C-RAN
سی-آر اے این (کلاؤڈ-آر اے این)، جسے سنٹرلائزڈ-آر اے این بھی کہا جاتا ہے، سیلولر نیٹ ورک کے لیے ایک فن تعمیر ہے۔ سی-آر اے این ریڈیو تک رسائی کے نیٹ ورک کے لیے ایک مرکزی، کلاؤڈ کمپیوٹنگ پر مبنی فن تعمیر ہے جو 2 جی، 3 جی، 4 جی اور مستقبل کے وائرلیس مواصلاتی معیارات کی حمایت کرتا ہے۔ اس کا نام سی-آر اے این سسٹم کی اہم خصوصیات میں چار 'سی'، "کلین، سینٹرلائزڈ پروسیسنگ، کولیبریٹو ریڈیو، اور ایک ریئل ٹائم کلاؤڈ ریڈیو ایکسیس نیٹ ورک" سے آیا ہے۔ پس منظر روایتی سیلولر، یا ریڈیو رسائی نیٹ ورک (آر اے این)، بہت سے اسٹینڈ ایلون بیس اسٹیشنوں (بی ٹی ایس) پر مشتمل ہے۔ ہر بی ٹی ایس ایک چھوٹے سے علاقے کا احاطہ کرتا ہے، جبکہ ایک گروپ بی ٹی ایس ایک مسلسل علاقے پر کوریج فراہم کرتا ہے۔ ہر بی ٹی ایس موبائل ٹرمینل پر عمل کرتا ہے اور اس سے اپنا سگنل منتقل کرتا ہے، اور ڈیٹا پے لوڈ کو موبائل ٹرمینل سے اور بیک ہال کے ذریعے کور نیٹ ورک تک آگے بڑھاتا ہے۔ ہر بی ٹی ایس کا اپنا کولنگ، بیک ہول ٹرانسپورٹیشن، بیک اپ بیٹری، نگرانی کا نظام وغیرہ ہوتا ہے۔ محدود سپیکٹرم وسائل کی وجہ سے، نیٹ ورک آپریٹرز مختلف بیس اسٹیشنوں کے درمیان تعدد کو 'دوبارہ استعمال' کرتے ہیں، جو پڑوسی خلیوں کے درمیان مداخلت کا سبب بن سکتے ہیں۔ روایتی سیلولر فن تعمیر میں کئی حدود ہیں۔ سب سے پہلے، ہر بی ٹی ایس کو بنانا اور چلانا مہنگا ہوتا ہے۔ مور کا قانون برقی نظام کے سائز اور طاقت کو کم کرنے میں مدد کرتا ہے، لیکن بی ٹی ایس کی معاون سہولیات میں بھی کافی بہتری نہیں آئی ہے۔ دوسرا، جب کسی نظام میں اس کی صلاحیت کو بہتر بنانے کے لیے مزید بی ٹی ایس شامل کیے جاتے ہیں، تو بی ٹی ایس کے درمیان مداخلت زیادہ شدید ہوتی ہے کیونکہ بی ٹی ایس ایک دوسرے کے قریب ہوتے ہیں اور ان میں سے زیادہ تر ایک ہی تعدد استعمال کر رہے ہوتے ہیں۔ تیسرا، کیونکہ صارفین موبائل ہیں، ہر بی ٹی ایس کی ٹریفک میں اتار چڑھاؤ آتا ہے (جسے 'ٹائیڈ ایفیکٹ' کہا جاتا ہے)، اور اس کے نتیجے میں، انفرادی بی ٹی ایس کے اوسط استعمال کی شرح کافی کم ہے۔ تاہم، ان پروسیسنگ وسائل کو دوسرے بی ٹی ایس کے ساتھ شیئر نہیں کیا جا سکتا۔ لہذا، تمام بی ٹی ایس کو اوسط ٹریفک کے بجائے زیادہ سے زیادہ ٹریفک کو سنبھالنے کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے، جس کے نتیجے میں بیکار اوقات میں پروسیسنگ کے وسائل اور بجلی کا ضیاع ہوتا ہے۔ بیس اسٹیشن فن تعمیر کا ارتقاء آل ان ون میکرو بیس اسٹیشن 1 جی اور 2 جی سیلولر نیٹ ورکس میں، بیس اسٹیشنوں میں آل ان ون فن تعمیر تھا۔ اینالاگ، ڈیجیٹل اور پاور فنکشنز کو ایک ہی کابینہ میں رکھا گیا تھا جو ریفریجریٹر جتنا بڑا تھا۔ عام طور پر بیس اسٹیشن کی کابینہ کو تمام ضروری معاون سہولیات جیسے پاور، بیک اپ بیٹری، ایئر کنڈیشنگ، ماحولیاتی نگرانی، اور بیک ہال ٹرانسمیشن آلات کے ساتھ ایک مخصوص کمرے میں رکھا جاتا تھا۔ آر ایف سگنل بیس اسٹیشن آر ایف یونٹ کے ذریعے تیار کیا جاتا ہے اور آر ایف کیبلز کے جوڑوں کے ذریعے بیس اسٹیشن ٹاور یا دیگر بڑھتے ہوئے مقامات کے اوپری حصے پر موجود اینٹینا تک پھیلتا ہے۔ یہ آل ان ون فن تعمیر زیادہ تر میکرو سیل کی تعیناتی میں پایا گیا تھا۔ تقسیم شدہ بیس اسٹیشن 3 جی کے لیے، ایک تقسیم شدہ بیس اسٹیشن فن تعمیر ایرکسن، نوکیا، ہواوے، اور دیگر معروف ٹیلی کام آلات فروشوں کے ذریعے متعارف کرایا گیا تھا۔ اس فن تعمیر میں ریڈیو فنکشن یونٹ، جسے ریموٹ ریڈیو ہیڈ (آر آر ایچ) بھی کہا جاتا ہے، کو ڈیجیٹل فنکشن یونٹ، یا بیس بینڈ یونٹ (بی بی یو) سے فائبر کے ذریعے الگ کیا جاتا ہے۔ اوپن بیس اسٹیشن آرکیٹیکچر انیشی ایٹو (او بی ایس اے آئی) یا کامن پبلک ریڈیو انٹرفیس (سی پی آر آئی) معیار کا استعمال کرتے ہوئے ڈیجیٹل بیس بینڈ سگنلز کو فائبر پر لے جایا جاتا ہے۔ آر آر ایچ کو اینٹینا کے قریب ٹاور کے اوپری حصے پر نصب کیا جا سکتا ہے، جس سے نقصان کو روایتی بیس اسٹیشن کے مقابلے میں کم کیا جا سکتا ہے جہاں آر ایف سگنل کو بیس اسٹیشن کابینہ سے ٹاور کے اوپری حصے میں موجود اینٹینا تک لمبی کیبل کے ذریعے سفر کرنا پڑتا ہے۔ آر آر ایچ اور بی بی یو کے درمیان فائبر لنک نیٹ ورک کی منصوبہ بندی اور تعیناتی میں زیادہ لچک کی بھی اجازت دیتا ہے کیونکہ انہیں چند سو میٹر یا چند کلومیٹر دور رکھا جا سکتا ہے۔ زیادہ تر جدید بیس اسٹیشن اب اس ڈیکپلڈ فن تعمیر کا استعمال کرتے ہیں۔ سی-آر اے این/کلاؤڈ-آر اے این سی-آر اے این کو مذکورہ بالا تقسیم شدہ بیس اسٹیشن سسٹم کے تعمیراتی ارتقاء کے طور پر دیکھا جا سکتا ہے۔ یہ وائرلیس، آپٹیکل اور آئی ٹی مواصلاتی نظاموں میں بہت سی تکنیکی ترقی کا فائدہ اٹھاتا ہے۔ مثال کے طور پر، یہ جدید ترین سی پی آر آئی معیار، کم لاگت والی موٹے یا گھنے طول موج ڈویژن ملٹی پلیکسنگ (سی ڈبلیو ڈی ایم/ڈی ڈبلیو ڈی ایم) ٹیکنالوجی، اور ایم ایم ویو کا استعمال کرتا ہے تاکہ طویل فاصلے پر بیس بینڈ سگنل کی ترسیل کی اجازت دی جا سکے اور اس طرح بڑے پیمانے پر مرکزی بیس اسٹیشن کی تعیناتی حاصل کی جا سکے۔ یہ بی بی یو پول میں کم لاگت، اعلی وشوسنییتا، کم تاخیر اور اعلی بینڈوڈتھ انٹر کنیکٹ نیٹ ورک کی اجازت دینے کے لیے حالیہ ڈیٹا سینٹر نیٹ ورک ٹیکنالوجی کا اطلاق کرتا ہے۔ یہ متحرک مشترکہ وسائل کی تقسیم کو حاصل کرنے اور ملٹی وینڈر، ملٹی ٹیکنالوجی ماحول کی حمایت کرنے کے لیے کلاؤڈ کمپیوٹنگ میں جڑے کھلے پلیٹ فارم اور ریئل ٹائم ورچوئلائزیشن ٹیکنالوجی کا استعمال کرتا ہے۔ آرکیٹیکچر کا جائزہ سی-آر اے این آرکیٹیکچر میں درج ذیل خصوصیات ہیں جو دوسرے سیلولر آرکیٹیکچرز سے الگ ہیں: بڑے پیمانے پر مرکزی تعیناتی: بہت سے آر آر ایچ کو مرکزی بی بی یو پول سے جڑنے کی اجازت دیتا ہے۔ 4 جی (ایل ٹی ای/ایل ٹی ای-اے) سسٹمز کے لیے فائبر لنک میں زیادہ سے زیادہ فاصلہ 20 کلومیٹر اور 3 جی (ڈبلیو سی ڈی ایم اے/ٹی ڈی-ایس سی ڈی ایم اے) اور 2 جی (جی ایس ایم/سی ڈی ایم اے) سسٹمز کے لیے اس سے بھی زیادہ فاصلہ (40 ~ 80 کلومیٹر) ہو سکتا ہے۔ باہمی تعاون والی ریڈیو ٹیکنالوجیز کے لیے مقامی تعاون: کوئی بھی بی بی یو بی بی یو پول کے اندر کسی بھی دوسرے بی بی یو کے ساتھ بات کر سکتا ہے جس میں بہت زیادہ بینڈوتھ (10 گیبٹ/سیکنڈ اور اس سے زیادہ) اور کم تاخیر (10 مائیکرو کی سطح) ہو۔ یہ پول میں بی بی یو کے آپس میں جڑنے سے فعال ہوتا ہے۔ یہ بی بی یو ہوٹلنگ، یا بیس اسٹیشن ہوٹلنگ سے ایک بڑا فرق ہے ؛ مؤخر الذکر کے معاملے میں، مختلف بیس اسٹیشنوں کے بی بی یو محض ایک ساتھ جڑے ہوتے ہیں اور جسمانی پرت کوآرڈینیشن کی اجازت دینے کے لیے ان کے درمیان کوئی براہ راست رابطہ نہیں ہوتا ہے۔ اوپن پلیٹ فارم پر مبنی ریئل ٹائم ورچوئلائزیشن کی صلاحیت: یہ ملکیتی ہارڈ ویئر پر بنائے گئے روایتی بیس اسٹیشنوں سے مختلف ہے، جہاں سافٹ ویئر اور ہارڈ ویئر قریبی ماخذ ہوتے ہیں اور واحد دکانداروں کے ذریعہ فراہم کیے جاتے ہیں۔ اس کے برعکس، ایک سی-آر اے این بی بی یو پول کھلے ہارڈ ویئر پر بنایا گیا ہے، جیسے x86/اے آر ایم سی پی یو پر مبنی سرور، اور انٹرفیس کارڈ جو آر آر ایچ کے فائبر لنکس اور پول میں باہمی رابطوں کو سنبھالتے ہیں۔ ریئل ٹائم ورچوئلائزیشن اس بات کو یقینی بناتی ہے کہ پول میں موجود وسائل کو نیٹ ورک لوڈ کے مطابق، مختلف دکانداروں کے 4G/3G/2G فنکشن ماڈیولز کے مطابق، بیس اسٹیشن سافٹ ویئر اسٹیکس کے لیے متحرک طور پر مختص کیا جا سکتا ہے۔ تاہم، وائرلیس مواصلاتی نظاموں کی سخت وقت کی ضروریات کو پورا کرنے کے لیے، سی-آر اے این کے لیے حقیقی وقت کی کارکردگی دسیوں مائیکرو سیکنڈ کی سطح پر ہوتی ہے، جو کہ عام طور پر کلاؤڈ کمپیوٹنگ ماحول میں نظر آنے والی ملی سیکنڈ کی سطح 'حقیقی وقت' کی کارکردگی سے بہتر ہے۔ اسی طرح کے فن تعمیر اور نظام کے ٹی، جمہوریہ کوریا میں ایک ٹیلی کام آپریٹر، نے 2011 اور 2012 میں اپنے 3 جی (ڈبلیو سی ڈی ایم اے/ایچ ایس پی اے) اور 4 جی (ایل ٹی ای/ایل ٹی ای-اے) نیٹ ورک میں کلاؤڈ کمپیوٹنگ سینٹر (سی سی سی) سسٹم متعارف کرایا۔ سی سی سی کا تصور بنیادی طور پر سی-آر اے این جیسا ہی ہے۔ ایس کے ٹیلی کام نے 2012 میں کوریا میں اپنے 4 جی (ایل ٹی ای/ایل ٹی ای-اے) نیٹ ورک میں اسمارٹ کلاؤڈ ایکسیس نیٹ ورک (ایس سی اے این) اور ایڈوانسڈ-ایس سی اے این کو بھی تعینات کیا ہے۔ 2014 میں، ایروانا (اب کامسکوپ) نے ون سیل متعارف کرایا، جو ایک سی-آر اے این پر مبنی چھوٹے سیل کا نظام ہے جو کاروباری اداروں اور عوامی مقامات کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے۔ سیلولر نیٹ ورک ارتقاء میں مسابقتی آرکیٹیکچرز آل ان ون بی ٹی ایس ایک بڑا متبادل حل جو آر اے این کے اسی طرح کے چیلنجوں سے نمٹ رہا ہے، چھوٹا سائز، آل ان ون آؤٹ ڈور بی ٹی ایس ہے۔ سیمی کنڈکٹر انڈسٹری کی کامیابیوں کی بدولت، آر ایف، بیس بینڈ پروسیسنگ، ایم اے سی پروسیسنگ اور پیکیج لیول پروسیسنگ سمیت بی ٹی ایس کی تمام فعالیت کو اب <50 لیٹر کے حجم میں نافذ کیا جا سکتا ہے۔ یہ نظام کو چھوٹا اور موسمی مزاحم بناتا ہے، بی ٹی ایس سائٹ کے انتخاب اور تعمیر کی دشواری کو کم کرتا ہے، ایئر کنڈیشنگ کی ضرورت کو ختم کرتا ہے، اور اس طرح آپریشنل اخراجات کو کم کرتا ہے۔ تاہم، چونکہ ہر بی ٹی ایس اب بھی اپنے طور پر کام کر رہا ہے، اس لیے وہ پڑوسی بی ٹی ایس کے درمیان مداخلت کو کم کرنے کے لیے تعاون کے الگورتھم کو آسانی سے استعمال نہیں کر سکتا۔ اپ گریڈ یا مرمت کرنا بھی نسبتا مشکل ہے کیونکہ آل ان ون بی ٹی ایس یونٹ عام طور پر اینٹینا کے قریب نصب ہوتے ہیں۔ کم محفوظ ماحول میں زیادہ پروسیسنگ یونٹس کا مطلب سی-آر اے این کے مقابلے میں ناکامی کی شرح زیادہ ہے، جس میں صرف آر آر یو کو باہر تعینات کیا گیا ہے۔ کلاؤڈ آر اے این کا فائدہ ایل ٹی ای-ایڈوانسڈ خصوصیات جیسے کوآرڈینیٹڈ ملٹی پوائنٹ (سی او ایم پی) کو متعدد ریڈیو سروں کے درمیان بہت کم تاخیر کے ساتھ نافذ کرنے کی صلاحیت میں مضمر ہے۔ تاہم، سی او ایم پی جیسی بہتریوں کے معاشی فوائد کو کچھ آپریٹرز کے لیے بیک ہال کے زیادہ اخراجات سے مسترد کیا جا سکتا ہے۔ چھوٹے خلیے چھوٹے خلیے اور سی-آر اے این کے درمیان اہم مقابلہ دو تعیناتی کے منظرناموں میں ہوتا ہے: آؤٹ ڈور ہاٹ اسپاٹ کوریج اور انڈور کوریج۔ تعلیمی تحقیق اور اشاعتیں مستقبل کے سیلولر نیٹ ورک فن تعمیر کے لیے امید افزا ارتقاء کے راستوں میں سے ایک کے طور پر، سی-آر اے این نے اعلی تعلیمی تحقیقی دلچسپی کو اپنی طرف متوجہ کیا ہے۔ دریں اثنا، چونکہ کوآپریٹو ریڈیو کی صلاحیت کی مقامی حمایت سی-آر اے این فن تعمیر میں بنائی گئی ہے، اس سے بہت سے جدید الگورتھم کو بھی قابل بناتا ہے جنہیں سیلولر نیٹ ورکس میں نافذ کرنا مشکل تھا، بشمول کوآپریٹو ملٹی پوائنٹ ٹرانسمیشن/وصول کرنا، نیٹ ورک کوڈنگ وغیرہ۔ اکتوبر 2011 میں، وائرلیس ورلڈ ریسرچ فورم 27 کی میزبانی جرمنی میں کی گئی تھی، جب چائنا موبائل کو سی-رین پریزنٹیشن دینے کے لیے مدعو کیا گیا تھا۔ اگست 2012 میں، چین کے کنمنگ میں آئی ای ای ای سی-آر اے این 2012 ورکشاپ کی میزبانی کی گئی۔ سی آر سی پریس نے ایک کتاب شائع کی، "گرین کمیونیکیشنز: نظریاتی بنیادی باتیں، الگورتھم اور ایپلی کیشنز"، اور اس کا 11 واں باب ہے: "سی-آر اے این: اے گرین آر اے این فریم ورک"۔ دسمبر 2012 میں، آئی ای ای ای گلوبل کام 2012 کانفرنس، کلاؤڈ بیسڈ اسٹیشنز اور لارج اسکیل کوآپریٹو کمیونیکیشنز پر بین الاقوامی ورکشاپ کی میزبانی کیلیفورنیا، امریکہ میں کی گئی۔ یورپی کمیٹی فریم پروجیکٹ 7 کے اسپانسر ہیں اور فی الحال سیلولر نیٹ ورک فن تعمیر کے ارتقاء سے متعلق بہت سے مسائل کو حل کر رہا ہے۔ ان میں سے بہت سے منصوبوں نے سی-آر اے این کو مستقبل کے سیلولر نیٹ ورک آرکیٹیکچرز میں سے ایک کے طور پر لیا ہے، جیسے موبائل کلاؤڈ نیٹ ورک پروجیکٹ۔ حوالہ جات بیرونی روابط چین میں سرکاری سی-آر اے این ویب سائٹ موبائل ریسرچ انسٹی ٹیوٹ پہلی سی-آر اے این بین الاقوامی ورکشاپ ویب سائٹ، چینی اے ایس او سی ایس میں اس بات پر زور دیتی ہے کہ سی-آر اے این ایک اعلی نفاذ ہے۔ اے ایس او سی ایس اور اے آر ایم کلاؤڈ-رن ریفرنس-ڈیزائن اے ایس او سی کا اعلان کرتے ہیں اور ونڈ ریور (آئی این ٹی سی) ورچوئل بیس اسٹیشنوں کو مقبول بناتا ہے۔ کامسکوپ تعریف: کیا ہے-سی-آر اے این؟ سی-آر اے این چھوٹے خلیوں کے ساتھ سیل ورچوئلائزیشن ریڈیو ٹیکنالوجی کلاؤڈ کمپیوٹنگ