C-RAN
સી-આરએએન (ક્લાઉડ-આરએએન), જેને સેન્ટ્રલાઈઝ્ડ-આરએએન તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે, તે સેલ્યુલર નેટવર્ક માટેનું માળખું છે. સી-આરએએન એ 2જી, 3જી, 4જી અને ભવિષ્યના વાયરલેસ સંચાર ધોરણોને ટેકો આપતા રેડિયો એક્સેસ નેટવર્ક માટે કેન્દ્રિત, ક્લાઉડ કમ્પ્યુટિંગ-આધારિત માળખું છે. તેનું નામ સી-આર. એ. એન. પ્રણાલીની મુખ્ય લાક્ષણિકતાઓમાં ચાર 'સી' માંથી આવે છે, "સ્વચ્છ, કેન્દ્રિત પ્રક્રિયા, સહયોગી રેડિયો અને વાસ્તવિક સમયનું ક્લાઉડ રેડિયો એક્સેસ નેટવર્ક". પૃષ્ઠભૂમિ પરંપરાગત સેલ્યુલર અથવા રેડિયો એક્સેસ નેટવર્ક્સ (આર. એ. એન.) માં ઘણા સ્વતંત્ર બેઝ સ્ટેશનો (બીટીએસ) નો સમાવેશ થાય છે. દરેક બીટીએસ નાના વિસ્તારને આવરી લે છે, જ્યારે બીટીએસ જૂથ સતત વિસ્તારને આવરી લે છે. દરેક બીટીએસ પ્રક્રિયા કરે છે અને મોબાઇલ ટર્મિનલ પર અને ત્યાંથી તેના પોતાના સિગ્નલનું પ્રસારણ કરે છે, અને ડેટા પેલોડને મોબાઇલ ટર્મિનલ પર અને ત્યાંથી અને બેકહોલ દ્વારા કોર નેટવર્ક પર આગળ મોકલે છે. દરેક બીટીએસ પાસે તેની પોતાની કૂલિંગ, બેક હોલ ટ્રાન્સપોર્ટેશન, બેકઅપ બેટરી, મોનિટરિંગ સિસ્ટમ વગેરે હોય છે. મર્યાદિત વર્ણપટ સંસાધનોને કારણે, નેટવર્ક ઓપરેટરો વિવિધ બેઝ સ્ટેશનો વચ્ચે આવર્તનનો 'પુનઃઉપયોગ' કરે છે, જે પડોશી કોષો વચ્ચે દખલગીરીનું કારણ બની શકે છે. પરંપરાગત સેલ્યુલર આર્કિટેક્ચરમાં ઘણી મર્યાદાઓ છે. પ્રથમ, દરેક બીટીએસ બનાવવા અને ચલાવવા માટે ખર્ચાળ છે. મૂરેનો કાયદો વિદ્યુત પ્રણાલીના કદ અને શક્તિને ઘટાડવામાં મદદ કરે છે, પરંતુ બીટીએસની સહાયક સુવિધાઓમાં પણ ઘણો સુધારો થયો નથી. બીજું, જ્યારે સિસ્ટમમાં તેની ક્ષમતા સુધારવા માટે વધુ બીટીએસ ઉમેરવામાં આવે છે, ત્યારે બીટીએસ વચ્ચે દખલગીરી વધુ ગંભીર હોય છે કારણ કે બીટીએસ એકબીજાની નજીક હોય છે અને તેમાંના વધુ સમાન આવર્તનનો ઉપયોગ કરે છે. ત્રીજું, કારણ કે વપરાશકર્તાઓ મોબાઇલ છે, દરેક બીટીએસનો ટ્રાફિક વધઘટ થાય છે (જેને 'ભરતી અસર' કહેવાય છે), અને પરિણામે, વ્યક્તિગત બીટીએસનો સરેરાશ ઉપયોગ દર ખૂબ ઓછો છે. જો કે, આ પ્રક્રિયા સંસાધનો અન્ય બીટીએસ સાથે વહેંચી શકાતા નથી. તેથી, તમામ બીટીએસ સરેરાશ ટ્રાફિકને બદલે મહત્તમ ટ્રાફિકને નિયંત્રિત કરવા માટે રચાયેલ છે, પરિણામે નિષ્ક્રિય સમયે પ્રક્રિયા સંસાધનો અને શક્તિનો બગાડ થાય છે. બેઝ સ્ટેશન આર્કિટેક્ચરનો વિકાસ ઓલ-ઇન-વન મેક્રો બેઝ સ્ટેશન 1જી અને 2જી સેલ્યુલર નેટવર્કમાં, બેઝ સ્ટેશનોમાં ઓલ-ઇન-વન આર્કિટેક્ચર હતું. એનાલોગ, ડિજિટલ અને પાવર કાર્યોને રેફ્રિજરેટર જેટલા મોટા એક જ કેબિનેટમાં રાખવામાં આવ્યા હતા. સામાન્ય રીતે બેઝ સ્ટેશન કેબિનેટને પાવર, બેકઅપ બેટરી, એર કન્ડીશનીંગ, એન્વાયર્નમેન્ટ સર્વેલન્સ અને બેકહોલ ટ્રાન્સમિશન સાધનો જેવી તમામ જરૂરી સહાયક સુવિધાઓ સાથે સમર્પિત રૂમમાં મૂકવામાં આવતી હતી. આર. એફ. સંકેત બેઝ સ્ટેશન આર. એફ. એકમ દ્વારા ઉત્પન્ન થાય છે અને આર. એફ. કેબલની જોડી દ્વારા બેઝ સ્ટેશન ટાવરની ટોચ પરના એન્ટેના અથવા અન્ય માઉન્ટિંગ પોઇન્ટ સુધી ફેલાય છે. આ ઓલ-ઇન-વન આર્કિટેક્ચર મોટે ભાગે મેક્રો સેલ જમાવટમાં જોવા મળ્યું હતું. ડિસ્ટ્રિબ્યુટેડ બેઝ સ્ટેશન 3જી માટે, એરિક્સન, નોકિયા, હ્યુઆવેઇ અને અન્ય અગ્રણી ટેલિકોમ સાધનો વિક્રેતાઓ દ્વારા ડિસ્ટ્રિબ્યુટેડ બેઝ સ્ટેશન આર્કિટેક્ચર રજૂ કરવામાં આવ્યું હતું. આ આર્કિટેક્ચરમાં રેડિયો ફંક્શન યુનિટ, જેને રિમોટ રેડિયો હેડ (આરઆરએચ) તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે, તેને ડિજિટલ ફંક્શન યુનિટ અથવા બેઝબેન્ડ યુનિટ (બીબીયુ) થી ફાઇબર દ્વારા અલગ કરવામાં આવે છે. ડિજિટલ બેઝબેન્ડ સંકેતો ઓપન બેઝ સ્ટેશન આર્કિટેક્ચર ઇનિશિયેટિવ (OBSAI) અથવા કોમન પબ્લિક રેડિયો ઇન્ટરફેસ (CPRI) ધોરણનો ઉપયોગ કરીને ફાઇબર પર વહન કરવામાં આવે છે. આરઆરએચને એન્ટેનાની નજીક ટાવરની ટોચ પર સ્થાપિત કરી શકાય છે, જે પરંપરાગત બેઝ સ્ટેશનની તુલનામાં નુકસાન ઘટાડે છે જ્યાં આરએફ સિગ્નલને બેઝ સ્ટેશન કેબિનેટથી ટાવરની ટોચ પરના એન્ટેના સુધી લાંબી કેબલ દ્વારા મુસાફરી કરવી પડે છે. આરઆરએચ અને બીબીયુ વચ્ચેની ફાઇબર કડી નેટવર્ક આયોજન અને જમાવટમાં વધુ લવચીકતાને પણ મંજૂરી આપે છે કારણ કે તેમને થોડા સો મીટર અથવા થોડા કિલોમીટર દૂર મૂકી શકાય છે. મોટાભાગના આધુનિક બેઝ સ્ટેશનો હવે આ વિચ્છેદિત સ્થાપત્યનો ઉપયોગ કરે છે. સી-આર. એ. એન./ક્લાઉડ-આર. એ. એન. સી-આર. એ. એન. ને ઉપરોક્ત વિતરિત બેઝ સ્ટેશન સિસ્ટમના સ્થાપત્ય ઉત્ક્રાંતિ તરીકે જોઈ શકાય છે. તે વાયરલેસ, ઓપ્ટિકલ અને આઇટી સંચાર પ્રણાલીઓમાં ઘણી તકનીકી પ્રગતિનો લાભ લે છે. ઉદાહરણ તરીકે, તે લાંબા અંતર પર બેઝબેન્ડ સિગ્નલના પ્રસારણને મંજૂરી આપવા માટે નવીનતમ સીપીઆરઆઈ ધોરણ, ઓછી કિંમતની બરછટ અથવા ગાઢ તરંગલંબાઇ વિભાગ મલ્ટિપ્લેક્સિંગ (સીડબ્લ્યુડીએમ/ડીડબ્લ્યુડીએમ) તકનીક અને એમએમવેવનો ઉપયોગ કરે છે, આમ મોટા પાયે કેન્દ્રિત બેઝ સ્ટેશન જમાવટ પ્રાપ્ત કરે છે. તે BBU પૂલમાં ઓછી કિંમત, ઉચ્ચ વિશ્વસનીયતા, ઓછી વિલંબતા અને ઉચ્ચ બેન્ડવિડ્થ ઇન્ટરકનેક્ટ નેટવર્કને મંજૂરી આપવા માટે તાજેતરની ડેટા સેન્ટર નેટવર્ક તકનીકને લાગુ કરે છે. તે ગતિશીલ વહેંચાયેલ સંસાધન ફાળવણી હાંસલ કરવા અને બહુ-વિક્રેતા, બહુ-તકનીકી વાતાવરણને ટેકો આપવા માટે ક્લાઉડ કમ્પ્યુટિંગમાં મૂળ ધરાવતા ખુલ્લા પ્લેટફોર્મ અને રીઅલ-ટાઇમ વર્ચ્યુઅલાઈઝેશન તકનીકનો ઉપયોગ કરે છે. આર્કિટેક્ચરનું વિહંગાવલોકન સી-આર. એ. એન. આર્કિટેક્ચરમાં નીચેની લાક્ષણિકતાઓ છે જે અન્ય સેલ્યુલર આર્કિટેક્ચરથી અલગ છેઃ મોટા પાયે કેન્દ્રિત જમાવટઃ ઘણા આર. આર. એચ. ને કેન્દ્રિત બી. બી. યુ. પૂલ સાથે જોડાવાની મંજૂરી આપે છે. 4G (LTE/LTE-A) સિસ્ટમો માટે ફાઇબર લિંકમાં મહત્તમ અંતર 20 કિમી અને 3G (WCDMA/TD-SCDMA) અને 2G (GSM/CDMA) સિસ્ટમો માટે વધુ અંતર (40 ~ 80 કિમી) હોઈ શકે છે. સહયોગી રેડિયો તકનીકોને મૂળ આધારઃ કોઈપણ BBU ખૂબ ઊંચી બેન્ડવિડ્થ (10 Gbit/s અને તેનાથી વધુ) અને ઓછી વિલંબતા (10 μs સ્તર) સાથે BBU પૂલની અંદર અન્ય કોઈપણ BBU સાથે વાત કરી શકે છે. આ પૂલમાં બી. બી. યુ. ના પરસ્પર જોડાણ દ્વારા સક્ષમ કરવામાં આવે છે. બી. બી. યુ. હોટેલિંગ અથવા બેઝ સ્ટેશન હોટેલિંગથી આ એક મોટો તફાવત છે; પછીના કિસ્સામાં, વિવિધ બેઝ સ્ટેશનોના બી. બી. યુ. ને એકસાથે ગોઠવવામાં આવે છે અને ભૌતિક સ્તરના સંકલનને મંજૂરી આપવા માટે તેમની વચ્ચે કોઈ સીધો સંબંધ નથી. ઓપન પ્લેટફોર્મ પર આધારિત રીઅલ-ટાઇમ વર્ચ્યુઅલાઈઝેશન ક્ષમતાઃ આ માલિકીના હાર્ડવેર પર બનેલા પરંપરાગત બેઝ સ્ટેશનોથી અલગ છે, જ્યાં સોફ્ટવેર અને હાર્ડવેર ક્લોઝ-સોર્સ હોય છે અને સિંગલ વિક્રેતાઓ દ્વારા પ્રદાન કરવામાં આવે છે. તેનાથી વિપરીત, સી-આર. એ. એન. બી. બી. યુ. પૂલ ખુલ્લા હાર્ડવેર પર બનેલો છે, જેમ કે x86/એ. આર. એમ. સી. પી. યુ. આધારિત સર્વર, અને ઇન્ટરફેસ કાર્ડ જે આર. આર. એચ. સાથે ફાઇબર લિંક્સ અને પૂલમાં આંતર-જોડાણોનું સંચાલન કરે છે. રીઅલ-ટાઇમ વર્ચ્યુઅલાઈઝેશન એ સુનિશ્ચિત કરે છે કે પૂલમાંના સંસાધનોને નેટવર્ક લોડ અનુસાર, વિવિધ વિક્રેતાઓના 4G/3G/2G ફંક્શન મોડ્યુલો જેવા બેઝ સ્ટેશન સોફ્ટવેર સ્ટેક્સ માટે ગતિશીલ રીતે ફાળવી શકાય છે. જો કે, વાયરલેસ સંચાર પ્રણાલીઓની કડક સમયની જરૂરિયાતોને સંતોષવા માટે, સી-આર. એ. એન. માટે વાસ્તવિક સમયનું પ્રદર્શન દસ માઇક્રોસેકન્ડના સ્તરે હોય છે, જે સામાન્ય રીતે ક્લાઉડ કમ્પ્યુટિંગ વાતાવરણમાં જોવા મળતા મિલિસેકન્ડ સ્તરના 'વાસ્તવિક સમય' પ્રદર્શન કરતાં વધુ તીવ્રતાના બે ક્રમ છે. રિપબ્લિક ઓફ કોરિયામાં ટેલિકોમ ઓપરેટર કેટીએ 2011 અને 2012માં તેમના 3જી (ડબલ્યુસીડીએમએ/એચએસપીએ) અને 4જી (એલટીઇ/એલટીઇ-એ) નેટવર્કમાં ક્લાઉડ કમ્પ્યુટિંગ સેન્ટર (સીસીસી) સિસ્ટમ રજૂ કરી હતી. સીસીસીની વિભાવના મૂળભૂત રીતે સી-આરએએન જેવી જ છે. એસકે ટેલિકોમે 2012 સુધીમાં કોરિયામાં તેમના 4જી (એલટીઇ/એલટીઇ-એ) નેટવર્કમાં સ્માર્ટ ક્લાઉડ એક્સેસ નેટવર્ક (એસસીએએન) અને એડવાન્સ્ડ-એસસીએએન પણ તૈનાત કર્યા છે. 2014 માં, એરવાના (હવે કોમસ્કોપ) એ વનસેલ રજૂ કરી, જે સી-આરએએન-આધારિત નાના સેલ સિસ્ટમ છે જે સાહસો અને જાહેર જગ્યાઓ માટે રચાયેલ છે. સેલ્યુલર નેટવર્ક ઉત્ક્રાંતિમાં સ્પર્ધાત્મક આર્કિટેક્ચર ઓલ-ઇન-વન બીટીએસ એક મુખ્ય વૈકલ્પિક ઉકેલ કે જે આરએએનના સમાન પડકારોને સંબોધિત કરે છે, તે નાના કદ, ઓલ-ઇન-વન આઉટડોર બીટીએસ છે. સેમિકન્ડક્ટર ઉદ્યોગમાં સિદ્ધિઓ બદલ આભાર, બીટીએસની તમામ કાર્યક્ષમતા, જેમાં આરએફ, બેઝબેન્ડ પ્રોસેસિંગ, એમએસી પ્રોસેસિંગ અને પેકેજ લેવલ પ્રોસેસિંગનો સમાવેશ થાય છે, તે હવે <50 લિટરના જથ્થામાં લાગુ કરી શકાય છે. આ સિસ્ટમને નાની અને હવામાન પ્રતિરોધક બનાવે છે, બીટીએસ સાઇટની પસંદગી અને બાંધકામની મુશ્કેલી ઘટાડે છે, એર કન્ડીશનીંગની જરૂરિયાતને દૂર કરે છે અને આમ ઓપરેશનલ ખર્ચમાં ઘટાડો કરે છે. જો કે, કારણ કે દરેક બીટીએસ હજી પણ તેના પોતાના પર કામ કરી રહ્યું છે, તે પડોશી બીટીએસ વચ્ચેની દખલગીરીને ઘટાડવા માટે સહયોગ અલ્ગોરિધમ્સનો સહેલાઈથી ઉપયોગ કરી શકતું નથી. અપગ્રેડ કરવું અથવા સમારકામ કરવું પણ પ્રમાણમાં મુશ્કેલ છે કારણ કે ઓલ-ઇન-વન બીટીએસ એકમો સામાન્ય રીતે એન્ટેનાની નજીક માઉન્ટ થયેલ હોય છે. ઓછા સુરક્ષિત વાતાવરણમાં વધુ પ્રક્રિયા એકમો પણ સી-આર. એ. એન. ની સરખામણીમાં વધુ નિષ્ફળતા દર સૂચવે છે, જેમાં માત્ર આર. આર. યુ. બહાર તૈનાત છે. ક્લાઉડ આર. એ. એન. નો ફાયદો એલ. ટી. ઈ.-એડવાન્સ્ડ સુવિધાઓ જેમ કે કો-ઓર્ડિનેટેડ મલ્ટીપોઈન્ટ (કો. એમ. પી.) ને બહુવિધ રેડિયો હેડ વચ્ચે ખૂબ ઓછી વિલંબતા સાથે અમલમાં મૂકવાની તેની ક્ષમતામાં રહેલો છે. જો કે, સીઓએમપી જેવા સુધારાઓના આર્થિક લાભને કેટલાક ઓપરેટરો માટે ઊંચા બેકહોલ ખર્ચ દ્વારા નકારી શકાય છે. નાના કોષ અને C-RAN વચ્ચેની મુખ્ય સ્પર્ધા બે જમાવટની પરિસ્થિતિઓમાં થાય છેઃ આઉટડોર હોટસ્પોટ કવરેજ અને ઇન્ડોર કવરેજ. શૈક્ષણિક સંશોધન અને પ્રકાશનો ભવિષ્યના સેલ્યુલર નેટવર્ક આર્કિટેક્ચર માટેના આશાસ્પદ ઉત્ક્રાંતિ માર્ગોમાંના એક તરીકે, સી-આરએએનએ ઉચ્ચ શૈક્ષણિક સંશોધન રસ આકર્ષિત કર્યો છે. દરમિયાન, કારણ કે સહકારી રેડિયો ક્ષમતાનો મૂળ ટેકો સી-આર. એ. એન. માળખામાં બાંધવામાં આવ્યો છે, તે ઘણા અદ્યતન અલ્ગોરિધમ્સને પણ સક્ષમ કરે છે જે સેલ્યુલર નેટવર્કમાં અમલમાં મૂકવા મુશ્કેલ હતા, જેમાં સહકારી મલ્ટી-પોઇન્ટ ટ્રાન્સમિશન/રીસીવિંગ, નેટવર્ક કોડિંગ વગેરેનો સમાવેશ થાય છે. ઓક્ટોબર 2011માં, વાયરલેસ વર્લ્ડ રિસર્ચ ફોરમ 27નું આયોજન જર્મનીમાં કરવામાં આવ્યું હતું, જ્યારે ચાઇના મોબાઇલને સી-આરએએન પ્રસ્તુતિ આપવા માટે આમંત્રણ આપવામાં આવ્યું હતું. ઓગસ્ટ 2012માં, IEEE C-RAN 2012 વર્કશોપનું આયોજન ચીનના કુનમિંગમાં કરવામાં આવ્યું હતું. સી. આર. સી. પ્રેસે "ગ્રીન કોમ્યુનિકેશન્સઃ થિયોરેટિકલ ફંડામેન્ટલ્સ, એલ્ગોરિધમ્સ એન્ડ એપ્લિકેશન્સ" પુસ્તક પ્રકાશિત કર્યું અને તેનું 11મું પ્રકરણ છેઃ "સી-આર. એ. એન.: એ ગ્રીન આર. એ. એન. ફ્રેમવર્ક". ડિસેમ્બર 2012માં, આઈ. ઈ. ઈ. ઈ. ગ્લોબલકોમ 2012 પરિષદ, ક્લાઉડ આધારિત-સ્ટેશનો અને મોટા પાયે સહકારી સંચાર પર આંતરરાષ્ટ્રીય વર્કશોપ, યુએસએના કેલિફોર્નિયામાં યોજવામાં આવી હતી. યુરોપિયન કમિટી ફ્રેમ પ્રોજેક્ટ 7 પ્રાયોજકો ધરાવે છે અને હાલમાં સેલ્યુલર નેટવર્ક આર્કિટેક્ચર ઉત્ક્રાંતિને લગતી ઘણી સમસ્યાઓનું સમાધાન કરી રહ્યું છે. આમાંના ઘણા પ્રોજેક્ટ્સે સી-આર. એ. એન. ને મોબાઇલ ક્લાઉડ નેટવર્ક પ્રોજેક્ટ જેવા ભવિષ્યના સેલ્યુલર નેટવર્ક આર્કિટેક્ચરમાંના એક તરીકે લીધા છે. સંદર્ભો બાહ્ય લિંક્સ ચાઇના મોબાઇલ રિસર્ચ ઇન્સ્ટિટ્યૂટમાં સત્તાવાર સી-આરએએન વેબસાઇટ પ્રથમ સી-આરએએન આંતરરાષ્ટ્રીય વર્કશોપ વેબસાઇટ, ચાઇનીઝ એએસઓસીએસમાં ભારપૂર્વક જણાવે છે કે સી-આરએએન એક શ્રેષ્ઠ અમલીકરણ છે એએસઓસીએસ અને એઆરએમ ક્લાઉડ-રન સંદર્ભ-ડિઝાઇન એસોક્સની જાહેરાત કરે છે અને વિન્ડરીવર (આઈએનટીસી) વર્ચ્યુઅલ બેઝ સ્ટેશનોને લોકપ્રિય બનાવે છે કોમ્સ્કોપ વ્યાખ્યાઓઃ વોટ-ઇઝ-સી-આરએએન? સી-આરએએન સ્મોલ સેલ્સ રેડિયો ટેકનોલોજી ક્લાઉડ કમ્પ્યુટિંગ સાથે સેલ વર્ચ્યુઅલાઈઝેશન