Uma Estrutura para o Posicionamento Conjunto da Infraestrutura de Serviços de Edge e Funções do Plano do Usuário para 5G

Alcançar uma latência de comunicação de ponta a ponta inferior a 1 ms, necessária para certos serviços e casos de uso de 5G, está impondo desafios técnicos severos para a implementação de redes de próxima geração. Para alcançar tal meta ambiciosa, é obrigatório o posicionamento da infraestrutura de serviços e das Funções do Plano do Usuário (UPF) na borda da rede. No entanto, esta solução implica um aumento substancial nos custos de implantação e operação. Para resolver de forma econômica esse problema de posicionamento conjunto, este artigo apresenta uma estrutura para abordar conjuntamente o posicionamento de nós de edge (ENs) e UPFs. Nossa proposta de estrutura baseia-se em Programação Linear Inteira (ILP) e soluções heurísticas. O principal objetivo é determinar o número e as localizações ótimas de ENs e UPFs para minimizar os custos gerais, atendendo às exigências de serviço. Para isso, vários parâmetros e fatores são considerados, como capacidade, latência, custos e restrições de locais. As soluções propostas são avaliadas com base em diferentes métricas e os resultados obtidos mostram uma economia de mais de 20% nos custos de implantação da infraestrutura de serviços. Além disso, a diferença entre a heurística de posicionamento de UPF e a solução ótima é igual a apenas um UPF nos piores casos, e uma redução do tempo de computação de mais de 35% é alcançada em todos os casos de uso estudados.