NASP: Network Slice as a Service Platform for newgeneration networks beyond 5G
| Orientador(a) (dc.contributor.advisor) | Both, Cristiano Bonato | |
| Coorientador(a) (dc.contributor.advisor-co1) | Prade, Lucio Rene | |
| Lattes Coorientador(a) (dc.contributor.advisor-co1Lattes) | http://lattes.cnpq.br/6011299816045062 | pt_BR |
| Lattes Orientador(a) (dc.contributor.advisorLattes) | http://lattes.cnpq.br/2658002010026792 | pt_BR |
| Autor(a) (dc.contributor.author) | Grings, Felipe Hauschild | |
| Autor(a) Lattes (dc.contributor.authorLattes) | http://lattes.cnpq.br/7528263382048705 | pt_BR |
| Data de Disponibilização (dc.date.accessioned) | 2024-12-05T19:00:03Z | |
| dc.date.available (dc.date.available) | 2024-12-05T19:00:03Z | |
| Data da defesa / Data do evento (dc.date.issued) | 2024-04-24 | |
| Abstract (dc.description.abstract) | The 5th generation of mobile telecommunications (5G) is rapidly adopted worldwide, accelerating the demands for highly flexible private networks. In this context, 5G has mobile network slicing as one of its main features, where the 3rd Generation Partnership Project (3GPP) defines three main use cases: massive Internet of Things (mIoT), enhanced Mobile BroadBand (eMBB), and Ultra Reliable Low Latency Communications (URLLC), along with their management functions. Moreover, the European Telecommunications Standards Institute (ETSI) defines standards for Zero-touch network & Service Management (ZSM) without human intervention. However, the technical documents of these institutes fail to define End-to-End (E2E) management and integration among different domains and subnet instances. This work presents a network slice as a service platform (NASP) agnostically to 3GPP and non-3GPP networks. A NASP architecture is based on the main components, namely: (i) onboard requests for new slices at the business level, fulfilling the translation for definitions of physical instances, distributions, and interfaces among domains; (ii) hierarchy orchestrator working among management functions; and (iii) communication interfaces with network controllers. These configurations are based on the technical documents of entities such as 3GPP, ETSI, and O-RAN, following the study of overlapping designs and gaps among the different views. The NASP prototype was developed based on the proposed architecture, bringing implementations and solutions for an agnostic platform and provider of an end-to-end Network Slice as a Service. The tests were analyzed using two use cases (3GPP and Non-3GPP) with four different scenarios, i.e., mIoT, URLLC, 3GPP Shared, and Non-3GPP. The results pointed out the platform’s adaptability in serving different requests received by the Communication Service Management Function. Moreover, the evaluation showed the time to create a Network Slice Instance, where 68% is dedicated to the Core configuration. The tests also presented a 93% reduction in data session establishment time comparing the URLLC and Shared scenarios. Finally, the study presents the cost variation for operating the platform with the orchestration of 5 and 10 slices, presenting a variation of 112% between Edge and Central. | en |
| Resumo (dc.description.resumo) | A 5ª geração de telecomunicações móveis (5G) é rapidamente adotada em todo o mundo, acelerando as demandas por redes privadas altamente flexíveis. Nesse contexto, o 5G tem como uma de suas principais características o fatiamento da rede móvel, onde o 3rd Generation Partnership Project (3GPP) define três principais casos de uso: Internet das Coisas massiva (mIoT), Banda Larga Móvel Aprimorada (eMBB) e Ultra Reliable Low Latency Communications (URLLC), juntamente com suas funções de gerenciamento. Além disso, o Instituto Europeu de Padrões de Telecomunicações (ETSI) define padrões para rede Zero touch & Service Management (ZSM) sem intervenção humana. No entanto, os documentos técnicos desses institutos falham em definir o gerenciamento End-to-End (E2E) e a integração entre diferentes domínios e instâncias de sub-redes. Este trabalho apresenta uma plataforma para prover fatias de rede como serviço (NASP) agnóstica para redes 3GPP e não-3GPP. Assim, é proposta uma arquitetura NASP com a definição dos principais componentes, sendo eles: (i) onboard de requisições de novas fatias no nível de negócio, cumprindo a tradução para definições de instâncias físicas, distribuições e interfaces entre domínios; (ii) orquestrador hierárquico atuando entre funções gerenciais; e (iii) interfaces de comunicação com controladores de rede. Essas configurações são baseadas em documentos técnicos de entidades como 3GPP, ETSI e O-RAN, seguindo o estudo de projetos sobrepostos e lacunas entre as diferentes visões. O protótipo do NASP foi desenvolvido analisando a arquitetura prospota, trazendo implementações e soluções para uma plataforma agnostica e provedora de Network Slice as a Service end-to-end. Os testes foram analizados utilizando dois casos de uso (3GPP e Non-3GPP) com quatro cenários diferentes, sendo eles: mIoT, URLLC, 3GPP Shared, e Non-3GPP. Os resultados mostram a adaptabilidade da plataforma em servir diferentes requisições NST, mostra também detalhes do tempo de criação de uma NSI, onde 68% é dedicado a configuração do Core. Os testes também apresentam uma redução de 93% no tempo de PDU Session estabilishment comparando os cenarios URLLC e Shared. Por fim, o estudo apresenta a variação de custos para operação da plataforma com a orquestração de 5 e 10 slices, apresentando uma variação de 112% entre Edge e Central. | pt_BR |
| Agência de fomento (dc.description.sponsorship) | Nenhuma | pt_BR |
| URI (dc.identifier.uri) | http://repositorio.jesuita.org.br/handle/UNISINOS/13334 | |
| Idioma (dc.language) | pt_BR | pt_BR |
| Nome da instituição (dc.publisher) | Universidade do Vale do Rio dos Sinos | pt_BR |
| País da Instituição (dc.publisher.country) | Brasil | pt_BR |
| Departamento (dc.publisher.department) | Escola Politécnica | pt_BR |
| Sigla da Instituição (dc.publisher.initials) | Unisinos | pt_BR |
| Programa (dc.publisher.program) | Programa de Pós-Graduação em Computação Aplicada | pt_BR |
| Direitos de acesso ao documento (dc.rights) | openAccess | pt_BR |
| Assunto (dc.subject) | NSaaS | en |
| Assunto (dc.subject) | VNFs | en |
| Assunto (dc.subject) | SMO | en |
| Assunto (dc.subject) | Virtualização | pt_BR |
| Assunto (dc.subject) | SDN | en |
| Assunto (dc.subject) | Virtualization | en |
| Tema (CNPq) (dc.subject.cnpq) | ACCNPQ::Ciências Exatas e da Terra::Ciência da Computação | pt_BR |
| Título (dc.title) | NASP: Network Slice as a Service Platform for newgeneration networks beyond 5G | pt_BR |
| Tipo de arquivo (dc.type) | Dissertação | pt_BR |
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