NASP: Network Slice as a Service Platform for newgeneration networks beyond 5G

• Ano de defesa: 2024
• Autor(a) principal: Grings, Felipe Hauschild
• Orientador(a): Both, Cristiano Bonato
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade do Vale do Rio dos Sinos
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Computação Aplicada
• Departamento: Escola Politécnica
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Virtualização
• Palavras-chave em Inglês: NSaaS; VNFs; SMO; SDN; Virtualization
• Área do conhecimento CNPq: ACCNPQ::Ciências Exatas e da Terra::Ciência da Computação
• Link de acesso: http://repositorio.jesuita.org.br/handle/UNISINOS/13334

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.