Alocação de recursos em uma arquitetura óptica Cloud-Fog RAN para o suporte da internet 5G (2019)
- Authors:
- Autor USP: TININI, RODRIGO IZIDORO - IME
- Unidade: IME
- Sigla do Departamento: MAC
- DOI: 10.11606/T.45.2019.tde-04112019-172447
- Assunto: CIENCIA DA COMPUTACAO
- Keywords: 5G networks; CF-RAN; CF-RAN; Cloud computing; Computação em névoa; Computação em nuvem; CRAN; CRAN; Fog computing; Fronthaul óptico; Optical fronthaul; Optical networks; Redes 5G; Redes ópticas
- Agências de fomento:
- Language: Português
- Abstract: A futura Internet 5G vem demandando novos esforços dos operadores de telecomunicações por conta do grande tráfego esperado em tal rede. Arquiteturas de redes de acesso a rádio (Radio Access Networks (RAN)) baseadas em computação em nuvem (Cloud Radio Access Networks (CRAN)) já vêm sendo utilizadas para lidar com a grande cobertura demandada por essas redes ao mesmo tempo em que busca-se uma operação energeticamente eficiente, centralizando o processamento de sinais de banda-base em uma nuvem. Entretanto, a centralização do processamento de banda-base na arquitetura CRAN pode levar a sobrecargas em seus recursos de processamento, chamados de Unidades de Banda-Base (BaseBand Units (BBUs)), e na rede de transporte óptica, chamada de fronthaul, responsável por interconectar as antenas remotas da rede (Remote Radio Heads (RRHs)) à nuvem, degradando dessa forma as rígidas restrições de latência esperadas em redes 5G e levando até mesmo ao bloqueio de requisições por falta de recursos computacionais ou de rede. Esta Tese introduz uma nova arquitetura de rede chamada de Cloud-Fog RAN (CF-RAN) que busca estender as capacidades da CRAN por meio dos paradigmas de computação em névoa, para prover processamento local de banda-base, e de Virtualização de Funções de Rede (Network Functions Virtualization (NFV)), para realizar a ativação e desativação dinâmica das funções de processamento locais.Formulações baseadas em Programação Linear Inteira (Integer Linear Programming (ILP)) e heurísticas baseadas em teoria dos grafos e relaxações lineares são propostas para realizar a alocação dos recursos de rede e processamento da CF-RAN. A eficácia dos algoritmos propostos foram verificados por meio de execuções das formulações ILP e de simulações. Os resultados mostraram que a arquitetura CF-RAN é capaz de aumentar a cobertura de atendimento de uma rede 5G em comparação à CRAN, além de prover eficiência energética, baixa latência e otimizar a utilização tanto dos recursos de rede como de processamento
- Imprenta:
- Data da defesa: 21.08.2019
- Status:
- Artigo publicado em periódico de acesso aberto (Gold Open Access)
- Versão do Documento:
- Versão publicada (Published version)
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-
ABNT
TININI, Rodrigo Izidoro. Alocação de recursos em uma arquitetura óptica Cloud-Fog RAN para o suporte da internet 5G. 2019. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo, São Paulo, 2019. Disponível em: https://teses.usp.br/teses/disponiveis/45/45134/tde-04112019-172447/. Acesso em: 12 abr. 2026. -
APA
Tinini, R. I. (2019). Alocação de recursos em uma arquitetura óptica Cloud-Fog RAN para o suporte da internet 5G (Tese (Doutorado). Universidade de São Paulo, São Paulo. Recuperado de https://teses.usp.br/teses/disponiveis/45/45134/tde-04112019-172447/ -
NLM
Tinini RI. Alocação de recursos em uma arquitetura óptica Cloud-Fog RAN para o suporte da internet 5G [Internet]. 2019 ;[citado 2026 abr. 12 ] Available from: https://teses.usp.br/teses/disponiveis/45/45134/tde-04112019-172447/ -
Vancouver
Tinini RI. Alocação de recursos em uma arquitetura óptica Cloud-Fog RAN para o suporte da internet 5G [Internet]. 2019 ;[citado 2026 abr. 12 ] Available from: https://teses.usp.br/teses/disponiveis/45/45134/tde-04112019-172447/ - Energy-efficient baseband processing via vBBU migration in virtualized Cloud-Fog RAN
- Data analysis and energy consumption prediction in a cloud-fog RAN environment
- 5GPy: a simPy-based Simulator for performance evaluations in 5G hybrid cloud-fog RAN architectures
- Energy-efficient vBBU migration and wavelength reassignment in cloud-fog RAN
- Optimal placement of virtualized BBU processing in hybrid FRAN over TWDM-PON
- A batch scheduling algorithm for VPON reconfiguration and BBU migration in hybrid cloud-fog RAN
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