Технічні особливості побудови li-fi мережі за допомогою методів керування SDN
Анотація
Побудова мереж бездротового доступу Li-Fi з використанням платформ із відкритим кодом дає дуже добрі перспективи операторам зв’язку. При цьому необхідні розробка моделей системи і опис методів управління. Для цього в роботі пропонується використовувати централізовану систему управління на принципах SDN. Наявність повної інформації про стан елементів мережі дозволяє забезпечити оптимальне використання мережевого ресурсу, підвищити пропускну здатність та якість обслуговування. Зроблено аналіз принципів побудови офісної мережі Li-Fi з використанням рівня управління на принципах SDN для зменшення перешкод у стільниках, підвищення пропускної здатності та якості обслуговування. Проведено аналіз відомих публікацій, присвячених методам побудови та управління потоками навантаження в мережах Li-Fi з використанням систем централізованого управління, зменшення рівня перешкод у стільниках за рахунок оптимального використання мережевого ресурсу. Завдяки технології Li-Fi значно підвищується ефективність мережі доступу; ще більше підвищити ефективність мережі можна, впровадивши принципи керування, закладені у технології SDN. Найскладніші завдання в мережах SDN стоять перед рівнем управління, який діє як централізована система керування. Розглянуто, як зміниться структура тракту передачі Li-Fi при використанні принципів управління, прийнятих у мережах SDN. На базі аналізу процесу функціонування мереж Li-Fi з використанням систем централізованого управління визначено обмеження та розроблено рекомендації щодо порядку обслуговування користувачів у точках доступу. Побудова мережі доступу на базі технології Li-Fi є дуже перспективним напрямом вирішення проблем існуючих бездротових мереж на базі радіочастотних технологій. Для управління такою мережею доцільно використовувати платформи з відкритим кодом мереж SDN і, зокрема, операційну систему ONOS. Запропоновані рішення вимагають розробки математичних моделей та методів оптимального вирішення завдань управління у різних умовах функціонування
Ключові слова
OWC; Li-Fi; SDN; ONOS; методи управління; PoE
Використані джерела
[1] Alowa, А., & Fevens, Т. (2020). Towards minimum inter-controller delay time in software defined networking. Procedia Computer Science, 175, 395-402. doi: 10.1016/j.procs.2020.07.056.
[2] Chowdhury, M.Z, Hossan, M.T., Islam, A., & Jang, Y.M. (2018). A comparative survey of optical wireless technologies: Architectures and applications. IEEE Access, 6, 9819-9840. doi: 10.1109/ACCESS.2018.2792419.
[3] Comer, D., & Rastegarnia, A. (2019). Externalization of packet processing in software defined networking. Retrieved from https://www.researchgate.net/publication/330276437_Externalization_of_Packet_Processing_in_Software_Defined_Networking.
[4] Das, R.K., Pohrmen, F.H., Arnab, M., & Saha, G. (2020). FT-SDN: A fault-tolerant distributed architecture for software defined network. Wireless Personal Communications, 114(4). doi: 10.1007/s11277-020-07407-х.
[5] Geldard, C.T., Guler, E., Hamilton, A., & Popoola, W.O. (2022). An empirical comparison of modulation schemes in turbulent underwater optical wireless communications. Journal of Lightwave Technology, 40(7), 2000-2007. doi: 10.1109/JLT.2021.3134090.
[6] Haas, H. (2018). LiFi is a paradigm-shifting 5G technology. Reviews in Physics, 3, 26-31. doi: 10.1016/j.revip.2017.10.001.
[7] Huang, S., Li, Y., Chen, C., Soltani, M.D., Henderson, R., Safari, M., & Haas, H. (2022). Performance analysis of SPAD-based optical wireless communication with OFDM. Journal of Optical Communications and Networking, 15(3), 174-186. doi: 10.1364/JOCN.479133.
[8] Lam, J.H., Lee, S.-G., Lee, H.-J., & Oktian, Y. E. (2016). Securing SDN southbound and data plane communication with IBC. Hindawi Publishing Corporation Mobile Information Systems, 2016. article number 1708970. doi: 10.1155/2016/1708970.
[9] ONF TR-525 SDN Interoperability Event Technical Issues Report AppFest. (2015).
[10] ONF TR-539. OpenFlow Controller Benchmarking Methodologies Version 1.0. (2016).
[11] Phemius, K., Bouet, M. & Leguay, J. (2013). DISCO: Distributed multi-domain SDN controllers. Thales Communications & Security.
[12] Romanov, O., & Miklaiv, G. (2021). Throughput increase in the office LI-FI system. Information and Telecommunication Sciences, 2, 16-25. doi: 10.20535/2411-2976.22021.16-21.
[13] Romanov, O., Dong, T.T., & Nesterenko, M. (2020). The possibilities for deployment ecofriendly indoor wireless networks based on LiFi technology. Proceedings of International Conference on Applied Innovations in IT, 8(1), 41-48.
[14] Romanov, O., Korniienko, N., & Burlaka, H. (2021). Construction of the SDN transport network model using the T-API interface. In 2021 IEEE 4th international conference on advanced information and communication technologies (pp. 220-224).
[15] Romanov, O., Nesterenko, M., Mankivskyi, V., & Zhuk, O. (2022). Principles of building modular control plane in software-defined network. In Lecture Notes in Networks and Systems (pp. 333-335). doi: 10.1007/978-3-031-16368-5_17.
[16] Romanov, O., Nesterenko, M., Marinov, A., Skolets, S., & Burlaka, H. (2022). SDN network modeling using the GUI MiniEdit. In Proceedings - 16th international conference on advanced trends in radioelectronics, telecommunications and computer engineering (pp. 637-642).
[17] Romanov, O., Siemens, E., Nesterenko, M., & Mankivskyi, V. (2021). Mathematical description of control problems in SDN networks. Proceedings of International Conference on Applied Innovation in IT, 9(1), 33-39. doi: 10.25673/36582.
[18] Romanov, O.I., Fediushyna, D.M., & Dong, T.T. (2018). Model and method of Li-Fi network calculation with multipath light signals. In 2018 International conference on information and telecommunication technologies and radio electronics (pp. 1-4). doi: 10.1109/UkrMiCo43733.2018.9047550.
[19] Wang, C.-X., Lv, Z., Gao, X., You, X., Hao, Y., & Haas, H. (2022). Pervasive wireless channel modeling theory and applications to 6G GBSMs for all frequency bands and all scenarios. IEEE Transactions on Vehicular Technology, article number arXiv:2206.02442v1.
[20] Xu, K., Yu, H.-Y., Zhu, Y.-J., & Sun, Y. (2017). On the ergodic channel capacity for indoor visible light communication systems. IEEE Access, 5, 833-841. doi: 10.1109/ACCESS.2017.2650965.
[21] Zeng, Z., Fu, S., Zhang, H., Dong, Y., & Cheng, J. (2017). A survey of underwater optical wireless communications. IEEE Commun. Surveys Tuts., 19(1), 204-238. doi: 10.1109/COMST.2016.2618841.