Implementação de QoS em rede 5G através do Network Slicing

Abstract

O 5G é a geração de redes móveis que promete revolucionar as comunicações sem fio. Entre os principais pontos dessa tecnologia, destaca-se a Qualidade de Serviço (QoS), que permite oferecer diferentes níveis de desempenho para atender às demandas de uma variedade de aplicativos e serviços. Neste trabalho, é realizado uma análise aprofundada do QoS em redes 5G por meio do network slicing. O componente principal de uma rede 5G é o seu CORE, responsável por gerenciar a conexão dos dispositivos de usuário e controlar o fluxo de informações. Para a implementação do nosso estudo, é aplicado uma plataforma CORE baseada em contêineres e disponibilizada em uma máquina virtual. É utilizado o pacote Aether-in-a-box para executar as funções necessárias na rede 5G. Configuramos as informações dos dispositivos de usuário no CORE por meio de uma interface web, adaptando algoritmos de simulação de acesso presentes no pacote. Além disso, é ajustado a interface web para permitir a aplicação do network slicing em parâmetros de QoS configurados pelo usuário. É realizado uma série de testes para avaliar a capacidade de gerenciamento dos contêineres, bem como o registro dos dispositivos de usuário na rede 5G. Ao total, é registrado 30 dispositivos para avaliar o throughput e o network slicing. Os resultados demonstraram que o throughput se manteve dentro dos parâmetros e quanto a latência também se manteve dentro dos parâmetros definidos pela QoS, evidenciando a eficácia da separação das fatias de rede com alta, média e baixa prioridade.

The 5G is the generation of mobile networks that promises to revolutionize wireless com- munications. Among the key points of this technology, Quality of Service (QoS) stands out, allowing different levels of performance to meet the demands of a variety of applica- tions and services. In this work, we propose an in-depth analysis of QoS through network slicing. The main component of a 5G network is its CORE, responsible for managing user device connections and controlling the flow of information. For the implementation of our study, we applied a container-based CORE platform provided in a virtual machine. We used the Aether-in-a-box package to perform the necessary functions in the 5G network. We configured user device information in the CORE through a web interface, adapting simulation access algorithms present in the package. Additionally, we adjusted the web interface to allow the application of network slicing on user-configured QoS parameters. We conducted a series of tests to evaluate the container management capability, as well as the registration of user devices in the 5G network. In total, we registered 30 devices to evaluate throughput and network slicing. The results demonstrated that the throughput remained within parameters, and the latency also remained within the parameters defined by QoS, highlighting the effectiveness of separating network slices with high, medium, and low priority.