Regisztráció és bejelentkezés

5G alkalmazás-típusok forgalmi mintáinak azonosítása és modellezése

A 4. generációs hálózatok lassan már 10 éve elérhetőek a számunkra és jelenleg egy újabb nagy váltás küszöbén állunk. Az 5G hálózatok világszerte elindultak 2019-ben, egyelőre teszt üzemben. Itt az ideje az új, tömeges megjelenés előtt álló alkalmazások vizsgálatának, valamint megfelelő mérőszámokat kidolgozni ezen alkalmazások jellemzésére. A különböző szolgáltatások, hálózatok verifikációja folyamatosan fejlődött a korábbi évek során. A hálózat egyes részeinek önmagában való tesztelését felváltotották az end-to-end tesztelési módszerek. Továbbra is nehéz definiálni, hogy az adott szolgáltatás mennyire lesz megfelelő, mennyire elégíti ki a felhasználói igényeket. A machine-to-machine (m2m) felhasználások megjelnésével ez a kérdés pedig még összetettebbé vált, hiszen itt már közvetlen felhasználói elégedettség sem mérhető, ha a hálózat üzemel és nem keletkezett valamiféle hiba.

Az 5G hálózatok fő ígéretei a következők: 1 Gbps átviteli sebesség, 1 ms késleltetés és akár 1 millió eszköz/km^2, 10-szeresen hatékonyabb energia-felhasználás, tömegesen csatlakozó berendezések. Ezen paraméterek együttes hatása a hálózatra jelenleg még nem ismert. A három fő alkalmazás-típus az 5G hálózatoknál az eMBB (enhanced Mobile Broadband), a cIoT (critical IoT) és az mIot (mass IoT) lesz, azonban egyelőre se a termékek között, se a készülékek között nem jelentek meg, mint elkülönülő irány. Elméletben számtalan új alkalmazást dolgoztak ki és mutattak be, azonban élő környezetben ezek többségét nem vizsgálták soha. Így nem ismert, hogy ezek közül valójában melyik lesz hosszú távon életképes.

Dolgozatomban mérések segítségével megvizsgálom a tervezett három fő alkalmazás-típusának - eMBB, cIoT, mIoT - forgalmi sajátosságait a jelenleg is elérhető mobilhálózatokon. Javaslatot teszek ezen alkalmazás-típusok forgalmi mintáinak leírására. Megfogalmazom, mit is jelent az előbb felsorolt alkalmazás-típusoknál a megfelelő szolgáltatás minőség, milyen igényeket kell kielégíteniük. A vizsgálati eredmények figyelembevételével forgalmi modelleket állítok fel a különféle alkalmazás-típusok forgalmának szimulációjához. A modelleket a segítségükkel generált mesterséges forgalmak és a valós forgalmi minták összehasonlításával validálom.

Mindezek ismeretében a már jelenleg is rendelkezésre álló egyik hazai teszt-5G hálózaton megvizsgálom, hogy milyen hatással lehet ezen forgalmi minták különféle eloszlású sokasága a hálózatra. Definiálok KPI-okat (Key Performace Indicator), melyekkel érdemes ezen forgalmakat vizsgálni. Az eredmények alapján javaslatot teszek, milyen megfontolásokkal érdemes élni a mobilhálózati operátoroknak az 5G hálózati- és forgalomtervezési feladatai során ahhoz, hogy az újonnan megjelenő alkalmazások igényeit is ki tudják szolgálni a jövőben.

szerző

  • Ficzere Dániel
    Villamosmérnöki szak, mesterképzés
    mesterképzés (MA/MSc)

konzulensek

  • Dr. Varga Pál
    egyetemi docens, Távközlési és Médiainformatikai Tanszék
  • Soós Gábor
    hálózatvezérlő senior mérnök, Magyar Telekom Nyrt. (külső)