The prediction for future traffic demand forecasts growth in 1000 scales and more than 100 billion Internet of Things connections, posing a significant challenge for future mobile communication technologies. When it comes to enabling a connected mobile world, the mobile industry is grappling with the difficulties of increasing capacity demand yet the low cost for future mobile networks. The oal of 5G is to bring these opposing needs to light. The unique needs of the specific service and user requests are assessed, and the established performance indicators are used to derive the specific requirements from common usage situations. The criteria for network development and operation are also included to realize the goal of an inexpensive 5G service. 5G will offer fiber-like access data rates, "zero" latency user experiences, and connectivity to more than 100 billion devices, delivering a consistent experience across a range of situations while saving hundreds of times on energy and costs. As a result, the 5G network is rapidly becoming accessible in many countries, including Italy, and is establishing itself as the next worldwide reference design for mobile and fixed communications networks. This thesis is based on the Base5G project's standard design. Its goal is to see how 5G may aid value IoT applications while also investigating a new technique known as "Network Slicing." It then goes into Base5G mathematical models for detecting alternative trade-offs in MEC deployment in a real-world operator network. The capacity to deliver innovative services with new and tighter standards is the major novelty of the Fifth Generation (5G) of mobile networks. Multi-access Edge Computing is one of the technologies that enable the upcoming 5G services (MEC). MEC entails the placement of storage and computation platforms at the (radio) access network's edge. Because the services are offered from a geographical region that is extremely near to the user location, MEC provides low-latency service delivery and minimal network congestion. Thus, MEC needs mobile carriers to offer their Radio Access Network (RAN) to approved service operators and content providers to be effective. The goal of this thesis is to analyze and establish the best spots for activating MEC to provide excellent coverage for many base station sites. We have data from a mobile operator concerning network latency in the backhauling and core parts of the network, and we'd want to determine the best placement for additional data centers based on the number of sites, total traffic, and total population served by each gateway.

La previsione per la futura domanda di traffico prevede una crescita di 1000 scale e più di 100 miliardi di connessioni Internet of Things, ponendo una sfida significativa per le future tecnologie di comunicazione mobile. Quando si tratta di abilitare un mondo mobile connesso, l'industria mobile è alle prese con le difficoltà della crescente domanda di capacità eppure il basso costo per le future reti mobili. L'obiettivo del 5G è quello di portare alla luce queste esigenze opposte. Vengono valutate le esigenze uniche dal servizio specifico e dalle richieste degli utenti, e gli indicatori di prestazione stabiliti vengono utilizzati per derivare i requisiti specifici dalle situazioni di utilizzo comune. I criteri per lo sviluppo e il funzionamento della rete sono anche inclusi per realizzare l'obiettivo di un servizio 5G poco costoso. Il 5G offrirà velocità di dati di accesso simili alla fibra, esperienze utente a latenza "zero" e connettività a più di 100 miliardi di dispositivi, offrendo un'esperienza coerente in una serie di situazioni e risparmiando centinaia di volte su energia e costi. Di conseguenza, la rete 5G sta diventando rapidamente accessibile in molti paesi, compresa l'Italia, e si sta affermando come il prossimo progetto di riferimento mondiale per le reti di comunicazione mobile e fissa. Questa tesi si basa sul design standard del progetto Base5G. Il suo obiettivo è quello di vedere come il 5G può aiutare le applicazioni IoT di valore, indagando anche una nuova tecnica nota come "Network Slicing". Si addentra poi nei modelli matematici di Base5G per rilevare i trade-off alternativi nell'implementazione del MEC in una rete di un operatore reale. La capacità di fornire servizi innovativi con nuovi e più stretti standard è la principale novità della quinta generazione (5G) di reti mobili. Il Multi-access Edge Computing è una delle tecnologie che abilitano i prossimi servizi 5G (MEC). Il MEC comporta il posizionamento di piattaforme di immagazzinamento e di calcolo sul bordo della rete di accesso (radio). Poiché i servizi sono offerti da una regione geografica che è estremamente vicina alla posizione dell'utente, MEC fornisce un servizio a bassa latenza e una congestione minima della rete. Quindi, per essere efficace, il MEC ha bisogno che i carrier mobili offrano la loro rete di accesso radio (RAN) agli operatori di servizi approvati e ai fornitori di contenuti. L'obiettivo di questa tesi è quello di analizzare e stabilire i punti migliori per attivare il MEC per fornire una copertura eccellente per molti siti di stazioni base. Abbiamo dati da un operatore di telefonia mobile riguardanti la latenza di rete nelle parti di backhauling e core della rete, e vorremmo determinare il miglior posizionamento per centri dati aggiuntivi in base al numero di siti, al traffico totale e alla popolazione totale servita da ogni gateway.

Identification of optimal location for deployment of edge data centers

ASIMA GULZAR
2021/2022

Abstract

The prediction for future traffic demand forecasts growth in 1000 scales and more than 100 billion Internet of Things connections, posing a significant challenge for future mobile communication technologies. When it comes to enabling a connected mobile world, the mobile industry is grappling with the difficulties of increasing capacity demand yet the low cost for future mobile networks. The oal of 5G is to bring these opposing needs to light. The unique needs of the specific service and user requests are assessed, and the established performance indicators are used to derive the specific requirements from common usage situations. The criteria for network development and operation are also included to realize the goal of an inexpensive 5G service. 5G will offer fiber-like access data rates, "zero" latency user experiences, and connectivity to more than 100 billion devices, delivering a consistent experience across a range of situations while saving hundreds of times on energy and costs. As a result, the 5G network is rapidly becoming accessible in many countries, including Italy, and is establishing itself as the next worldwide reference design for mobile and fixed communications networks. This thesis is based on the Base5G project's standard design. Its goal is to see how 5G may aid value IoT applications while also investigating a new technique known as "Network Slicing." It then goes into Base5G mathematical models for detecting alternative trade-offs in MEC deployment in a real-world operator network. The capacity to deliver innovative services with new and tighter standards is the major novelty of the Fifth Generation (5G) of mobile networks. Multi-access Edge Computing is one of the technologies that enable the upcoming 5G services (MEC). MEC entails the placement of storage and computation platforms at the (radio) access network's edge. Because the services are offered from a geographical region that is extremely near to the user location, MEC provides low-latency service delivery and minimal network congestion. Thus, MEC needs mobile carriers to offer their Radio Access Network (RAN) to approved service operators and content providers to be effective. The goal of this thesis is to analyze and establish the best spots for activating MEC to provide excellent coverage for many base station sites. We have data from a mobile operator concerning network latency in the backhauling and core parts of the network, and we'd want to determine the best placement for additional data centers based on the number of sites, total traffic, and total population served by each gateway.
ING - Scuola di Ingegneria Industriale e dell'Informazione
28-apr-2022
2021/2022
La previsione per la futura domanda di traffico prevede una crescita di 1000 scale e più di 100 miliardi di connessioni Internet of Things, ponendo una sfida significativa per le future tecnologie di comunicazione mobile. Quando si tratta di abilitare un mondo mobile connesso, l'industria mobile è alle prese con le difficoltà della crescente domanda di capacità eppure il basso costo per le future reti mobili. L'obiettivo del 5G è quello di portare alla luce queste esigenze opposte. Vengono valutate le esigenze uniche dal servizio specifico e dalle richieste degli utenti, e gli indicatori di prestazione stabiliti vengono utilizzati per derivare i requisiti specifici dalle situazioni di utilizzo comune. I criteri per lo sviluppo e il funzionamento della rete sono anche inclusi per realizzare l'obiettivo di un servizio 5G poco costoso. Il 5G offrirà velocità di dati di accesso simili alla fibra, esperienze utente a latenza "zero" e connettività a più di 100 miliardi di dispositivi, offrendo un'esperienza coerente in una serie di situazioni e risparmiando centinaia di volte su energia e costi. Di conseguenza, la rete 5G sta diventando rapidamente accessibile in molti paesi, compresa l'Italia, e si sta affermando come il prossimo progetto di riferimento mondiale per le reti di comunicazione mobile e fissa. Questa tesi si basa sul design standard del progetto Base5G. Il suo obiettivo è quello di vedere come il 5G può aiutare le applicazioni IoT di valore, indagando anche una nuova tecnica nota come "Network Slicing". Si addentra poi nei modelli matematici di Base5G per rilevare i trade-off alternativi nell'implementazione del MEC in una rete di un operatore reale. La capacità di fornire servizi innovativi con nuovi e più stretti standard è la principale novità della quinta generazione (5G) di reti mobili. Il Multi-access Edge Computing è una delle tecnologie che abilitano i prossimi servizi 5G (MEC). Il MEC comporta il posizionamento di piattaforme di immagazzinamento e di calcolo sul bordo della rete di accesso (radio). Poiché i servizi sono offerti da una regione geografica che è estremamente vicina alla posizione dell'utente, MEC fornisce un servizio a bassa latenza e una congestione minima della rete. Quindi, per essere efficace, il MEC ha bisogno che i carrier mobili offrano la loro rete di accesso radio (RAN) agli operatori di servizi approvati e ai fornitori di contenuti. L'obiettivo di questa tesi è quello di analizzare e stabilire i punti migliori per attivare il MEC per fornire una copertura eccellente per molti siti di stazioni base. Abbiamo dati da un operatore di telefonia mobile riguardanti la latenza di rete nelle parti di backhauling e core della rete, e vorremmo determinare il miglior posizionamento per centri dati aggiuntivi in base al numero di siti, al traffico totale e alla popolazione totale servita da ogni gateway.
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