Instytut Łączności

Tytuł projektu: Modelowanie i optymalizacja wielousługowych i wielowarstwowych sieci Xhaul

Umowa: UMO-2024/53/B/ST7/02482

Akronim: OptimXhaul

Informacja o współfinansowaniu: Projekt naukowy finansowany przez Narodowe Centrum Nauki

Wykonawcy: Instytut Łączności - Państwowy Instytut Badawczy (Centralna Izba Pomiarów Telekomunikacyjnych)

Okres realizacji projektu: 07.01.2025–06.01.2028

Wartość projektu: 600 850,00 zł

Tematyka projektu: Głównym celem projektu jest opracowanie, implementacja i przebadanie modeli i algorytmów optymalizacyjnych oraz metod uczenia maszynowego służących planowaniu i działaniu wielousługowych i wielowarstwowych sieci transportowych Xhaul w radiowych sieciach dostępowych (RAN) 5G/B5G/6G.

Xhaul odnosi się do segmentów fronthaul, midhaul i backhaul sieci transportowej łączącej rozproszone elementy sieci RAN, w tym radiowe punkty dostępowe (anteny) i zasoby obliczeniowe z siecią rdzeniową 5G/6G. W gęstych sieciach miejskich obejmujących dużą liczbę radiowych punktów dostępowych, sieci Xhaul powinny zapewniać dużą przepustowość, ograniczone opóźnienia oraz elastyczną obsługę zróżnicowanego i zmiennego w czasie ruchu, jednocześnie będąc efektywnymi kosztowo. Spełnienie takich wymagań jest możliwe w sieci wielowarstwowej opartej na transmisji danych radiowych w formie pakietów przesyłanych przy pomocy dobrze znanej technologii Ethernet za pośrednictwem połączeń o dużej przepływności ustanowionych w światłowodowej sieci optycznej wykorzystującej technologię zwielokrotniania długości fali (WDM).

Podstawowym wyzwaniem w wielousługowych sieciach Xhaul, obsługujących zróżnicowane usługi 5G oraz przyszłe 6G w ramach tej samej infrastruktury (pakietowo-optycznej) sieci transportowej, jest zapewnienie zasobów przetwarzania (w chmurze radiowej) i transmisyjnych (w każdej warstwie sieci transportowej) zgodnie z potrzebami poszczególnych usług 5G/6G. Potrzeby te mogą się istotnie różnić dla danych usług i są związane m.in. z dopuszczalnymi opóźnieniami, wymaganą przepływnością i niezawodnością/dostępnością usług. Realizacja wielu usług w tej samej infrastrukturze sieciowej, określana mianem plastrowania sieci (ang. network slicing, NS), jest zadaniem trudnym, ponieważ usługi konkurują o wspólne zasoby sieciowe, a jednocześnie ich potrzeby dotyczące jakości usług (QoS) i niezawodności muszą być spełnione. Ponadto sieć Xhaul powinna być zdolna do rekonfiguracji i dostosowywania się do dynamicznych zmian topologii plastrów oraz obsługiwanego ruchu. Aby skutecznie projektować i obsługiwać wielousługowe i wielowarstwowe sieci Xhaul w sposób zorganizowany, obejmujący różne warstwy i domeny sieci (w tym transport, radio i chmurę obliczeniową) potrzebne są dedykowane modele i metody optymalizacji sieci. Celem naukowym projektu jest opracowanie i ocena efektywności takich modeli i metod.

Wśród kluczowych rezultatów projektu przyczyniających się do rozwoju sieci telekomunikacyjnych znajdą się efektywne modele i metody optymalizacji działania i projektowania wielousługowych i wielowarstwowych sieci Xhaul zapewniających realizację usług komunikacyjnych o wysokich i zróżnicowanych wymagania w sieciach radiowych 5G/6G. Ważnym celem Projektu jest stworzenie unikalnej metodyki badawczej i rozszerzenie zakresu odpowiednich kompetencji zespołu badawczego w obszarze planowania i optymalizacji sieci Xhaul. Wśród potencjalnych odbiorców wyników projektu znajdą się operatorzy sieci, którzy będą mogli korzystać z przeprowadzonych analiz oraz opracowanych modeli i narzędzi przy planowaniu, wdrażaniu i eksploatacji oraz podczas migracji swoich sieci w kierunku rozwiązań 5G/6G. Pośrednio wśród beneficjentów ekonomicznych i społecznych będą wszyscy użytkownicy Internetu i klienci sieci 5G i przyszłych 6G, w tym ludzie, przemysł, transport i miasta.