வர் மற்றும் DC G/W ரவுட்டருக்கு (கிளவுட் தரவு மையத்தில் MPLS L3 VPN-ஐ உருவாக்கும் PE ரவுட்டர்) இடையே டனல் உள்ளமைவை வழங்குகிறது. ஒவ்வொரு மெய்நிகர் இயந்திரத்திற்கும் (எ.கா. 5G IoT கோர்) மற்றும் மைய கிளவுடில் உள்ள DC G/W ரவுட்டர்களுக்கும் இடையே SDN டனல்களை (அதாவது MPLS GRE அல்லது VXLAN) உருவாக்கவும்.
பின்னர் SDN கட்டுப்படுத்தி, இந்த டனல்களுக்கும், IoT VPN போன்ற MPLS L3 VPN-க்கும் இடையேயான மேப்பிங்கை நிர்வகிக்கிறது. எட்ஜ் கிளவுடிலும் இதே செயல்முறைதான் பின்பற்றப்படுகிறது; இது எட்ஜ் கிளவுடிலிருந்து IP/MPLS பேக்போன் வழியாக கோர் கிளவுட் வரை இணைக்கப்பட்ட ஒரு IoT ஸ்லைஸை உருவாக்குகிறது. இதுவரை முதிர்ச்சியடைந்து கிடைக்கப்பெறும் தொழில்நுட்பங்கள் மற்றும் தரநிலைகளின் அடிப்படையில் இந்தச் செயல்முறையைச் செயல்படுத்தலாம்.
(3) எட்ஜ் மற்றும் கோர் கிளவுட் இடையே நெட்வொர்க் ஸ்லைசிங்: IP/MPLS-SDN
இப்போது எஞ்சியிருப்பது மொபைல் ஃப்ரான்ட்ஹால் நெட்வொர்க் ஆகும். எட்ஜ் கிளவுட் மற்றும் 5G RU-க்கு இடையில் இந்த மொபைல் ஃப்ரான்ட்ஹால் நெட்வொர்க்கை நாம் எவ்வாறு பிரிப்பது? முதலாவதாக, 5G ஃப்ரான்ட்ஹால் நெட்வொர்க் வரையறுக்கப்பட வேண்டும். சில தெரிவுகள் விவாதத்தில் உள்ளன (எ.கா., DU மற்றும் RU-வின் செயல்பாட்டை மறுவரையறை செய்வதன் மூலம் ஒரு புதிய பாக்கெட் அடிப்படையிலான ஃபார்வர்ட் நெட்வொர்க்கை அறிமுகப்படுத்துதல்), ஆனால் இதுவரை எந்தவொரு நிலையான வரையறையும் செய்யப்படவில்லை. பின்வரும் படம், ITU IMT 2020 பணிக்குழுவில் சமர்ப்பிக்கப்பட்ட ஒரு வரைபடமாகும், மேலும் இது ஒரு மெய்நிகராக்கப்பட்ட ஃப்ரான்ட்ஹால் நெட்வொர்க்கிற்கு உதாரணமாக விளங்குகிறது.

ITU அமைப்பின் 5G C-RAN நெட்வொர்க் ஸ்லைசிங்கிற்கான எடுத்துக்காட்டு