Abstract
With the growth of processed data for wireless networks and the establishment of new applications and services, mobile operators keep searching for solutions to deal with the issues raised by next generation networks (NGN). The fifth generation (5G) mobile networks, for example, should enhance their performance without consuming a lot of energy. For these reasons, software-defined networks (SDN) appear to be the promising technology that will make achieving the architectural agility required for the upcoming 5 G mobile networks easier. SDN is a clever solution for providing innovation and enforcing the primary drivers in5Gmobile networks, such as flexibility, dependability, service-oriented management, and cost reduction through the control and management of the 5G core network. In this paper, the integration of SDN and multiple controllers with the 5G core network is investigated to determine how these two technologies can affect mobile IP network performance. An energy model suitable for the proposed network architecture has been developed. A widely used Diamond network is being considered for the core network. Open-Flow controllers were used to improve the routing performance by considering load balancing of IP traffic. According to such a model, reduced energy consumption is experienced with SDN. The addition of an SDN controller results in a11%reduction in consumed energy. The results also show that the use of SDN and multi-controller with NGN can improve the performance further. Using SDN reduced the average delay of the network by14%. A great reduction in packet error rate (PER) is also achieved when SDN is used.
Keywords
5G
energy consumption
NGN
packet error rate
QoS
SDN
throughput
Abstract
مع نمو البيانات المعالجة للشبكات اللاسلكية وإنشاء تطبيقات وخدمات جديدة، يواصل مشغلو الهاتف المحمول البحث عن حلول للتعامل مع المشكلات التي تثيرها شبكات الجيل التالي (NGN). شبكة الهاتف المحمول الجيل الخامس (5G).على سبيل المثال، ينبغي تحسين أدائها دون استهلاك الكثير من الطاقة. ولهذه الأسباب، يبدو أن الشبكات المعرفة بالبرمجيات (SDN) هي التكنولوجيا الواعدة التي ستجعل تحقيق المرونة المعمارية المطلوبة لشبكات الهاتف المحمول 5G القادمة أسهل. يعد SDN حلاً ذكيًا لتوفير الابتكار وإنفاذ المحركات الأساسية في شبكات الجيل الخامس للهواتف المحمولة، مثل المرونة والاعتمادية والإدارة الموجهة نحو الخدمة وخفض التكلفة من خلال التحكم في شبكة الجيل الخامس الأساسية وإدارتها. في هذه الورقة، يتم التحقيق في تكامل SDN ووحدات التحكم المتعددة مع شبكة 5G الأساسية لتحديد كيفية تأثير هاتين التقنيتين على أداء شبكة IP المتنقلة. لقد تم تطوير نموذج طاقة مناسب لبنية الشبكة المقترحة. ويجري النظر في استخدام الشبكة الماسية على نطاق واسع للشبكة الأساسية. تم استخدام وحدات التحكم ذات التدفق المفتوح لتحسين أداء التوجيه من خلال مراعاة موازنة التحميل لحركة مرور IP. وفقًا لهذا النموذج، يتم تقليل استهلاك الطاقة باستخدام SDN. تؤدي إضافة وحدة تحكم SDN إلى تقليل الطاقة المستهلكة بنسبة 11%. وتظهر النتائج أيضًا أن استخدام SDN ووحدات التحكم المتعددة مع NGN يمكن أن يحسن الأداء بشكل أكبر. يؤدي استخدام SDN إلى تقليل متوسط تأخير الشبكة بنسبة 14%. يتم أيضًا تحقيق انخفاض كبير في معدل أخطاء الحزمة (PER) عند استخدام SDN.
Keywords
5G
NGN
QoS
SDN
استهلاك الطاقة
الانتاجية
معدل الخطأ للحزمة