Feasibility study of application specific networks in 5G/6G mobile networks

Abstract

In Application Specific Networks (ASN), each application on the user device is connected to the corresponding cloud server of that application via a virtual network. The virtual networks of each service are isolated (separated) from each other and from the external public network. Fundamentally, this allows each application to have its own Virtual Private Network (VPN) that is shared between all the instances of that same application.

The thesis studies the feasibility of ASN in 5G/6G mobile networks. The goal was to find out the use cases, benefits and challenges of ASN. The thesis concentrates on applying ASN to connect mobile applications to cloud services.

Experts from different companies were interviewed in order to get input for the analysis. The interview results were used to perform a qualitative analysis and a SWOT-analysis. Additionally, the technical feasibility was experimentally evaluated with a prototype.

The main results of the thesis are the following. Technology, energy and electricity industry, authority and critical communications, media industry as well as consumer market area have potential use cases for ASN. The benefits of ASN are improvements in Quality of Service (QoS), network scalability, security and customization. The requirements, which can be used for future development of ASN include information security, service stability and regional restrictions. Uncertainties of ASN are how to apply net neutrality, whether the technology is ready for ASN yet and how to deploy ASN so that it can be trusted and known to be secure as well as how to price ASN to correspond to its value for the user.

Sovelluskohtaisissa verkoissa jokainen sovellus on yhdistetty sovellusta vastaavaan pilvipalvelimeen virtuaalisen verkon kautta. Kunkin palvelun virtuaaliverkot on eristetty toisistaan ja ulkoisesta julkisesta verkosta. Tämä mahdollistaa sen, että jokaisella sovelluksella on oma yksityisen verkon kaltainen verkkoyhteys.

Tässä diplomityössä tutkittiin sovelluskohtaisten verkkojen toteutettavuutta 5G/6G-mobiiliverkoissa. Tavoitteena oli selvittää sovelluskohtaisten verkkojen käyttötapaukset, edut ja haasteet. Tavoitteena oli keskittyä sovelluskohtaisten verkkojen hyödyntämiseen puhelinsovellusten yhdistämiseen verkkoon.

Asiantuntijoita eri yrityksistä haastateltiin ja luotiin sekä kvalitatiivinen analyysi että SWOT-analyysi haastatteluiden pohjalta. Teknistä toteutettavuutta testattiin prototyypin avulla.

Teknologia-, energia- ja sähköteollisuus, viranomais- ja kriittinen viestintä, mediateollisuus sekä kuluttajamarkkina-alue tarjoavat potentiaalisia käyttökohteita sovelluskohtaisille verkoille. Niiden etuja ovat palvelun laatu, verkon skaalautuvuus, tietoturva ja palvelun muokkaaminen tiettyä käyttötarkoitusta varten. Sovelluskohtaisten verkkojen kehittämiselle koottiin vaatimukset, joita voidaan hyödyntää tulevassa konseptin kehittämisessä. Sovelluskohtaisten verkkojen epävarmuustekijöitä ovat verkon nettineutraliteetin soveltaminen, onko teknologia vielä valmis konseptille ja kuinka sovelluskohtaiset verkot otetaan käyttöön niin, että niihin voidaan luottaa ja että turvallisuus voidaan taata, sekä kuinka sovelluskohtaiset verkot hinnoitellaan toimivalla tavalla.