برش‌زنی شبکه: راهکاری نوین برای بهینه‌سازی سرویس‌های تلفن همراه

با توجه به تنوع بالای سرویس‌های نوظهور در شبکه‌های تلفن همراه و همچنین نیازمندی‌های بسیار متفاوت هر یک از سرویس‌ها، رویکرد سنتی “یک اندازه مناسب برای همه” دیگر کارآمد نیست. به همین دلیل، برش‌زنی شبکه (Network Slicing) به عنوان یک ویژگی کلیدی مطرح می‌شود. در این روش، منابع شبکه برای ارائه سرویس‌های مختلف به برش‌های مختلفی از هم تفکیک می‌شوند.

مفهوم برش‌زنی شبکه

برش‌زنی شبکه به تقسیم‌بندی یک شبکه فیزیکی به چندین شبکه مجازی اشاره دارد که هرکدام برای نوع خاصی از نیاز یا سرویس، سفارشی و بهینه شده‌اند. این تقسیم‌بندی به کاربران امکان می‌دهد تا از سرویس‌های مختلف با کیفیت‌های متفاوت بهره‌مند شوند.

انواع سرویس‌ها و نیازمندی‌ها

1. سرویس‌های eMBB (Enhanced Mobile Broadband):
   • پخش ویدئو 8k و بازی‌های همه‌جانبه.
   • نیاز به ظرفیت بالا و پهنای باند فراوان.
2. سرویس‌های URLLC (Ultra-Reliable Low Latency Communications):
   • وسایل نقلیه خودران، اینترنت لمسی و جراحی‌های از راه دور.
   • نیاز به اتصال با قابلیت اعتماد بسیار زیاد و تأخیر بسیار کم.
3. سرویس‌های mMTC (Massive Machine Type Communications):
   • اتصال تعداد زیادی از دستگاه‌های اینترنت اشیا و انتقال داده‌های زیاد.
   • نیاز به ارتباط پایدار و همزمانی بالا.

ساختار برش‌زنی شبکه

یک برش شبکه نسل پنجم از مجموعه‌ای از عملکردها و تنظیمات شبکه تشکیل شده است که برای یک مورد استفاده خاص یا مدل تجاری با هم ادغام شده‌اند. یک برش شبکه ممکن است شامل شبکه‌های دسترسی رادیویی (RAN)، شبکه‌های هسته (Core) و شبکه‌های انتقال باشد.

مدیریت برش‌های شبکه

در برش‌زنی شبکه، چندین شبکه مجازی اختصاصی به نام برش‌های شبکه (NSs) بر روی یک زیرساخت شبکه فیزیکی مشترک کار می‌کنند. این برش‌ها با استفاده از فناوری‌های نوظهور مانند NFV (Network Functions Virtualization) و SDN (Software-Defined Networking) مدیریت می‌شوند تا نیازمندی‌های سرویس هر مشتری برآورده شود.

لایه‌های برش شبکه

برش شبکه از سه لایه تشکیل شده است:

1. لایه نمونه سرویس (Service Instance Layer):
   • نشان‌دهنده سرویس‌های کاربر نهایی یا سرویس‌های تجاری قابل پشتیبانی است.
   • هر سرویس با یک نمونه سرویس نشان داده می‌شود.
2. لایه نمونه برش شبکه (Network Slice Instance Layer):
   • شامل نمونه‌های برش شبکه قابل ارائه می‌باشد.
   • یک نمونه برش شبکه، ویژگی‌های شبکه مورد نیاز نمونه سرویس را فراهم می‌کند.
3. لایه منبع (Resource Layer):
   • تمام منابع مجازی یا فیزیکی و توابع شبکه را که برای ایجاد یک نمونه برش شبکه ضروری هستند، ارائه می‌دهد.

استانداردسازی برش‌زنی شبکه

برش‌زنی شبکه یک کار استانداردسازی مداوم است که توسط سازمان‌های مختلف توسعه استاندارد (SDOs) انجام می‌شود. هر یک از این سازمان‌ها بخش خاصی از معماری برش‌زنی شبکه را هدف قرار می‌دهند. پیاده‌سازی برش‌زنی شبکه به صورت از ابتدا تا انتها (E2E) باید با استانداردهای SDOs به ویژه با مدل‌های اطلاعاتی NS همسو باشد. این مدل‌ها، مدیریت NS و همچنین روابط آنها را از دیدگاه اپراتورها و ارائه‌دهندگان سرویس توصیف می‌کنند.

برش‌زنی شبکه به عنوان یک راهکار نوین و کارآمد، امکان ارائه سرویس‌های مختلف با کیفیت‌های متفاوت را فراهم می‌کند. این روش با بهره‌گیری از فناوری‌های پیشرفته مجازی‌سازی و محاسبات ابری، منابع شبکه فیزیکی را به‌طور پویا و کارآمد برای برش‌های مختلف برنامه‌ریزی می‌کند. به این ترتیب، نیازهای متنوع کاربران به بهترین شکل ممکن پاسخ داده می‌شود و کارایی شبکه‌های تلفن همراه به طور قابل‌توجهی افزایش می‌یابد.

ساختار برش‌زنی شبکه

برای مطالعات بیشتر در خصوص مفاهیم جامعی از برش‌زنی شبکه نسل پنجم، برش‌زنی شبکه ب صورت E2E و مدل‌های برش‌زنی در شبکه RAN، Core و انتقال به مقالات An Overview of Network Slicing for 5G و A Comprehensive Survey on the E2E 5G Network Slicing Model مراجعه فرماییذ.

همچنین برای آشنایی بیشتر با این موضوع می‎‌توانید با کلیک بر روی «معرفی دوره‌ی آموزشی مرتبط» دوره آموزشی “5G core and 5G Slicing” را از سامانه مدیریت یادگیری (LMS) مشاهده کنید.