Разработка модели сегмента сети SDN для стандарта 5G


DOI: 10.34759/trd-2021-117-07

Авторы

Бахтин А. А.1*, Волков А. С.1**, Солодков А. В.1***, Баскаков А. Е.2****

1. Национальный исследовательский университет «МИЭТ», 124498, Москва, Зеленоград, пл. Шокина, д. 1
2. Национальный исследовательский университет «Московский институт электронной техники», площадь Шокина, 1, Москва, Зеленоград, 124498, Россия

*e-mail: bah@miee.ru
**e-mail: leshvol@mail.ru
***e-mail: solodkov_aw@mail.ru
****e-mail: 79999924816@ya.ru

Аннотация

В настоящее время научное сообщество в сфере связи и телекоммуникаций сосредоточено на разработке сетей мобильной связи пятого поколения, особенностью которых является повышенная скорость передачи данных – до 10 Гбит/с.

Важным требованием к сетям пятого поколения является обеспечение гибкости их архитектуры для функционирования разного рода приложений, для реализации которого также возможно применение технологий программно-конфигурируемой сети SDN и виртуализации сетевых функций NFV.

В рамках данной работы предложена модель организации сегмента сети под управлением протокола OpenFlow и формат пакетов с учетом возможностей по управлению уровнем передачи данных. Получены характеристики задержки и пропускной способности смоделированного сегмента сети, которые демонстрируют преимущество SDN сетей при использовании предложенного формата управляющих пакетов.

Ключевые слова:

мобильная связь, программно-определяемая сеть, 5G, SND, C-RAN, OpenFlow, OEPC, NG network

Библиографический список

  1. Andrews J.G. et al., What will 5G be? // IEEE Journal of Selected Areas in Communication, 2014, vol. 32, no. 6, pp. 1065 – 1082. DOI: 10.1109/JSAC.2014.2328098

  2. Rappaport T.S., Roh W., Cheun K. Wireless engineers long considered high frequencies worthless for cellular systems. They couldn’t be more wrong // IEEE Spectrum, 2014, vol. 51, no. 9, pp. 34 – 58. DOI: 10.1109/MSPEC.2014.6882985

  3. Бородин В.В., Петраков А.М., Шевцов В.А. Моделирование служебного канала передачи маршрутной информации адаптивной летающей сети связи // Электросвязь. 2016. № 11. С. 41 - 45.

  4. Бородин В.В., Петраков А.М., Шевцов В.А. Анализ эффективности передачи данных в сети связи группировки беспилотных летательных аппаратов // Труды МАИ. 2015. № 81. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=57894

  5. Бородин В.В., Петраков А.М., Шевцов В.А. Имитационная модель для исследования адаптивных сенсорных сетей // Труды МАИ. 2018. № 100. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=93398

  6. GSMA Intelligence, Understanding 5G: Perspectives on future technological advancements in mobile, White paper, 2014. URL: https://www.gsma.com/futurenetworks/wp-content/uploads/2015/01/2014-12-08-c88a32b3c59a11944a9c4e544fee7770.pdf

  7. Lara A., Kolasani A., Ramamurthy B. Network innovation using openflow: A survey // IEEE Communication Survey Tuts, 2013, vol. 16, no. 1, pp. 493 - 512. DOI: 10.1109/SURV.2013.081313.00105

  8. Cho H.H., Lai C.F., Shih T.K., Chao H.C. Integration of SDR and SDN for 5G // IEEE Access, 2014, vol. 2, pp. 1196 - 1204. DOI: 10.1109/ACCESS.2014.2357435

  9. Arslan M., Sundaresan K., Rangarajan S. Software-defined networking in cellular radio access networks: Potential and challenges // IEEE Communication Magazine, 2015, vol. 53, no. 1, pp. 150 – 156. DOI: 10.1109/MCOM.2015.7010528

  10. Pirinen P. A Brief overview of 5G research activities // 1st International Conference on 5G for Ubiquitous Connectivity (5GU), Levi, Finland, 2014, pp. 17 – 22. DOI: 10.4108/icst.5gu.2014.258061

  11. Checko A. et al. Cloud RAN for mobile networks-a technology overview // IEEE Communication Survey Tuts, 2015, vol. 17, no. 1, pp. 405 – 426. DOI: 10.1109/COMST.2014.2355255

  12. Chen K., Duan R. C-RAN: The road towards green RAN, China Mobile Research Institute, Beijing, White paper, 2012.

  13. Liu C., Wang J., Cheng L., Zhu M., Chang G.K. Key microwave photonics technologies for next-generation cloud-based radio access networks // Journal of Lightwave Technology, 2014, vol. 32, no. 20, pp. 3452 – 3460. DOI: 10.1109/JLT.2014.2338854

  14. Baskakov A.E. et al. Development of a Mathematical Model of Software-defined Network Segment // 2020 IEEE Conference of Russian Young Researchers in Electrical and Electronic Engineering (EIConRus), IEEE, 2020, pp. 1689 - 1693. DOI: 10.1109/EIConRus49466.2020.9039461

  15. Баскаков А.Е., Волков А.С. Алгоритм управления ресурсами транспортной программно-конфигурируемой сети связи // Труды МАИ. 2020. № 115. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=119920. DOI: 10.34759/trd-2020-115-06

  16. Cvijetic N. Optical network evolution for 5G mobile applications and SDN-based control // Proceeding of International Telecommunication Network Strategy Planning Symposium, 2014, pp. 1–5. DOI: 10.1109/NETWKS.2014.6958537

  17. Liu C., Wang J., Cheng L., Zhu M., Chang G.K. Key microwave photonics technologies for next-generation cloud-based radio access networks // Journal of Lightwave Technology, 2014, vol. 32, no. 20, pp. 3452 - 3460. DOI: 10.1109/JLT.2014.2338854

  18. Pashkov V., Shalimov A., Smeliansky R. Controller Failover for Enterprise SDN // Proceedings of the Modern Networking Technologies (MoNeTec’2014), IEEE, 2014, pp. 27 - 29. DOI: 10.1109/MoNeTeC.2014.6995594

  19. Рыбалко А.А., Наумов А.В. Модель обеспечения отказоустойчивости контейнерных виртуальных сервисов в центрах обработки данных // Труды МАИ. 2017. № 97. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=87356

  20. Fang L. et al. Hierarchical SDN for the hyper-scale, hyper-elastic data center and cloud // Proceedings of the 1st ACM SIGCOMM Symposium on Software Defined Networking Research, ACM, 2015. DOI: 10.1145/2774993.2775009

  21. Моржов С.В., Алексеев И.В., Никитинский М.А. Организация мультиконтроллерного взаимодействия в программно-конфигурируемых сетях // Моделирование и анализ информационных систем. 2018. Т. 25. № 2. С. 207 - 216.

  22. Voellmy A. et al. Maple: Simplifying SDN programming using algorithmic policies // ACM SIGCOMM Computer Communication Review, ACM, 2013, vol. 43, no. 4, pp. 87 – 98. DOI: 10.1145/2534169.2486030

  23. Cui L., Yu F.R., Yan Q. When big data meets software-defined networking: SDN for big data and big data for SDN // IEEE network, 2016, vol. 30, no. 1, pp. 58 - 65. DOI: 10.1109/MNET.2016.7389832

  24. Dixit A. et al. Towards an elastic distributed SDN controller // ACM SIGCOMM computer communication review, 2013, vol. 43, no. 4, pp. 7 - 12. DOI: 10.1145/2534169.2491193     


Скачать статью

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 2000—2024

 Вход