5G کو نیٹ ورک سلائسنگ کی ضرورت کیوں ہے، 5G نیٹ ورک سلائسنگ کو کیسے لاگو کیا جائے؟

5G اور نیٹ ورک سلائسنگ
جب 5G کا بڑے پیمانے پر تذکرہ کیا جاتا ہے، تو نیٹ ورک سلائسنگ ان میں سب سے زیادہ زیر بحث ٹیکنالوجی ہے۔ نیٹ ورک آپریٹرز جیسے کے ٹی، ایس کے ٹیلی کام، چائنا موبائل، ڈی ٹی، کے ڈی ڈی آئی، این ٹی ٹی، اور ایرکسن، نوکیا، اور ہواوے جیسے سامان فروش سبھی اس بات پر یقین رکھتے ہیں کہ نیٹ ورک سلائسنگ 5G دور کے لیے ایک مثالی نیٹ ورک فن تعمیر ہے۔
یہ نئی ٹیکنالوجی آپریٹرز کو ہارڈ ویئر کے بنیادی ڈھانچے میں متعدد ورچوئل اینڈ ٹو اینڈ نیٹ ورکس کو تقسیم کرنے کی اجازت دیتی ہے، اور ہر نیٹ ورک سلائس کو منطقی طور پر ڈیوائس، ایکسیس نیٹ ورک، ٹرانسپورٹ نیٹ ورک اور کور نیٹ ورک سے الگ کیا جاتا ہے تاکہ مختلف قسم کی سروسز کی مختلف خصوصیات کو پورا کیا جا سکے۔
ہر نیٹ ورک سلائس کے لیے، مخصوص وسائل جیسے ورچوئل سرورز، نیٹ ورک بینڈوتھ، اور سروس کے معیار کی مکمل ضمانت دی جاتی ہے۔ چونکہ سلائسیں ایک دوسرے سے الگ تھلگ ہوتی ہیں، اس لیے ایک سلائس میں غلطیاں یا ناکامی دوسرے سلائسوں کے مواصلات کو متاثر نہیں کرے گی۔

5G کو نیٹ ورک سلائسنگ کی ضرورت کیوں ہے؟
ماضی سے لے کر موجودہ 4G نیٹ ورک تک، موبائل نیٹ ورک بنیادی طور پر موبائل فون پیش کرتے ہیں، اور عام طور پر صرف موبائل فونز کے لیے کچھ اصلاح کرتے ہیں۔ تاہم، 5G دور میں، موبائل نیٹ ورکس کو مختلف اقسام اور ضروریات کے آلات فراہم کرنے کی ضرورت ہے۔ ذکر کردہ ایپلیکیشن کے بہت سے منظرناموں میں موبائل براڈ بینڈ، بڑے پیمانے پر iot، اور مشن-کریٹیکل iot شامل ہیں۔ ان سب کو مختلف قسم کے نیٹ ورکس کی ضرورت ہوتی ہے اور نقل و حرکت، اکاؤنٹنگ، سیکورٹی، پالیسی کنٹرول، تاخیر، وشوسنییتا وغیرہ میں مختلف تقاضے ہوتے ہیں۔
مثال کے طور پر، ایک بڑے پیمانے پر آئی او ٹی سروس درجہ حرارت، نمی، بارش وغیرہ کی پیمائش کرنے کے لیے فکسڈ سینسر کو جوڑتی ہے۔ موبائل نیٹ ورک میں مرکزی سرونگ فونز کے حوالے کرنے، مقام کی تازہ کاری اور دیگر خصوصیات کی ضرورت نہیں ہے۔ اس کے علاوہ، مشن کے لیے اہم آئی او ٹی سروسز جیسے خود مختار ڈرائیونگ اور روبوٹس کے ریموٹ کنٹرول کے لیے کئی ملی سیکنڈز کی اینڈ ٹو اینڈ لیٹینسی درکار ہوتی ہے، جو کہ موبائل براڈ بینڈ سروسز سے بہت مختلف ہے۔

5G کے اہم ایپلیکیشن کے منظرنامے۔
کیا اس کا مطلب یہ ہے کہ ہمیں ہر سروس کے لیے ایک سرشار نیٹ ورک کی ضرورت ہے؟ مثال کے طور پر، کوئی 5G موبائل فون پیش کرتا ہے، کوئی 5G بڑے پیمانے پر iot پیش کرتا ہے، اور کوئی 5G مشن اہم iot پیش کرتا ہے۔ ہمیں اس کی ضرورت نہیں ہے، کیونکہ ہم ایک الگ فزیکل نیٹ ورک سے ایک سے زیادہ منطقی نیٹ ورکس کو الگ کرنے کے لیے نیٹ ورک سلائسنگ کا استعمال کر سکتے ہیں، جو کہ ایک بہت ہی سرمایہ کاری مؤثر طریقہ ہے!

نیٹ ورک سلائسنگ کے لیے درخواست کے تقاضے
این جی ایم این کے ذریعہ جاری کردہ 5G وائٹ پیپر میں بیان کردہ 5G نیٹ ورک سلائس ذیل میں دکھایا گیا ہے:

ہم آخر سے آخر تک نیٹ ورک سلائسنگ کو کیسے نافذ کرتے ہیں؟
(1) 5G وائرلیس رسائی نیٹ ورک اور کور نیٹ ورک: NFV
آج کے موبائل نیٹ ورک میں، اہم ڈیوائس موبائل فون ہے۔ RAN (DU اور RU) اور بنیادی فنکشنز RAN وینڈرز کے فراہم کردہ نیٹ ورک کے مخصوص آلات سے بنائے گئے ہیں۔ نیٹ ورک سلائسنگ کو لاگو کرنے کے لیے، نیٹ ورک فنکشن ورچوئلائزیشن (NFV) ایک شرط ہے۔ بنیادی طور پر، NFV کا بنیادی خیال یہ ہے کہ نیٹ ورک فنکشن سافٹ ویئر (یعنی MME، S/P-GW اور PCRF کو پیکٹ کور میں اور DU RAN میں) تمام ورچوئل مشینوں میں کمرشل سرورز پر الگ الگ کرنے کے بجائے ان کے وقف کردہ میں تعینات کرنا ہے۔ نیٹ ورک کے آلات. اس طرح، RAN کو کنارے کے بادل کے طور پر سمجھا جاتا ہے، جبکہ کور فنکشن کو کور کلاؤڈ کے طور پر سمجھا جاتا ہے۔ کنارے اور کور کلاؤڈ میں واقع VMS کے درمیان کنکشن SDN کا استعمال کرتے ہوئے ترتیب دیا گیا ہے۔ پھر، ہر سروس کے لیے ایک ٹکڑا بنایا جاتا ہے (یعنی فون سلائس، بڑے پیمانے پر آئی او ٹی سلائس، مشن کریٹیکل آئی او ٹی سلائس وغیرہ)۔

 

نیٹ ورک سلائسنگ (I) میں سے کسی ایک کو کیسے نافذ کیا جائے؟
نیچے دی گئی تصویر سے پتہ چلتا ہے کہ کس طرح ہر سروس کے لیے مخصوص ایپلیکیشن کو ورچوئلائز کیا جا سکتا ہے اور ہر سلائس میں انسٹال کیا جا سکتا ہے۔ مثال کے طور پر، سلائسنگ کو اس طرح ترتیب دیا جا سکتا ہے:
(1)UHD سلائسنگ: ایج کلاؤڈ میں DU، 5G کور (UP) اور کیشے سرورز کو ورچوئلائز کرنا، اور کور کلاؤڈ میں 5G کور (CP) اور MVO سرورز کو ورچوئلائز کرنا
(2) فون سلائسنگ: کور کلاؤڈ میں مکمل نقل و حرکت کی صلاحیتوں کے ساتھ 5G کور (UP اور CP) اور IMS سرورز کو ورچوئلائز کرنا
(3) بڑے پیمانے پر آئی او ٹی سلائسنگ (مثلاً، سینسر نیٹ ورکس): کور کلاؤڈ میں ایک سادہ اور ہلکے وزن والے 5G کور کو ورچوئلائز کرنے میں نقل و حرکت کے انتظام کی کوئی صلاحیت نہیں ہے۔
(4) مشن-کریٹیکل آئی او ٹی سلائسنگ: ٹرانسمیشن لیٹنسی کو کم سے کم کرنے کے لیے ایج کلاؤڈ میں 5G کور (UP) اور متعلقہ سرورز (جیسے V2X سرورز) کو ورچوئلائز کرنا
اب تک، ہمیں مختلف ضروریات کے ساتھ خدمات کے لیے وقف شدہ سلائسیں بنانے کی ضرورت ہے۔ اور ورچوئل نیٹ ورک کے فنکشنز ہر ایک سلائس (یعنی ایج کلاؤڈ یا کور کلاؤڈ) میں مختلف سروس کی خصوصیات کے مطابق مختلف مقامات پر رکھے جاتے ہیں۔ اس کے علاوہ، نیٹ ورک کے کچھ افعال، جیسے بلنگ، پالیسی کنٹرول، وغیرہ، کچھ سلائسوں میں ضروری ہو سکتے ہیں، لیکن دوسروں میں نہیں۔ آپریٹرز نیٹ ورک کو اپنی مرضی کے مطابق سلائسنگ کر سکتے ہیں، اور شاید سب سے زیادہ سرمایہ کاری کا طریقہ۔

نیٹ ورک سلائسنگ (I) میں سے کسی ایک کو کیسے نافذ کیا جائے؟
(2) کنارے اور کور کلاؤڈ کے درمیان نیٹ ورک سلائسنگ: IP/MPLS-SDN
سافٹ ویئر کی وضاحت کردہ نیٹ ورکنگ، اگرچہ ایک سادہ تصور جب اسے پہلی بار متعارف کرایا گیا تھا، تیزی سے پیچیدہ ہوتا جا رہا ہے۔ مثال کے طور پر اوورلے کی شکل لیتے ہوئے، SDN ٹیکنالوجی موجودہ نیٹ ورک انفراسٹرکچر پر ورچوئل مشینوں کے درمیان نیٹ ورک کنکشن فراہم کر سکتی ہے۔

اینڈ ٹو اینڈ نیٹ ورک سلائسنگ
سب سے پہلے، ہم دیکھتے ہیں کہ کس طرح یہ یقینی بنایا جائے کہ ایج کلاؤڈ اور کور کلاؤڈ ورچوئل مشینوں کے درمیان نیٹ ورک کنکشن محفوظ ہے۔ ورچوئل مشینوں کے درمیان نیٹ ورک کو IP/MPLS-SDN اور ٹرانسپورٹ SDN کی بنیاد پر لاگو کرنے کی ضرورت ہے۔ اس مقالے میں، ہم روٹر فروشوں کے ذریعہ فراہم کردہ IP/MPLS-SDN پر توجہ مرکوز کرتے ہیں۔ Ericsson اور Juniper دونوں IP/MPLS SDN نیٹ ورک فن تعمیر کی مصنوعات پیش کرتے ہیں۔ آپریشنز قدرے مختلف ہیں، لیکن SDN پر مبنی VMS کے درمیان کنیکٹوٹی بہت ملتی جلتی ہے۔
کور کلاؤڈ میں ورچوئلائزڈ سرورز ہیں۔ سرور کے ہائپر وائزر میں، بلٹ ان vRouter/vSwitch چلائیں۔ SDN کنٹرولر ورچوئلائزڈ سرور اور DC G/W راؤٹر (پی ای روٹر جو کلاؤڈ ڈیٹا سینٹر میں MPLS L3 VPN تخلیق کرتا ہے) کے درمیان ٹنل کنفیگریشن فراہم کرتا ہے۔ کور کلاؤڈ میں ہر ورچوئل مشین (جیسے 5G IoT کور) اور DC G/W راؤٹرز کے درمیان SDN سرنگیں (یعنی MPLS GRE یا VXLAN) بنائیں۔
SDN کنٹرولر پھر ان سرنگوں اور MPLS L3 VPN، جیسے IoT VPN کے درمیان نقشہ سازی کا انتظام کرتا ہے۔ ایج کلاؤڈ میں عمل یکساں ہے، ایک آئی او ٹی سلائس بناتا ہے جو کنارے کے بادل سے IP/MPLS بیک بون سے جڑا ہوا ہوتا ہے اور تمام راستے کور کلاؤڈ تک۔ اس عمل کو ان ٹیکنالوجیز اور معیارات کی بنیاد پر لاگو کیا جا سکتا ہے جو اب تک بالغ اور دستیاب ہیں۔
(3) کنارے اور کور کلاؤڈ کے درمیان نیٹ ورک سلائسنگ: IP/MPLS-SDN
اب جو بچا ہے وہ موبائل فرنٹ ہال نیٹ ورک ہے۔ ہم اس موبائل فرنٹ ہولڈ نیٹ ورک کو ایج کلاؤڈ اور 5G RU کے درمیان کیسے کاٹتے ہیں؟ سب سے پہلے، 5G فرنٹ ہول نیٹ ورک کو پہلے بیان کرنا ضروری ہے۔ کچھ آپشنز زیر بحث ہیں (مثال کے طور پر، DU اور RU کی فعالیت کی نئی تعریف کرتے ہوئے ایک نیا پیکٹ پر مبنی فارورڈ نیٹ ورک متعارف کرانا)، لیکن ابھی تک کوئی معیاری تعریف نہیں کی گئی ہے۔ مندرجہ ذیل تصویر ITU IMT 2020 ورکنگ گروپ میں پیش کردہ ایک خاکہ ہے اور ایک ورچوئلائزڈ فرونہول نیٹ ورک کی مثال دیتا ہے۔

ITU تنظیم کے ذریعہ 5G C-RAN نیٹ ورک سلائسنگ کی مثال