I nte rna t io na l J o urna l o f   I nfo rm a t ics a nd   Co m m un ica t io n T ec hn o lo g y   ( I J - I CT )   Vo l.  15 ,   No .   1 M   ar ch   20 26 ,   p p .   332 ~ 342   I SS N:  2252 - 8 7 7 6 DOI 1 0 . 1 1 5 9 1 /iji ct . v15 i 1 . pp 33 2 - 3 4 1          332       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ij ict. ia esco r e. co m   To wa rds eff ici ent  f o g  com puting in  sma rt  ci ties:  ba la ncing   energy  cons umpti o n and  delay       I da   Sy a f iza   M d Is a 1 ,   Nur  la t i f   Azy ze   M o hd   Sh a a ri  Azy ze 2 ,   H a s lin a h M o hd   Na s ir 1   Vig nes wa ra   Ra o   G a nn a pa t h y 1 ,   Ash wini J a y a dev a n Na idu 1   1 D e p a r t me n t   o f   E n g i n e e r i n g   T e c h n o l o g y ,   F a c u l t y   o f   E l e c t r o n i c   a n d   C o m p u t e r   Te c h n o l o g y   a n d   En g i n e e r i n g ,   U n i v e r si t i   T e k n i k a l   M a l a y si a   M e l a k a ,   M e l a k a ,   M a l a y s i a   2 D e p a r t me n t   o f   E n g i n e e r i n g   T e c h n o l o g y ,   F a c u l t y   o f   E l e c t r i c a l   T e c h n o l o g y   a n d   E n g i n e e r i n g ,   U n i v e r si t i   T e k n i k a l   M a l a y si a   M e l a k a ,   M e l a k a ,   M a l a y s i a       Art icle  I nfo     AB S T RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Ma r   2 9 ,   2 0 2 5   R ev is ed   Oct  2 0 ,   2 0 2 5   Acc ep ted   No v   5 ,   2 0 2 5       In   th is  w o rk ,   we   p ro p o se   fo g - b a se d   e n e rg y - d e lay   o p ti m iza ti o n   (F - EDO)  a p p ro a c h   a n d   b e n c h m a rk   it p e rfo rm a n c e   a g a in st  th e   c lo u d - b a se d   e n e rg y - d e lay   o p ti m iza ti o n   (C - EDO)  m e t h o d ,   f o c u si n g   o n   e n e r g y   c o n s u m p ti o n   a n d   d e lay .   Un li k e   p re v i o u stu d ies   th a o p ti m ize   e n e rg y   o d e lay   se p a ra tely ,   F - EDO  m in imiz e b o th   m e tri c sim u lt a n e o u sly ,   a c h iev in g   u p   t o   5 2 . 2 %   e n e r g y   sa v in g wit h   n e a r - z e ro   d e la y .   A d d it i o n a l ly ,   in c re a sin g   t h e   n u m b e o u se rs  a lso   lea d to   e n e r g y   sa v i n g s.  Th i is  d u e   to   th e   o p ti m ize d   p lac e m e n o f o g   se rv e rs  a th e   a c c e ss   lay e wh ich   re d u c e n e two r k   e n e rg y   c o n su m p ti o n   c o m p a re d   to   C - EDO.   F - EDO   a lso   sig n ifi c a n tl y   re d u c e d e lay ,   with   n e g li g ib le   d e lay   c o m p a re d   t o   C - EDO  d u e   t o   f o g   se rv e rs  a re   p lac e d   c l o se to   th e   u se rs  wh ich   m in imiz e d   th e   t ra n sm issio n   d istan c e s.  Be sid e s,  th e   re su lt a lso   sh o w   th a t   th e   e n e r g y   sa v in g   in   F - E DO   c o m p a re d   t o   t h e   C - EDO   in c re a se d   a th e   p ro c e ss in g   c a p a c it y   o t h e   p ro c e ss in g   se rv e in c re a se d   wh il e   m a in tain in g   i ts  m in ima d e lay .   O v e ra ll ,   F - EDO  p r o v e to   b e   a   m o re   e n e rg y - e fficie n a n d   lo we r - d e la y   so lu t io n   f o Io n e two rk s,  o ffe rin g   a   b e tt e r   a lt e rn a ti v e   to   c lo u d - b a se d   o ffl o a d in g .     K ey w o r d s :   C lo u d   co m p u tin g   D elay   E n er g y   ef f icien cy   Fo g   co m p u tin g   I n ter n et  o f   th in g s   T h is i a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   I d Sy af iza  Md   I s a   Facu lty   o f   E lectr o n ic  an d   C o m p u ter   T ec h n o lo g y   a n d   E n g in ee r in g ,   Un iv e r s iti T ek n ik al  M alay s ia  Me lak a   Han g   T u ah   J ay a,   7 6 1 0 0   Du r ia n   T u n g g al  Me lak a,   Ma lay s ia   E m ail:  id asy af iza@u tem . ed u . m y       1.   I NT RO D UCT I O N   T h d ev elo p m en o f   s m ar cit y   tech n o lo g ies  is   d r iv en   b y   th in teg r atio n   o f   ad v an ce d   s o l u tio n s   th at  f o cu s   o n   s ca lab ilit y ,   r eso u r ce   m an ag em en an d   r ea l - tim an aly tics .   At  th co r o f   th is   tr a n s f o r m atio n   is   th e   in ter s ec tio n   o f   tech n o l o g y   an d   u r b an   p lan n in g   in   o r d e r   to   o p tim ize  r eso u r ce s ,   en h a n ce   p u b lic  s er v ices,  an d   im p r o v t h q u ality   o f   life   f o r   r esid en ts .   T h ad v a n ce m en o f   th in ter n et  o f   th in g s   ( I o T )   h as  b ec o m k e y   en ab ler   f o r   s m ar cities   [ 1 ] ,   [ 2 ]   as  it  allo ws   s ea m le s s   co m m u n icatio n   b etwe en   d e v ices  an d   s y s tem s   [ 3 ] .   T h in teg r atio n   o f   I o T   with   clo u d   an d   f o g   co m p u tin g   e n h an c ed   d ata  p r o ce s s in g   ca p a b ilit ies  w h ile  s u p p o r tin g   r ea l - tim d ec is io n - m ak in g   [ 4 ] ,   [ 5 ] .   T h is   is   b ec au s e,   cl o u d   co m p u tin g   o f f er s   s ca lab le  a n d   h i g h   p r o ce s s in g   an d   s to r ag ca p a b ilit ies  wh ile  f o g   co m p u tin g   b r in g s   t h ese  ca p a b ilit ies  clo s er   to   th e   n etwo r k   e d g e,   h e n ce   r ed u ci n g   th laten cy   an d   im p r o v in g   r e s p o n s iv en ess   [ 6 ] ,   [ 7 ] .   T o g eth er ,   th ese  tech n o lo g ies  f o r m   t h f o u n d atio n   f o r   s u s tain ab le,   ef f icien t u r b a n   ec o s y s tem s   th at  will d ef in th c ities   o f   to m o r r o w.   Fo g   co m p u tin g   tech n o lo g ies  h av b ec o m k ey   e n ab ler   in   tr an s f o r m in g   u r b a n   in f r astru c tu r es.  T h is   en ab les  r ea l - tim e   m o n ito r in g   an d   an aly tics   ac r o s s   v ar io u s   s ec to r s   in clu d i n g   p u b lic  s af ety ,   h ea lth ca r e,   a n d   tr an s p o r tatio n   [ 8 ] ,   [ 9 ] .   s y s tem atic  m ap p in g   ap p r o ac h   in   [ 7 ]   h ig h lig h ts   h o f o g   c o m p u tin g   im p r o v es  th Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J I n f   &   C o m m u n   T ec h n o l     I SS N:   2252 - 8 7 7 6       To w a r d s   efficien t fo g   co mp u tin g   in   s ma r t c ities :   b a la n cin g   e n erg co n s u mp tio n   …  ( I d a   S y a fiz a   Md   I s a )   333   ef f icien cy   o f   d ata  p r o ce s s in g   a n d   s ca lab ilit y .   m u ltit ier   f o g   co m p u tin g   m o d el  h as  b ee n   p r o p o s ed   in   He   et  a l.   [ 10 ]   to   o p tim ize   r eso u r ce   allo ca tio n   b y   p lacin g   th c o m p u tatio n   clo s er   to   t h e d g e   n etw o r k ,   th u s   e n h an ci n g   th s p ee d   o f   d ec is io n - m ak in g   wh ile  r ed u cin g   t h r elian ce   o n   clo u d   s y s tem s .   Ab d ali  et   a l.   [1 1 ] ,   th r esear ch er s   p r o p o s ca teg o r izatio n   m et h o d   f o r   m a n ag in g   th m ass iv I o T   d ata   to   im p r o v e   th r esp o n s iv en ess   o f   s m ar city   s er v ices.  T h is   is   d o n b y   class if y in g   th f o g   co m p u tin g   ap p licatio n s   i n to   r ea l - tim e   an d   n ea r - r ea l - tim d o m ain s .   B en o m ar   et  a l.   [ 4 ] ,   th r esear ch er s   in tr o d u ce   a   f o g - b ased   ar c h itectu r f o r   th i n d u s tr ial  I o T   ( I I o T )   en v ir o n m en t,  wh e r th f o g   lay er   is   u s ed   to   p er f o r m   th d ata  ag g r eg atio n   th r o u g h   s in g u lar   v alu e   d ec o m p o s itio n   ( SVD) .   T h r esu lts   s h o th at  th p r o p o s e d   ar ch itectu r r e d u ce s   th e   n e two r k   tr af f ic  wh ile   r ed u cin g   e n er g y   co n s u m p tio n .   Ad d itio n ally ,   th ar ch itectu r e   was  test ed   in   r ea l - wo r ld   ca s s tu d y   in v o lv in g   th m o n ito r i n g   o f   in d u ctio n   m o to r s ,   d em o n s tr atin g   im p r o v e d   p ac k et  d eliv e r y   r atio   ( PDR )   an d   r ed u ce d   laten c y   co m p ar ed   to   tr ad itio n al  m eth o d s .   Me an wh ile,   in   th tr an s p o r tatio n   s ec to r ,   v eh icu lar   f o g   co m p u tin g   ( VFC )   en h an ce s   u r b an   m o b ilit y   th r o u g h   ed g co m p u tin g .   T an g   et  a l.   [1 2 ] ,   t h r esear ch e r s   u s th r e e - lay er   a r ch itectu r es  i n   VFC   to   im p r o v e   task   o f f lo ad i n g   b y   u s in g   r o a d s id u n its   ( R SUs )   an d   ce n tr alize d   s ch ed u ler s   f o r   task   all o ca tio n .   T h r esu lts   s h o th at  r esp o n s laten cy   i s   r ed u ce d   wh ile  th e   ef f icien cy   o f   th e   s y s tem   is   im p r o v e d   co m p ar ed   to   t h tr ad itio n al  m o d els.  C ase  s tu d ies  in   [1 3 ]   also   s h o th tr an s f o r m ativ ef f ec ts   o f   f o g   co m p u tin g   o n   p u b lic  tr an s p o r tatio n ,   th u s   s u p p o r tin g   th e   p u r s u it   o f   s u s tain ab ilit y   g o als  i n   s m ar cities.  I n   a d d itio n   t o   th is ,   th Natio n al  Stra teg ic  Sm ar C i ty   Pro g r am   ( NSSP )   in   So u th   Ko r ea   also   o u tlin ed   th im p o r ta n ce   o f   co n n ec tiv ity   in   s m ar cities  s u ch   as  th 5 an d   o th er   ad v a n ce d   tech n o lo g ies  to   en h an ce   th s er v ice s   in   th u r b an   ar ea   in clu d in g   tr an s p o r tatio n ,   g o v e r n an ce   a n d   e d u ca tio n   [1 4 ] .   I n   Ji   et  a l.   [1 5 ] ,   a n   A - VI o T   f r a m ewo r k   is   u s ed   t o   m an ag r ea l - tim v id e o   d ata  f o r   s m ar city   ap p licatio n s   s u ch   as  s u r v eillan ce   a n d   em e r g en cy   r esp o n s e.   T h e   r esu lts   s h o th at  th f r am ewo r k   r ed u ce d   th e   b an d wid th   lim i tatio n   an d   e n er g y   co n s u m p tio n   o f   th e   n etwo r k .   W ith   th g r o win g   n u m b er   o f   I o T   d ev ices  in   s m ar citie s ,   ef f icien task   m an ag em en an d   f o g   o f f lo ad i n g   ar ess en tial  to   m ain tain   s y s tem   p er f o r m an c e.   Sev er al  r esear ch er s   h av e   f o cu s ed   o n   h y b r id   co m p u tin g   m o d els  th at  co m b i n ed   f o g   co m p u tin g   a r ch itectu r with   o th er   tech n o lo g ies  to   o p tim ize  r eso u r ce   u tili za tio n .   Fo r   in s tan ce ,   in   Ali  et  a l.   [1 6 ] ,   v o lu n tee r - s u p p o r ted   f o g   co m p u tin g   ( VSFC )   m o d el,   th in teg r atio n   o f   tr ad itio n al  f o g   co m p u tin g   with   v o lu n teer   co m p u tin g   is   p r o p o s ed   to   r e d u c th laten cy ,   en er g y   co n s u m p ti o n   an d   n etwo r k   u s a g e.   T h is   m o d el  h as  g ain ed   p o p u lar ity   in   s ev er al  cities  in clu d in g   Helsin k an d   Sin g ap o r wh er f o g   co m p u t in g   h as  b ee n   u s ed   to   im p r o v p u b lic  tr an s p o r tatio n   b esid es  p r o m o tin g   th e   s u s tain ab ilit y   ef f o r t.   Me an w h ile,   th Fo g Flo f r am ew o r k   in tr o d u ce d   in   T an g   et  a l.   [ 1 2 ]   s im p lifie s   th e   o r ch estra tio n   o f   I o T   s er v ices  in   s m ar cities  b y   e n ab lin g   el asti s er v ice  d ep lo y m e n ac r o s s   clo u d   an d   ed g e   en v ir o n m en ts .   T h e   f r am ew o r k   im p r o v es  o p er atio n al   ef f ic ien cy ,   in clu d in g   th r o u g h p u an d   laten cy ,   wh ile   s u p p o r t in g   s tan d ar d   i n ter f ac e s   f o r   in ter o p er ab ilit y .   Ho wev er ,   it  d o es  n o p r o v id u n i f ied   ap p r o ac h   f o r   o p tim izin g   b o t h   en er g y   co n s u m p tio n   an d   laten cy .   I n   Kh a za el  et  a l.   [1 7 ] ,   n ew  ar ch it ec tu r f o r   co m p lex   ev en p r o ce s s in g   ( C E P)  in   s m ar city   m o n ito r in g   a p p licatio n s   h as  b ee n   p r o p o s ed   to   ad d r e s s   ch allen g es  p o s ed   b y   m u lti - ten an e d g d e v ices  with   lim ited   r eso u r ce s .   T h ar ch itectu r in teg r ates  p u b lis h - s u b s cr ib e   ar ch itectu r al  p atter n   with   s o f t war e - d ef in ed   n etwo r k in g   ( SDN)   tech n o lo g y   aim in g   to   en h a n ce   co m m u n icatio n   ef f icien cy   wh ile  s u p p o r tin g   th q u ality   o f   s er v ice  ( Qo S)  r eq u ir em en ts .   B esid es,  th ar ch it ec tu r f ac ilit ates  th d is tr ib u ted   p r o ce s s in g   o f   ev en n o tific atio n s   an d   em p lo y s   ce n tr alize d   co o r d i n atio n   m ec h an is m   to   ca lcu late  th o p tim al  r o u te  a n d   h ea d   s el ec tio n .   T h e   r esu lts   s h o s ig n i f ican im p r o v em en ts   in   en er g y   co n s u m p tio n   a n d   n etwo r k   tr af f ic.   Me a n wh ile,   in   [ 9 ] ,   lo a d   b alan cin g   a n d   r eso u r ce   m an ag em en h av e   b ee n   im p r o v ed   b y   in teg r atin g   th e   SDN  with   m ac h in lear n in g .   Om o n iwa  et  a l.   [1 8 ]   p r o p o s ed   a   FECIo T   f r a m ewo r k   th at  all o ws  I o T   d e v ices  to   o f f lo ad   co m p u tatio n al  task s   to   m o r e   ca p ab le   d ev ices  to   o p tim ize  o v er all  r eso u r ce   u tili za tio n .   T h r esu lts   r e v ea th at   th p r o p o s ed   f r am ewo r k   im p r o v es   th s er v ice  p r o v is io n i n g   at   th e   e d g e,   a n d   m in im izes  th d elay   an d   b an d wid th   d em an d .   Ad d itio n ally ,   th o n eM 2 M - b ased   Fo g   C o m p u tin g   ar c h itectu r p r o p o s ed   i n   [1 9 ]   s h o ws  s ig n if ican r ed u ctio n   o f   th tr an s m is s io n   tim e s   f o r   h ig h - r eso lu tio n   im ag d ata,   th u s   im p r o v in g   th ef f icien cy   o f   s m ar t c ity   a p p licatio n s .   T o   th e   b est  o f   o u r   k n o wled g e ,   ex is tin g   r esear ch   f o cu s es  eit h er   o n   o p tim izin g   en e r g y   ef f i cien cy   o r   r ed u cin g   n etwo r k   d elay   in d ep en d en tly .   Als o ,   th ey   d o es   n o t   p r o v id a   co m p r eh e n s ice  s o lu tio n   th at   b alan ce s   b o th   m etr ics.  T h is   g ap   is   cr itical,   as  s m ar city   ap p licat i o n s   r eq u ir b o th   lo en er g y   co n s u m p tio n   an d   m in im al  d elay   to   p r o v id Q o S   to   th u s er s .   T h e r ef o r e,   o u r   wo r k   ad d r ess es  th is   b y   in tr o d u cin g   an   m ix ed - in teg er   lin ea r   p r o g r am m in g   ( MI L P ) - b ased   f o g - b ased   en e r g y - d ela y   o p tim izatio n   (F - E DO)   m o d el   wh ich   o p tim ize  th n u m b er   an d   p la ce m en o f   f o g   s er v er s   to   m in im ize  th en er g y   co n s u m p tio n   wh ile  r ed u in g   th n etwo r k   d ela y .       2.   RE S E ARCH   M E T H O D   I n   th is   wo r k ,   we  ev alu ate  o u r   m o d el  in   ter m s   o f   en e r g y   c o n s u m p tio n   an d   th n etwo r k   d ela y   in   r ea l - wo r ld   u r b a n   s ettin g ,   B an d ar ay Ma lacc a,   Ma lay s ia  to   en s u r e   th at  o u r   o p tim izatio n   r esu lts   alig n   with   p r ac tical  s m ar city   en v ir o n m en ts .   T we lv p o in o f   in te r est  with in   B an d ar ay a   Ma lacc co v e r in g   a n   ap p r o x im ate  s ize   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 7 7 6   I n t J I n f   &   C o m m u n   T ec h n o l ,   Vo l.  15 ,   No .   1 Ma r ch   20 26 3 3 2 - 3 4 2   334   ar ea   o f   0 . 2 3 k m 2   as  s h o wn   in   Fig u r 1   h av b ee n   s elec ted   a s   ca n d id ate  lo ca tio n s   to   p lace   th f o g   s er v er .   No te   th at,   we  o b tain e d   th lo ca tio n   o f   th twelv e   p o in ts   o f   in ter e s u s in g   th GPS  co o r d i n ates  f r o m   Go o g le  Ma p s   an d   ca lcu late  th in ter - n o d d is tan ce   u s in g   MA T L AB .   T h is   s tep   is   im p o r tan to   en s u r th o p tim al  s elec tio n   o f   th lo ca tio n   to   p lace   th f o g   s er v er   b ased   o n   th g iv en   n u m b er   o f   u s er s .           Fig u r 1 .   T welv e   p o in o f   in te r est with in   B an d ar ay Ma lacc a       Fig u r e   2   s h o ws  th ar c h itectu r o f   th p r o p o s ed   f o g   c o m p u tin g   wh ich   c o n s is ts   o f   f o u r   la y er s .   T h e   f ir s lay er   is   th I o T   lay er ,   co m p r is ed   o f   I o T   d e v ices  s u ch   as  m o b ile  p h o n e,   an d   lap to p .   T h s ec o n d   lay er   is   th ac ce s s   lay er .   I t   co n s is ts   o f   W iFi   ac ce s s   p o in ts   f o r   g a th er in g   d ata  f r o m   I o T   d ev ic es,  f o g   s er v er s   f o r   p r o ce s s in g   th e   d ata  an d   ac ce s s   s witch es  co n n ec th ac ce s s   p o in ts   an d   th f o g   s er v er s .   E a ch   s elec ted   p o i n o f   in ter est  is   eq u ip p ed   with   W iFi   ac ce s s   p o in t,  ac ce s s   s witch   an d   a   f o g   s er v er .   Als o ,   in   t h is   wo r k ,   th e   co m m u n icatio n   b etwe en   W iFi   ac ce s s   p o in ts   is   allo wed   as  lo n g   as  th ey   a r with in   th eir   c o m m u n icatio n   r an g e   o f   3 0 0 m .   T h th ir d   lay er   is   th m etr o   lay er   wh ich   ac ts   as  a n   in ter m ed iar y   b etwe en   th a cc ess   an d   th u p p er   lay er .   T h f o u r th   lay er   is   th c o r la y er   t h at  s er v es  as  th n et wo r k   b ac k b o n f o r   h ig h - s p ee d   d ata  tr an s m is s io n   an d   clo u d   c o n n ec tiv ity .   Ho we v er ,   it  is   wo r t h   to   n o te   th at,   in   th is   wo r k   we  f o cu s   o n ly   o n   lay er   1   an d   lay er   2   as   th ese  lay er s   ar e   d ir ec tly   in v o lv ed   i n   lo ca l   d ata   p r o ce s s in g   an d   f o g   co m p u tin g   o p e r atio n .   Me a n wh ile,   to   ev alu ate  th p er f o r m an ce   b etwe en   th p r o p o s ed   f o g   c o m p u tin g   ar ch itectu r e ,   we  u s ed   tr ad itio n al  ap p r o ac h   wh er th p r o ce s s in g   is   p er f o r m ed   at  th clo u d   lay e r   wh ich   i s   lay er   4 .             Fig u r 2 .   Fo g   ar ch itectu r e   f o r   s m ar t c ity   ap p licatio n   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J I n f   &   C o m m u n   T ec h n o l     I SS N:   2252 - 8 7 7 6       To w a r d s   efficien t fo g   co mp u tin g   in   s ma r t c ities :   b a la n cin g   e n erg co n s u mp tio n   …  ( I d a   S y a fiz a   Md   I s a )   335   T o   m in im ize   th en er g y   co n s u m p tio n   o f   th n etwo r k in g   eq u ip m en an d   p r o ce s s in g   as  well  a s   m in im ize  th d ela y   we  d e v elo p   n ew   MI L m o d el  to   o p ti m ize  th n u m b er   an d   lo ca tio n   o f   th e   f o g   s er v er s .   MI L is   co n s id er ed   in   th is   wo r k   as  it  p r o v id es  f lex i b le  an d   s ca lab le  f r am ewo r k   to   s o lv c o m p le x   o p tim izatio n   p r o b lem   in   th n etwo r k .   No te  th at,   in   th is   wo r k ,   we  o n ly   co n s id er   p r o p a g atio n   d elay   as th d elay   p ar am eter   in   th n etwo r k .   MI L is   ch o s en   in   t h is   wo r k   as  i p r o v i d es  f lex ib ilit y   to   s o lv lar g an d   co m p lex   o p tim izatio n   p r o b lem .   T h e   MI L o p tim izatio n   f o r   o u r   p r o p o s ed   ar ch itectu r is   p er f o r m e d   u s in g   th e   AM PL   s o f twar with   C PLE 2 2 . 1 . 2   s o lv er ,   r u n n i n g   o n   2 . 1   GHz   C PU.     I n   th f o llo win g ,   we  s h o th m ath em atica m o d el  f o r   th F - E DO  ap p r o ac h   t h at  is   u s ed   to   m in im ize  b o th   th e n er g y   an d   d elay   in   th n etwo r k .   I n   a d d itio n   t o   th is ,   we  also   s h o th m ath em atica m o d el  f o r   th clo u d - b ased   en er g y - d elay   o p t im izatio n   ( C - E DO)   ap p r o ac h ,   wh er th e   p r o ce s s in g   is   p er f o r m ed   at  th cl o u d   lay er .   No te  th at,   f o r   b o th   m o d els,  we   d id   n o co n s id er   th e n er g y   c o n s u m p tio n   o f   th I o T   d ev ices.  Als o ,   th p o wer   co n s u m p tio n   p r o f ile  c o n s id er ed   in   th is   wo r k   f o r   all   eq u ip m en is   co m p o s ed   o f   i d le  p o wer   an d   lo ad - d ep en d e n p o wer   as  s h o wn   in   Fig u r 3 .   T a b le  1   s h o ws  s o m o f   th p ar am eter   u s ed   in   th is   wo r k   in clu d in g   th e   s et,   p o wer   co n s u m p tio n   a n d   c ap ac ity   o f   th e   n etwo r k in g   a n d   p r o ce s s in g   eq u i p m en t.             Fig u r 3 .   Po wer   p r o f ile  f o r   n et wo r k in g   a n d   p r o ce s s in g   eq u ip m en t       T ab le  1 .   Sets   an d   p ar am eter s   u s ed   in   MI L P m o d el   S e t   D e scri p t i o n      S e t   o f   f o g   s e r v e r     S e t   o f   I o g r o u p      S e t   o f   A c c e ss P o i n t      S e t   o f   E t h e r n e t   S w i t c h      S e t   o f   A g g r e g a t i o n   S w i t c h      S e t   o f   A g g r e g a t i o n   R o u t e r      S e t   o f   C o r e   R o u t e r      S e t   o f   C l o u d   R o u t e r      S e t   o f   C l o u d   S w i t c h              P a r a me t e r   D e scri p t i o n   V a l u e      I d l e   p o w e r   c o n s u me d   b y   A c c e ss   P o i n t   7 . 8 7 2   W   [ 20 ]      En e r g y   p e r   b i t   o f   A c c e ss P o i n t   7 . 1 7 3   J / G b i t s   [ 19 ]      I d l e   p o w e r   c o n s u me d   b y   E t h e r n e t   S w i t c h   0 . 5 7   W   [2 1 ]      En e r g y   p e r   b i t   o f   Et h e r n e t   S w i t c h   0 . 1 8 4   J / G b i t s   [ 2 0 ]      I d l e   p o w e r   c o n s u me d   b y   A c c e ss   S w i t c h   4 7 . 7   W   [2 2 ]      En e r g y   p e r   b i t   o f   A c c e ss Sw i t c h   0 . 6 8 9 8   J / G b i t [2 1 ]      I d l e   p o w e r   c o n s u me d   b y   A g g r e g a t i o n   R o u t e r   1 1 2 . 8 5   W   [2 1 ]      En e r g y   p e r   b i t   o f   A g g r e g a t i o n   R o u t e r   0 . 8 1 2 5   J / G b i t [2 1 ]      I d l e   p o w e r   c o n s u me d   b y   C l o u d   R o u t e r   1 2 2 . 8 5   W   [2 1 ]      En e r g y   p e r   b i t   o f   C l o u d   R o u t e r   0 . 8 1 2 5   J / G b i t [2 1 ]      I d l e   p o w e r   c o n s u me d   b y   C l o u d   S w i t c h   5 4 . 5 4   W   [2 1 ]      En e r g y   p e r   b i t   o f   C l o u d   S w i t c h   0 . 6 3 1 3   J / G b i t [2 1 ]      I d l e   p o w e r   o f   I n t e l   X e o n E 5 - 2 4 2 0   5 7   W   [2 3 ]      P o w e r   p e r   M I P S   o f   I n t e l   X e o n E5 - 2 4 2 0   1 1 1 1    /    [2 2 ]      M a x i m u m   c a p a c i t y   o f   I n t e l   X e o n E5 - 2 4 2 0   3 4 . 2   k M I P S   [2 2 ]      S i z e   o f   M I P S   p e r   U s e r   1 0 0 0   M I P S     S i z e   o f   D a t a   p e r   U ser   0 . 0 0 1   G b i t     N u mb e r   o f   u s e r p e r   I o g r o u p   10   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 7 7 6   I n t J I n f   &   C o m m u n   T ec h n o l ,   Vo l.  15 ,   No .   1 Ma r ch   20 26 3 3 2 - 3 4 2   336   2 . 1 .     F - E DO   T h to tal  en er g y   co n s u m p tio n   o f   th n etwo r k   is   co m p o s ed   o f   en er g y   co n s u m ed   b y   th n etwo r k in g   eq u ip m en t,    an d   en er g y   co n s u m ed   b y   th p r o ce s s in g   s er v er ,   .   T h en er g y   co n s u m p tio n   o f   th n etwo r k in g   eq u ip m en t,     co n s is ts   o f   th en er g y   co n s u m ed   b y   th e   ac ce s s   p o in t,  AP e   an d   eth er n et  s witch ,    ag g r eg atio n   s witch ,    ,   ag g r eg a tio n   r o u ter ,    ,   co r r o u ter ,    ,   clo u d   r o u ter ,      an d   clo u d   s witch ,    ,   as  s h o in   ( 1 ) - ( 3 ) .   T h         an d   ,   is   ca lcu late  b ased   o n   th n u m b er   th e   d ev ices it  u s ed ,     an d   th am o u n t o f   tr af f ic  th at  tr av e r s to   it,    as in   ( 2 )   to   ( 8 ) ,   r esp ec tiv ely .       =  +  +  +  +  +  +    ( 1 )      =   ( . + .  )    ( 2 )      =   ( .  + .  )    ( 3 )      =   ( . + .  )    ( 4 )      =   ( . + .  )    ( 5 )      =   ( . + .  )    ( 6 )      =   ( .  + .   )    ( 7 )      =   ( .  + .   )    ( 8 )     Me an wh ile,   th en er g y   co n s u m p tio n   o f   t h p r o ce s s in g   eq u ip m en t,    is   b ased   o n   th n u m b er   th s er v er   is   u s ed ,     an d   th am o u n t u s er s ,      an d   MI PS   p er   u s er ,     th s er v er   s er v ed   as sh o w n   in   ( 9 ) .     = .  +    .        ( 9 )     T h d elay   in   th n etwo r k ,     is   ca lcu late  b ased   o n   th d ela y   o cc u r r e d   in   wir ed .     an d   wir el ess ,    .   No te  t h at,   as  t h d elay   is   in   m icr o s e co n d s ,   th er e f o r e   to   en s u r e   th e   b alan ce   b etwe en   th e   en er g y   co n s u m p tio n   an d   d elay ,   we   m u ltip ly   th e   laten cy   b y   a   f ac t o r   o f     as  s h o wn   in   ( 1 0 ) .   No t th at,     is   b ig   n u m b er .     = ( +    ) .     ( 1 0 )     T h o b jectiv f u n ctio n   o f   t h m o d el  is   to   m in im ize  th en er g y   c o n s u m p tio n   o f   n etwo r k in g   eq u ip m en t a n d   p r o ce s s in g   an d   d elay   as in   ( 1 1 ) .              =    ( + + )   ( 1 1 )     Su b ject  to         =    =               =            0  [ ] : < >      ,  , ,   ( 1 2 )     C o n s tr ain ( 1 2 )   is   u s ed   to   en s u r th f lo co n s er v atio n   o f   th to tal  in co m in g   a n d   o u t g o i n g   tr af f ic  f r o m   n o d e   ar eq u al.        .      ,  ,   ( 1 3 )      =  :        ( 1 4 )     C o n s tr ain ( 1 3 )   is   to   ass ig n   u s er s   in   I o T   g r o u p ,     to   th s er v e r ,      if   o n ly   t h f o g   s er v er   is   u s ed ,     wh ile  co n s tr ain t ( 1 4 )   is   to   en s u r all  u s er s   ar ass ig n   to   th s er v er .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J I n f   &   C o m m u n   T ec h n o l     I SS N:   2252 - 8 7 7 6       To w a r d s   efficien t fo g   co mp u tin g   in   s ma r t c ities :   b a la n cin g   e n erg co n s u mp tio n   …  ( I d a   S y a fiz a   Md   I s a )   337    .  .  :        ( 1 5 )              ( 1 6 )     C o n s tr ain ( 1 5 )   is   to   d eter m i n th n u m b er   o f   f o g   s er v er   r e q u ir ed ,     b ased   o n   t h n u m b er   o f   u s er s ,      p er   MI PS   an d   th e   ca p ac ity   o f   th s er v er ,    Me an w h ile,   co n s tr ain ( 1 6 )   is   t o   e n s u r t h at    will  b e   1   o r   m o r if   th e   s elec ted   s er v er   is   p o we r ed   o n .      =  .      ,  ,   ( 1 7 )        [ ] ,   =       ( 1 8 )               ,  [ ] ,   ( 1 9 )     C o n s tr ain ( 1 7 )   ca lc u lates  th to tal  tr af f ic,      b ased   o n   th as s o ciatio n   b etwe en   th u s er   in   I o T   to   th f o g   s er v er ,      an d   th s ize  o f   d ata  p er   u s er ,   .   Me an wh ile,   c o n s tr ain ( 1 8 )   is   to   ca lcu late  t h to tal  tr af f i c   tr av er s in g   ea ch   n o d e,   T i   b ased   o n   th s ize  o f   tr af f ic  f r o m   th I o T   g r o u p ,   s   to   th f o g   s er v er ,   d   u s in g   lin k     an d     .   C o n s tr ain ( 1 9 )   is   to   lim it  t h s ize  o f   f r o m   tr av er s in g   t h e   lin k   ij   f r o m   th I o T   g r o u p   to   f o g   s er v er ,       d o es n o t e x ce e d   th m a x im u m   lim it o f   th lin k ,     .            ( 2 0 )           .       ( 2 1 )     C o n s t r ai n t   ( 2 0 )   is   t o   e n s u r e ,   th e   t r a f f i c   s e r v e d   b y   t h a c c es s   p o i n t ,     d o e s   n o t   e x c e e d   i ts   m a x i m u m   c a p a c i t y ,     w h i c h   i s   0 . 4 5   G b p s .   M e a n w h i l e ,   c o n s t r a i n t   ( 2 1 )   i s   t o   d e t e r m i n e   t h e   n o d e   t h a t   i s   u s e d   t o   s e r v e   t h t r a f f i c ,   .   N o t e   t h a t   t h e     i s   t h e   b in a r y   n u m b e r   w h e r e   i t   w i ll   b e   1   i f   t h e   n o d e   i s   u s e d   t o   s e r v e   t h e   t r a f f i c ,   e ls e   0 .                 .        ,  , ,  [ ] ,   ( 2 2 )       .   =    [ ]        ,    ( 2 3 )       .   =    [ ]        ,    ( 2 4 )     C o n s tr ain ( 2 2 )   is   b in ar y   v al u to   d eter m in e   th p ath s   th at   is   u s ed   to   s en d   th tr af f ic  f r o m   th I o T   g r o u p   to   th f o g   s er v er ,     T h is   is   b ased   o n   th tr af f ic  tr av er s in g   th lin k     an d     f r o m   I o T   g r o u p   to   th f o g   s er v er   C o n s tr ain ( 2 3 )   a n d   ( 2 4 )   is   to   d eter m in th d is tan ce   th tr af f ic  tr a v el  f r o m   th I o T   g r o u p   t o   th e   f o g   s er v er   f o r   wir ed   co n n ec tio n ,       an d   wir eless   co n n ec tio n ,       r esp ec tiv ely .   T h d is tan ce   is   b ased   o n   th b in ar y   in d icato r   o f   t h p a th   u s ed   to   s en d   th tr af f ic  f r o m   th I o T   g r o u p   t o   th f o g   s er v er ,       an d   th d is tan ce   f o r   wir ed ,   Dis tr ij   an d   wir eless   co n n ec tio n ,     .       =   /       ,    ( 2 5 )     =   /         ,    ( 2 6 )   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 7 7 6   I n t J I n f   &   C o m m u n   T ec h n o l ,   Vo l.  15 ,   No .   1 Ma r ch   20 26 3 3 2 - 3 4 2   338   C o n s tr ain ( 2 5 )   a n d   ( 2 6 )   is   t o   ca lcu late   th d elay   o cc u r r ed   in   wir ed ,       an d   wir eless ,       m ed iu m   t o   tr an s m it  d ata  f r o m   I o T   g r o u p   to   f o g   s er v er ,   r esp ec tiv ely .   T h is   ca lcu latio n   is   b ased   o n   th t o tal  d is tan ce   o f   d ata   tr av er s in g   th e   m ed iu m   a n d   t h s p ee d   o f   lig h t.  Fo r   wir ed   m ed iu m ,   th e   s p ee d   o f   lig h t,    is   2 . 7   x   1 0 8   m /s   wh ile  wir eless ,     is   3   x   1 0 8   m /s .     2 . 2 .     C - E DO   I n   th is   wo r k ,   a   C - E DO  is   u s ed   to   b en ch m ar k   th p r o p o s ed   F - E DO  in   ter m s   o f   its   en er g y   ef f icien cy   an d   d ela y .   I n   C - E DO,   th s er v er   is   lo ca ted   at  t h clo u d .   T h er ef o r e,   th ( 1 ) - ( 2 6 )   ar u s ed   i n   C - E DO  wh ile  th p ar am eter   o f   ca n d i d ate  lo ca tio n   o f   s er v e r ,      is   ch an g to   b o n ly   at  th clo u d   s witch .       3.   RE SU L T S AN D I SCU SS I O N   T h r esu lts   an d   a n aly s is   o f   th e   p r o p o s ed   F - E DO  is   p r esen ted   in   th is   s ec tio n .   I n   th e   f ir s s ce n ar io ,   w e   allo m o r e   th an   o n p r o ce s s in g   s er v e r   to   b e   d e p lo y e d   at   ea ch   ca n d id ate  lo ca ti o n .   Als o ,   w e   co n s id er   ten   u s er s   p er   I o T   g r o u p .   T o   b e n ch m ar k   F - E DO,   we   co m p a r ed   its   p er f o r m an ce   in   ter m s   o f   its   en er g y   co n s u m p tio n   an d   d elay   with   th C - E DO  wh er th p r o ce s s in g   is   p er f o r m ed   in   th clo u d .   No te  th at,   in   th is   wo r k ,   ea ch   I o T   g r o u p   is   lo ca ted   at  th e   ac ce s s   p o in t,  h en ce   th e   d elay   is   ca l cu lated   f r o m   th ac ce s s   p o i n to   th f o g   s er v e r .   Ho wev er ,   th e   p r o p ag atio n   d elay   f o r   tr a n s m itti n g   tr af f ic   f r o m   th ac ce s s   p o in to   f o g   s er v er   l o ca ted   at   th e   s am lo ca tio n   is   co n s id er ed   n e g lig ib le.   T h r esu lts   in   Fig u r 4   s h o th at,   F - E DO  ac h iev es  u p   to   5 2 . 2 en e r g y   s av in g   co m p a r e d   to   th C - E DO.   T h is   is   m ain ly   co n tr ib u t ed   b y   th en er g y   co n s u m p tio n   o f   th n etwo r k in g   eq u ip m en t.   I n   F - E DO,   th f o g   s er v er   is   lo ca ted   at  th ac ce s s   lay er ,   wh ich   o p tim izes  en er g y   co n s u m p tio n   b y   ac tiv atin g   o n ly   th n etwo r k in g   d ev ices  at  th ac ce s s   lay er .   M ea n wh ile  in   C - E DO,   th s er v er s   ar lo ca ted   at  th co r lay er ,   r esu ltin g   in   m o r e   en er g y   co n s u m p tio n   in   t h u p p er   lay e r .   T h r esu lts   also   r ev ea th at,   th e   en er g y   co n s u m p tio n   o f   t h p r o ce s s in g   in   F - E DO  is   h i g h er   th an   in   C - E DO.   T h is   is   b ec au s e   in   F - E DO,   f o g   s er v e r s   ar e   p lace d   with in   lo ca l   ac ce s s   n etwo r k s   in   o r d e r   to   r ed u ce   th p r o p a g atio n   tim e.   T h is   is   s h o wn   in   Fig u r 5   wh er F - E DO  m ain tain   n eg lig ib le  d elay s   wh ile  th e   d elay   in   C - E DO  is   a p p r o x im ately   0 . 1 5 m s .   T h is   p r o v es  th at  clo u d - b ase d   ar ch itectu r es  ar e   f u n d am en tal ly   lim ited   b y   d is tan ce - r elate d   laten cies,  m ak in g   f o g   co m p u tin g   th e   s u p er i o r   ch o ice  f o r   r ea l - tim I o T   ap p licatio n s .               Fig u r 4 .   E n er g y   co n s u m p tio n   o f   th n etwo r k in g   an d   p r o ce s s in g   eq u i p m en t     Fig u r 5 .   Dela y   i n   th n etwo r k   f o r   F - E DO  an d   C - E DO       W also   ev alu ate  th p er f o r m an ce   o f   F - E DO  b y   in cr ea s in g   th n u m b er   o f   u s er s   p er   I o T   g r o u p   t o   2 0   an d   3 0 .   T h r esu lts   in   Fig u r e   6   s h o th at   in cr ea s in g   th tr a f f ic  in cr ea s th e   to tal  en e r g y   c o n s u m p tio n   in   b o th   F - E DO  an d   C - E DO.   Ho we v e r ,   th e   r esu lts   r ev ea th at  F - E DO  r em ain s   m o r en e r g y - e f f icien th an   C - E DO  with   4 3 . 2 %   an d   3 3 . 4 f o r   2 0   an d   3 0   u s er s   p e r   I o T   g r o u p ,   r esp ec tiv ely .   I is   wo r th   n o tin g   th at,   th e   r ed u ctio n   in   en er g y   s av in g   with   in cr ea s in g   t r af f ic  in   F - E DO  is   b ec a u s o f   th e   in cr ea s in g   en er g y   c o n s u m p tio n   o f   th e   p r o ce s s in g   s er v er   as  s h o wn   in   Fig u r 6   as  h ig h er   u s er   d e m an d s   r eq u ir ad d itio n al  f o g   s er v e r s   to   m ain tain   lo d elay .   Me an wh ile,   r esu lts   in   Fig u r 7   s h o th d ela y   o cc u r r ed   in   F - E DO  is   n e g lig ib le   wh ile  h ig h er   d elay   o cc u r s   in   C - E DO  f o r   all  I o T   g r o u p   s ize.   T h is   is   d u to   th s am r ea s o n   as  e x p lain ed   e ar lier   wh ich   is   th e   p r o x im ity   o f   f o g   s er v er s   in   F - E DO  to   th u s er .   T h r esu lts   also   in d icate   th at,   th d elay   in   C - E DO  r em ain   co n s tan t,  as th l o ca tio n   o f   th e   s er v er s   ar alwa y s   at  th clo u d .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J I n f   &   C o m m u n   T ec h n o l     I SS N:   2252 - 8 7 7 6       To w a r d s   efficien t fo g   co mp u tin g   in   s ma r t c ities :   b a la n cin g   e n erg co n s u mp tio n   …  ( I d a   S y a fiz a   Md   I s a )   339         Fig u r 6 .   E n er g y   co n s u m p tio n   o f   n etwo r k in g   a n d   p r o ce s s in g   eq u i p m en t w ith   d i f f er en ce   n u m b er   o f   u s er s /I o T   g r o u p     Fig u r 7 .   Dela y   i n   th n etwo r k   with   d if f er en ce   n u m b er   o f   u s er s /I o T   g r o u p       Ad d itio n ally ,   we  ev al u ate  th p er f o r m an ce   o f   F - E DO  u s in g   d if f er en ty p o f   p r o ce s s in g   s er v er s   th at   h as  d if f er e n p r o ce s s in g   ca p a b ilit ies  as  s h o wn   in   T ab le  2 .   I n   th is   s ce n ar io   we  c o n s id er   th 3 0   u s er s   p e r   I o T   g r o u p   to   ev al u ate  th p e r f o r m an ce   o f   th e   F - E DO.       T ab le  2 .   I n p u p ar am eter s   f o r   p r o ce s s in g   s er v er s   S e r v e r            I n t e l   X 5 6 7 5   [2 4 ]   5 7   W   5 1 7   µ W / M I P S   7 3 . 4 4   k M I P S   N v i d i a   T 4   G P U   [2 5 ]   4 5   W   2 7 . 7   µ W / M I P S   1 , 0 8 0   k M I P S       Fig u r 8   s h o ws  th at,   as  th e   p r o ce s s in g   ca p ab ilit y   o f   th e   s er v er   in cr ea s es,  e n er g y   co n s u m p t io n   in   b o th   F - E DO  an d   C - E DO  d ec r ea s e s .   T h is   r ed u ctio n   is   m ain ly   d u to   th d ec r ea s en er g y   c o n s u m p tio n   o f   th e   p r o ce s s in g   as  f ewe r   f o g   s er v er s   ar u tili ze d   to   s er v u s er s   as  s h o wn   in   Fig u r 9 .   Fu r th er m o r e ,   Fig u r 1 0   d em o n s tr ates  th at,   t h d ela y   in   F - E DO  r em ain s   n eg lig ib le   wh ile  in   C - E DO  th e   d elay   r em ain s   th s am e   r eg ar d less   o f   th p r o ce s s in g   ca p ab ilit y   o f   th e   s er v er .               Fig u r 8 .   E n er g y   co n s u m p tio n   o f   n etwo r k in g   a n d   p r o ce s s in g   eq u i p m en t w ith   d i f f er en t ty p e   o f   p r o ce s s in g   s er v er     Fig u r 9 .   Nu m b er   o f   u tili ze d   f o g   s er v er   f o r   d if f er e n ty p o f   p r o ce s s in g   s er v e r s     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 7 7 6   I n t J I n f   &   C o m m u n   T ec h n o l ,   Vo l.  15 ,   No .   1 Ma r ch   20 26 3 3 2 - 3 4 2   340       Fig u r 1 0 .   Dela y   in   th n etwo r k   with   d if f er e n t   ty p o f   p r o ce s s in g   s er v er       4.   CO NCLU SI O N   I n   th is   wo r k ,   we  p r o p o s ed   th F - E DO  ap p r o ac h   an d   b en c h m ar k ed   its   p er f o r m a n ce   ag ai n s th C - E DO  m eth o d   in   ter m s   o f   en er g y   c o n s u m p tio n   a n d   d elay .   O u r   f i n d in g s   d em o n s tr ated   t h at  F - E DO  o u tp er f o r m s   C - E DO  in   en er g y   ef f icie n cy   with   u p   to   5 2 . 2 en e r g y   s av in g s .   T h ese  s av in g   ar also   o b s er v ed   wh e n   th e   n u m b er   o f   u s er s   in cr ea s es.  T h is   is   d u th lo ca tio n   o f   f o g   s er v er s   in   F - E DO  is   o p tim ized   at  th ac ce s s   lay er ,   wh ich   r ed u ce s   n etwo r k   e n er g y   co n s u m p tio n   co m p a r ed   to   th clo u d - b ased   s er v er s   in   C - E D O.   Fu r th er m o r e,   F - E DO  s ig n if ican tly   r e d u ce s   d elay ,   with   n eg lig ib le   d elay   co m p a r ed   t o   th e   C - E DO  d u to   th e   lo n g e r   tr an s m is s io n   d is tan ce   to   th clo u d .   T h r esu lts   also   r ev ea th at,   th p er f o r m an ce   o f   b o th   ap p r o ac h es  im p r o v ed   with   h ig h er   p r o ce s s in g   ca p a b ilit ies  o f   th s er v er s   wh er th e   F - E DO  m ain tain s   n eg lig ib le  d elay   r eg a r d less   o f   th s er v er ' s   p r o ce s s in g   ca p ab ilit y .   Ov er all,   t h F - E DO  a p p r o ac h   p r o v es  to   b e   m o r e   e n er g y - ef f icien a n d   lo wer - d elay   s o lu tio n   f o r   I o T   n etwo r k s ,   h en ce   o f f er i n g   b etter   alter n ativ to   clo u d - b ased   o f f lo ad in g .       F UNDING   I NF O R M A T I O N   T h is   r esear ch   is   f u lly   s u p p o r ted   b y   th FR GS   g r an t,  FR GS / 1 /2 0 2 3 / I C T 0 8 /UT E M/0 3 /1 .   T h au th o r s   f u lly   ac k n o wled g e d   t h Min i s tr y   o f   Hig h er   E d u ca tio n   ( M OHE )   an d   Un iv er s iti  T ek n ik a Ma lay s ia  Me lak ( UT eM )   f o r   t h ap p r o v e d   f u n d   wh ich   m ak es th i s   im p o r tan t r esear ch   v iab le  an d   ef f ec tiv e.         AUTHO CO NT RI B UT I O NS ST A T E M E N T   T h is   jo u r n al  u s es  th C o n tr ib u to r   R o les  T ax o n o m y   ( C R ed iT)   to   r ec o g n ize  in d iv id u al  au th o r   co n tr ib u tio n s ,   r ed u ce   au th o r s h ip   d is p u tes,  an d   f ac ilit ate  co llab o r atio n .       Na m o f   Aut ho r   C   M   So   Va   Fo   I   R   D   O   E   Vi   Su   P   Fu   I d Sy af iza  Md   I s a                               Nu r   L atif   Azy ze   Mo h d   Sh aa r i A zy ze                               Haslin ah   Mo h d   Nasir                               Vig n eswar R ao   Gan n ap ath y                               Ash win i Jay ad ev an   Naid u                                 C     C o n ce p tu aliza tio n   M     M eth o d o lo g y   So     So f twar e   Va     Va lid atio n   Fo     Fo r m al  an aly s is   I     I n v esti g atio n   R     R eso u r ce s   D   :   D ata  C u r atio n   O   :   W r itin g   -   O r ig in al  Dr af t   E   :   W r itin g   -   R ev iew  &   E d itin g   Vi     Vi s u aliza tio n   Su     Su p er v is io n   P     P r o ject  ad m in is tr atio n   Fu     Fu n d in g   ac q u is itio n           Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J I n f   &   C o m m u n   T ec h n o l     I SS N:   2252 - 8 7 7 6       To w a r d s   efficien t fo g   co mp u tin g   in   s ma r t c ities :   b a la n cin g   e n erg co n s u mp tio n   …  ( I d a   S y a fiz a   Md   I s a )   341   CO NF L I C T   O F   I N T E R E S T   ST A T E M E NT   T h au th o r s   s tate  n o   co n f lict o f   in ter est.       DATA AV AI L AB I L I T Y   T h e   au th o r s   co n f ir m   th at  th e   d ata  s u p p o r tin g   th f in d in g s   o f   th is   s tu d y   ar a v ailab le  with in   th ar ticle.       RE F E R E NC E S   [ 1 ]   E.   H .   H o u ss e i n ,   M .   A .   O t h m a n ,   W .   M .   M o h a me d ,   a n d   M .   Y o u n a n ,   I n t e r n e t   o f   t h i n g i n   smar t   c i t i e s :   c o m p r e h e n s i v e   r e v i e w ,   o p e n   i ssu e s,  a n d   c h a l l e n g e s,   I E EE  I n t e r n e t   o f   T h i n g s   J o u r n a l ,   v o l .   1 1 ,   n o .   2 1 ,   p p .   3 4 9 4 1 3 4 9 5 2 ,   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / JI O T. 2 0 2 4 . 3 4 4 9 7 5 3 .   [ 2 ]   A .   K i r i mt a t ,   O .   K r e j c a r ,   A .   K e r t e s z ,   a n d   M .   F .   Ta s g e t i r e n ,   F u t u r e   t r e n d s   a n d   c u r r e n t   s t a t e   o f   sm a r t   c i t y   c o n c e p t s:   A   s u r v e y ,   I EEE  A c c e ss ,   v o l .   8 ,   p p .   8 6 4 4 8 8 6 4 6 7 ,   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C C ESS . 2 0 2 0 . 2 9 9 2 4 4 1 .   [ 3 ]   L.   U .   K h a n ,   I .   Y a q o o b ,   N .   H .   Tr a n ,   S .   M .   A .   K a z mi ,   T.   N .   D a n g ,   a n d   C .   S .   H o n g ,   Ed g e - c o m p u t i n g - e n a b l e d   sm a r t   c i t i e s :   a   c o m p r e h e n si v e   su r v e y ,   I EEE   I n t e rn e t   o f   T h i n g J o u r n a l ,   v o l .   7 ,   n o .   1 0 ,   p p .   1 0 2 0 0 1 0 2 3 2 ,   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / JI O T. 2 0 2 0 . 2 9 8 7 0 7 0 .   [ 4 ]   Z.   B e n o m a r   e t   a l . ,   A   f o g - b a se d   a r c h i t e c t u r e   f o r   l a t e n c y - se n s i t i v e   m o n i t o r i n g   a p p l i c a t i o n i n   i n d u s t r i a l   i n t e r n e t   o f   t h i n g s,”   I EEE   I n t e r n e t   o f   T h i n g s   J o u r n a l ,   v o l .   1 0 ,   n o .   3 ,   p p .   1 9 0 8 1 9 1 8 ,   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / JI O T. 2 0 2 1 . 3 1 3 8 6 9 1 .   [ 5 ]   P .   C h a r a l a m p i d i s,  E .   Tr a g o s,  a n d   A .   F r a g k i a d a k i s,  A   f o g - e n a b l e d   I o p l a t f o r f o r   e f f i c i e n t   m a n a g e me n t   a n d   d a t a   c o l l e c t i o n ,   I EEE  I n t e r n a t i o n a l   W o rks h o p   o n   C o m p u t e A i d e d   M o d e l i n g   a n d   D e s i g n   o f   C o m m u n i c a t i o n   L i n k a n d   N e t w o r k s,  C AM AD ,   v o l .   2 0 1 7 - Ju n e ,   2 0 1 7 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / C A M A D . 2 0 1 7 . 8 0 3 1 5 2 7 .   [ 6 ]   I .   M a r t i n e z ,   A .   S .   H a f i d ,   a n d   A .   Jarr a y ,   D e si g n ,   r e s o u r c e   ma n a g e m e n t ,   a n d   e v a l u a t i o n   o f   f o g   c o mp u t i n g   s y s t e ms :   a   s u r v e y ,   I EEE  I n t e r n e t   o f   T h i n g J o u r n a l ,   v o l .   8 ,   n o .   4 ,   p p .   2 4 9 4 2 5 1 6 ,   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / JI O T. 2 0 2 0 . 3 0 2 2 6 9 9 .   [ 7 ]   M .   B u r h a n   e t   a l . ,   A   c o mp r e h e n s i v e   s u r v e y   o n   t h e   c o o p e r a t i o n   o f   f o g   c o m p u t i n g   p a r a d i g m - b a se d   I o T   a p p l i c a t i o n s:   l a y e r e d   a r c h i t e c t u r e ,   r e a l - t i me   sec u r i t y   i ssu e s ,   a n d   so l u t i o n s,   I EE A c c e ss ,   v o l .   1 1 ,   p p .   7 3 3 0 3 7 3 3 2 9 ,   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C C ESS . 2 0 2 3 . 3 2 9 4 4 7 9 .   [ 8 ]   R .   K u m a r i ,   K .   K a u r ,   G .   C h h a b r a ,   S .   B h a r a n y ,   a n d   K .   K a u s h i k ,   S y s t e m a t i c   ma p p i n g   st u d y   o n   e d g e   a n d   f o g   c o mp u t i n g   i n   smar t   c i t i e s :   a   c o mp r e h e n s i v e   r e v i e w ,   Pro c e e d i n g o f   I n t e rn a t i o n a l   C o n f e re n c e   o n   C o m m u n i c a t i o n ,   C o m p u t e S c i e n c e a n d   En g i n e e ri n g ,   I C 3 S 2 0 2 4 ,   p p .   7 7 1 7 7 7 ,   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I C 3 S E 6 2 0 0 2 . 2 0 2 4 . 1 0 5 9 3 5 1 8 .   [ 9 ]   M .   R .   R e z a e e ,   N .   A .   W .   A b d u l   H a mi d ,   M .   H u ss i n ,   a n d   Z.   A .   Z u k a r n a i n ,   F o g   o f f l o a d i n g   a n d   t a s k   ma n a g e m e n t   i n   I o T - f o g - c l o u d   e n v i r o n m e n t :   r e v i e w   o f   a l g o r i t h ms,   n e t w o r k s,  a n d   S D N   a p p l i c a t i o n ,   I EEE  Ac c e ss ,   v o l .   1 2 ,   p p .   3 9 0 5 8 3 9 0 8 0 ,   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C C ESS . 2 0 2 4 . 3 3 7 5 3 6 8 .   [ 10 ]   J.  H e ,   J .   W e i ,   K .   C h e n ,   Z .   T a n g ,   Y .   Zh o u ,   a n d   Y .   Z h a n g ,   M u l t i t i e r   f o g   c o mp u t i n g   w i t h   l a r g e - sc a l e   i o t   d a t a   a n a l y t i c f o r   smar t   c i t i e s ,   I E EE  I n t e rn e t   o f   T h i n g s J o u rn a l ,   v o l .   5 ,   n o .   2 ,   p p .   6 7 7 6 8 6 ,   2 0 1 8 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / JI O T. 2 0 1 7 . 2 7 2 4 8 4 5 .   [1 1 ]   T.   A .   N .   A b d a l i ,   R .   H a ssa n ,   A .   H .   M .   A ma n ,   a n d   Q .   N .   N g u y e n ,   F o g   c o mp u t i n g   a d v a n c e me n t :   c o n c e p t ,   a r c h i t e c t u r e ,   a p p l i c a t i o n s,   a d v a n t a g e s ,   a n d   o p e n   i ss u e s,   I E EE  A c c e ss ,   v o l .   9 ,   p p .   7 5 9 6 1 7 5 9 8 0 ,   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C C ESS . 2 0 2 1 . 3 0 8 1 7 7 0 .   [1 2 ]   C .   T a n g ,   X .   W e i ,   C .   Z h u ,   Y .   W a n g ,   a n d   W .   J i a ,   M o b i l e   v e h i c l e a f o g   n o d e f o r   l a t e n c y   o p t i mi z a t i o n   i n   sm a r t   c i t i e s,   I EEE   T ra n s a c t i o n o n   Ve h i c u l a r T e c h n o l o g y ,   v o l .   6 9 ,   n o .   9 ,   p p .   9 3 6 4 9 3 7 5 ,   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / TV T . 2 0 2 0 . 2 9 7 0 7 6 3 .   [1 3 ]   A g u s   S u p r i y a n t o   a n d   J o k o   S a n t o s o ,   A p p l i c a t i o n   o f   e d g e   c o m p u t i n g   f o r   r e a l t i m e   d a t a   p r o c e ssi n g   i n   sm a r t   c i t i e s,”   I n t e rn a t i o n a l   J o u rn a l   o f   I n f o rm a t i o n   E n g i n e e ri n g   a n d   S c i e n c e ,   v o l .   1 ,   n o .   2 ,   p p .   1 3 1 8 ,   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 6 2 9 5 1 / i j i e s. v 1 i 2 . 8 9 .   [1 4 ]   J.  Y a n g ,   Y .   K w o n ,   a n d   D .   K i m,   R e g i o n a l   smar t   c i t y   d e v e l o p me n t   f o c u s:   t h e   s o u t h   k o r e a n   n a t i o n a l   st r a t e g i c   sm a r t   c i t y   p r o g r a m , ”  I EEE  A c c e ss ,   v o l .   9 ,   p p .   7 1 9 3 7 2 1 0 ,   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C C ESS . 2 0 2 0 . 3 0 4 7 1 3 9 .   [1 5 ]   W .   Ji ,   J .   X u ,   H .   Q i a o ,   M .   Z h o u ,   a n d   B .   Li a n g ,   V i s u a l   I o T:   e n a b l i n g   i n t e r n e t   o f   t h i n g s   v i su a l i z a t i o n   i n   sm a r t   c i t i e s,   I EEE   N e t w o rk ,   v o l .   3 3 ,   n o .   2 ,   p p .   1 0 2 1 1 0 ,   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / M N ET. 2 0 1 9 . 1 8 0 0 2 5 8 .   [1 6 ]   B .   A l i ,   M .   A d e e l   P a s h a ,   S .   U .   I sl a m ,   H .   S o n g ,   a n d   R .   B u y y a ,   A   v o l u n t e e r - su p p o r t e d   f o g   c o mp u t i n g   e n v i r o n men t   f o r   d e l a y - sen s i t i v e   I o a p p l i c a t i o n s ,   I EE I n t e rn e t   o f   T h i n g J o u rn a l ,   v o l .   8 ,   n o .   5 ,   p p .   3 8 2 2 3 8 3 0 ,   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / JI O T. 2 0 2 0 . 3 0 2 4 8 2 3 .   [1 7 ]   B .   K h a z a e l ,   H .   T.   M a l a z i ,   a n d   S .   C l a r k e ,   C o m p l e x   e v e n t   p r o c e ssi n g   i n   sm a r t   c i t y   m o n i t o r i n g   a p p l i c a t i o n s,   I EE Ac c e ss ,   v o l .   9 ,   p p .   1 4 3 1 5 0 1 4 3 1 6 5 ,   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C C ESS . 2 0 2 1 . 3 1 1 9 9 7 5 .   [1 8 ]   B .   O m o n i w a ,   R .   H u ssa i n ,   M .   A .   J a v e d ,   S .   H .   B o u k ,   a n d   S .   A .   M a l i k ,   F o g / e d g e   c o mp u t i n g - b a se d   I o ( F EC I o T) :   A r c h i t e c t u r e ,   a p p l i c a t i o n s,   a n d   r e s e a r c h   i ss u e s ,   I EE I n t e rn e t   o f   T h i n g s   J o u r n a l ,   v o l .   6 ,   n o .   3 ,   p p .   4 1 1 8 4 1 4 9 ,   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / JI O T. 2 0 1 8 . 2 8 7 5 5 4 4 .   [1 9 ]   S .   S .   D .   X u ,   C .   H .   C h e n ,   a n d   T.   C .   C h a n g ,   D e si g n   o f   o n e M 2 M - b a s e d   f o g   c o m p u t i n g   a r c h i t e c t u r e ,   I EEE   I n t e r n e t   o f   T h i n g s   J o u rn a l ,   v o l .   6 ,   n o .   6 ,   p p .   9 4 6 4 9 4 7 4 ,   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / JI O T. 2 0 1 9 . 2 9 2 9 1 1 8 .   [ 20 ]   S .   B .   W .   C o n n e c t i v i t y ,   C i s c o   sma l l   b u si n e ss   5 0 0   ser i e s   w i r e l e ss  a c c e ss  p o i n t s   si n g l e   p o i n t   se t u p ,   p p .   1 8 ,   2 0 1 3 .   [2 1 ]   N ETG EA R ,   N ETG EA R   2 0 0   seri e s,”   p p .   1 2 ,   2 0 1 5 .   [2 2 ]   I .   S .   B .   M .   I sa,   T.   E.   H .   El - G o r a sh i ,   M .   O .   I .   M u sa ,   a n d   J .   M .   H .   E l mi r g h a n i ,   E n e r g y   e f f i c i e n t   f o g - b a se d   h e a l t h c a r e   m o n i t o r i n g   i n f r a s t r u c t u r e ,   I EE A c c e s s ,   v o l .   8 ,   p p .   1 9 7 8 2 8 1 9 7 8 5 2 ,   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C C ESS . 2 0 2 0 . 3 0 3 3 5 5 5 .   [2 3 ]   I n t e l   X e o n   P r o c e ss o r   E 5 - 2 4 2 0   ( 1 5 M   C a c h e ,   1 . 9 0   G H z ,   7 . 2 0   G T/ I n t e l   Q P I )   P r o d u c t   S p e c i f i c a t i o n sI n t e l   X e o n   P r o c e ss o r   E5 - 2 4 2 0   ( 1 5 M   C a c h e ,   1 . 9 0   G H z ,   7 . 2 0   G T/ I n t e l   Q P I )   P r o d u c t   S p e c i f i c a t i o n s,”   2 0 1 9 .   h t t p s : / / a r k . i n t e l . c o m/ c o n t e n t / w w w / u s / e n / a r k / p r o d u c t s / 6 4 6 1 7 / i n t e l - x e o n -   p r o c e ss o r - e5 - 2 4 2 0 - 15m - c a c h e - 1 - 90 - g h z - 7 - 20 - gt - s - i n t e l - q p i . h t m l   ( a c c e sse d   O c t .   2 6 ,   2 0 1 9 ) .   [2 4 ]   I n t e l   X e o n   P r o c e sso r   E 5 - 2 6 8 0   ( 2 0 M C a c h e ,   2 . 7 0   G H z ,   8 . 0 0   G T/ I n t e l   Q P I )   P r o d u c t   S p e c i f i c a t i o n s.,   2 0 1 9 .   h t t p s : / / a r k . i n t e l . c o m/ c o n t e n t / w w w / u s / e n / a r k / p r o d u c t s / 6 4 5 8 3 / i n t e l -   x e o n - p r o c e ss o r - e5 - 2 6 8 0 - 20m - c a c h e - 2 - 70 - g h z - 8 - 00 - gt - s - i n t e l - q p i .   h t ml   ( a c c e ss e d   O c t .   2 6 ,   2 0 1 9 ) .   [2 5 ]   N v i d i a ,   Te n s o r   c o r e i n   N V I D I A   V o l t a   a r c h i t e c t u r e   |   N V I D I A ,   N v i d i a . C o m ,   2 0 1 8 .   h t t p s : / / w w w . n v i d i a . c o m/ e n - u s/ d a t a - c e n t e r / t e n s o r c o r e /   ( a c c e ss e d   O c t .   1 6 ,   2 0 1 9 ) .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.