5G-verkot ja edge-verkostot

Abstract

Opinnäytetyössä tutkittiin 5G-verkkoja niihin liittyvien teknisten dokumenttien verkosta etsityn materiaalin pohjalta. Lisäksi opinnäytetyössä käsitellään 5G-verkkoihin epäsuorasti liittyvää edge-verkostointia.

5G-verkot sisältävät joukon erilaisia toimintoja, jotka yhdessä muodostavat järjestelmän, joka mahdollistaa aiempaa korkeamman tiedonsiirtonopeuden ja palvelun laadun. 5G-teknologian mahdollistama nopea tiedonsiirto tuo mukanaan myös ongelmia, kuten sen, että hakkereille on saatavilla suurempi määrä potentiaalisia bottiverkon osia sekä sen, että saatavilla oleva radiokaista saturoituu, jolloin samaa kaistaa käyttävät aikaisemmat tiedonsiirtokanavat voivat kokea palvelun saatavuuden heikentymistä.

5G-verkot koostuvat suuresta määrästä pieniä soluja, jotka on sijoitettu tiheästi. Niiden lähetysteho, kantama ja käyttäjämäärän raja riippuu siitä, minkä tyyppiseen ympäristöön niiden käyttö on suunniteltu. 5G-tukiasemien kantama vaihtelee kymmenistä metreistä satoihin metreihin, niiden teho milliwateista kymmeniin watteihin ja niiden palvelema käyttäjämäärä vaihtelee muutamista ihmisistä satoihin ihmisiin. 5G-verkon palvelun laatua mitataan kuudella eri performanssi-indikaattorilla, jotka ovat saatavuus, luotettavuus, hyödynnysaste, pysyvyys, liikkuvuus ja datansiirtoon tarvittavan energian määrällä.

Edge-verkostoinnilla tarkoitetaan mallia, jossa suuri osa palvelujen vaatimasta datan prosessoinnista suoritetaan lähellä loppukäyttäjien laitteita. Tämän kaltainen paikallispilvi voi olla kytkettynä verkon yhdyskäytävään tai olla loppukäyttäjän ja yhdyskäytävän välissä.

Edge-verkostointi vaatii toimiakseen lukuisia eri osia, joista jokaisella on oma tehtävänsä. Ne ylläpitävät profiileja käyttäjistä, joiden avulla ne pyrkivät antamaan mahdollisimman hyvän palvelun tason käyttäjille. Edge-verkot myös antavat käyttäjille mahdollisuuden jakaa sijaintidataa, jonka avulla sovellukset voivat parantaa toimintaansa.

This thesis explores 5G networks. This was mainly achieved by studying the technical documentation available about the subject as well as other material pertaining to it that is available online. This thesis also explores the subject of edge networking that is indirectly related to 5G networks.

5G networks include a group of different functions that work together to form a system that enables faster data transmission and a higher quality of service. The fast data transmission enabled by 5G also brings with it problems such as a higher amount of potential botnet members and the saturation of available bandwidth which could mean that older transmission channels already using the same radio band could experience a lower service availability.

5G networks consist of a large amount of small cells that are placed densely. Their transmission power, range and number of users is based on the type of environment they are designed to be placed in. The range of 5G base stations ranges from tens of meters to hundreds of meters, their transmission power ranges from milliwatts to tens of watts and the number of people serviced by them ranges from a few people to hundreds of people. The quality of 5G service is measured with six performance indicators, which are accessibility, integrity, utilization, retainability, mobility and energy efficiency.

Edge computing means a model where a significant part of the data processing required by services is done near the end users’ equipment. This type of local cloud can be connected to the network gateway or be placed between the end user and the network gateway.

In order to function, edge computing requires a multitude of different parts, each of which performs its own function. They manage user profiles in order to provide the highest level of service they can to end users. Edge networks also provide the possibility of sharing location data that applications can use to improve their functionality.