I detta dokument utformar vi en ram för en energieffektiv molndataplattform för sakernas Internet (IoT) tillsammans med ett passivt optiskt accessnät (PON). Designen utvärderas med hjälp av en Mixed Integer Linear Programmering (MILP) modell. IoT-nätverket består av fyra lager. Det första lagret representerar IoT-objekt och de tre andra lagren värdreläer, samordnaren respektive porten. PON består av två lager som är värd för de optiska nätverksenheterna (ONU) respektive den optiska linjeterminalen (OLT). Utrustning på alla lager, utom objektskiktet, kan aggregera och bearbeta den trafik som genereras av IoT-objekt. Processen utförs med distribuerade minimoln som är värd för olika typer av virtuella maskiner (VM). Dessa minimoln kan placeras på de tre övre skikten av IoT-nätverket och PON två lager. Vi strävar efter att minska den totala strömförbrukningen till följd av trafikleveransen och databehandlingen i de olika skikten. Energieffektiviteten kan uppnås genom att optimera placeringen och antalet minimoln och virtuella maskiner och utnyttja energieffektiva rutter. Våra resultat visar att upp till 21% av den totala effekten kan sparas med energieffektiva PON och med heterogena virtuella maskiner. Nyckelord: IoT, PON, åtkomstnätverk, cloud computing, energieffektivitet, virtualisering. Det exponentiella växande behovet av att ansluta den verkliga världen till internet påskyndar utvecklingen av IoT-nätverk. Det förutspås att antalet IoT-enheter att nå 50 miljarder under de närmaste åren [1]. Med ett så stort antal sammankopplade enheter banade vägen för futuristiska smarta tillämpningar inom tillverkning, smarta transporter, jordbruk etc. [2]............................................................... Samtidigt resulterar denna dramatiska tillväxt i skapandet av många utmaningar som IoT-utbyggnaden står inför, såsom skalbarhet, driftskompatibilitet, tillförlitlighet och säkerhet [3]. Dessutom är energieffektivitet en av de viktigaste utmaningarna som bör hanteras av IoT-nätverk arkitekter [3]. En av de viktigaste undersökta strategierna för att ta itu med energieffektivitetsutmaningen i nätverk och datacenter är datormoln [4]- [8]. Vi har visat i vårt tidigare arbete [9] att betydande kraft kan sparas genom att vara värd för små virtuella maskiner i minimoln på olika nivåer av IoT-nätverk för att bearbeta insamlade data och producera användbar information med lägre datahastighet. Den extraherade informationen kan sedan överföras till de övre skikten för vidare bearbetning eller lagring. Vi formulerade problemet som en MILP-modell för att ta itu med energieffektivitetsfrågan i ett enda IoT-nätverk som stöds av cloud computing. Arbetet i [9] beaktade dock endast de typiska fyra skikten av IoT-nätverk och inkluderade inte tillträdesnätverk som är nödvändigt för att samla in och överföra trafiken från IoT-nätverket till de slutliga datacenteren i stomnätet. I den här artikeln utökar vi vårt tidigare arbete genom att lägga till ett passivt optiskt accessnätverk (PON). PON ansluter två separata IoT-nätverk och deltar i trafikaggregation och behandling. Vi har valt PON eftersom det är en energieffektiv form av accessnät. På grund av papperslängdsbegränsningen utelämnar vi att skriva MILP-ekvationer. Resten av detta dokument är organiserat enligt följande. I Avsnitt 2 beskriver vi vår energieffektiva modell. I avsnitt 3 diskuteras modellens resultat. Slutligen ger vi i avsnitt 4 våra slutsatser. Vår MILP-modell tar hänsyn till arkitekturen som visas i bild. 1................................................................ Denna arkitektur består av två separata IoT-nätverk anslutna av en PON för att leverera den aggregerade bearbetade trafiken till det övre stomnätet. I vårt ramverk är varje IoT-nätverk konstruerat av fyra lager. Det första lägre lagret består av IoT-objekt. Det andra lagret innehåller reläelementen. Målet med reläer är trafiken aggregering från sakernas internet objekt. I det tredje skiktet finns ett koordinatorelement som aggregaterar trafik från reläelementen. Det sista lagret i IoT-nätverket består av ett gateway-element. Inkörsportens uppgift är att samla samordnartrafiken och ladda upp den till accessnätet (PON). Access-nätet består av två lager. ONU-lagret som rymmer två ONU-enheter och OLT-lagret som rymmer en OLT-enhet. Varje ONU är ansluten till ett av sakernas internet nätverk. ONUs aggregerar och levererar IoT-nättrafik till OLT som i sin tur transporterar trafiken till stomnätet.
MILP-baserad litteratur relaterad till vår studie inkluderar: Paper REF, föreslår ett ramverk för en energieffektiv molndataplattform för sakernas internet (IoT) tillsammans med ett passivt optiskt accessnät.
Energy efficient IoT virtualization framework with passive optical access networks
{'venue': '2016 18th International Conference on Transparent Optical Networks (ICTON)', 'journal': '2016 18th International Conference on Transparent Optical Networks (ICTON)', 'mag_field_of_study': ['Physics']}