Las redes móviles y el 5G: nuevo paradigma de las comunicaciones móviles (III)
La creación de la red móvil de quinta generación está cambiando la manera de comunicarnos, al mismo tiempo que nos acerca hacia una conectividad total de los objetos más cotidianos de una forma más rápida. Estos avances permitirán aumentar el número de dispositivos conectados para obtener y compartir información en tiempo real, lo que facilitará el desarrollo y creación de nuevos productos y aplicaciones innovadoras beneficiosas para la sociedad.
En el contexto del proyecto Open-VERSO, la red de excelencia Cervera para acelerar la evolución de las redes de comunicación móviles de próxima generación 5G y futuras, desde Gradiant queremos compartir cuatro artículos relacionados las últimas novedades sobre esta nueva tecnología. Así, después de tratar temas relacionados con las nuevas posibilidades que aportan las tecnologías 5G en el ámbito de las comunicaciones móviles y las alianzas entre las tecnologías de quinta generación y la Inteligencia Artificial para ofrecer soluciones efectivas a nuevos retos globales, en este tercer artículo se profundizará en las nuevas tecnologías y servicios que ofrece el 5G en el ámbito de las redes móviles.
Abriendo camino hacia el 5G
El salto de la tecnología 4G a 5G, como todo incremento de generación, supone un cambio radical en la forma de manejar las redes móviles. Una de las estrategias para poder alcanzar las capacidades requeridas para el 5G, tanto en términos de ancho de banda como de latencia o cantidad de dispositivos conectados, es la densificación y multiplicación del número de celdas.
La forma tradicional de planificación de red en la que se realizan estudios previos para seleccionar la mejor ubicación de los puntos de acceso para dar cobertura a un número determinado de usuarios pierde, en parte, su razón de ser y se necesitan nuevas formas automatizadas para el despliegue de estaciones base que además puedan escalar su número a lo largo del tiempo para adaptarse a la demanda.
Si en lugar de recursos radio pensamos en recursos computacionales, las tecnologías de virtualización y cloud han permitido la automatización y asignación dinámica de recursos TI desde hace más de una década.
El laboratorio 5G
XoIA-5G, el laboratorio 5G de Gradiant aplica tecnologías de virtualización y cloud a las redes móviles, permitiendo el despliegue dinámico de redes 4G y 5G bajo demanda. De la misma forma en la que cualquiera puede solicitar máquinas virtuales o servicios de almacenamiento a Amazon, Google o Azure, investigadores y empresas pueden solicitar el despliegue de redes de acceso móvil 4G o 5G a Gradiant.
Una característica muy interesante del laboratorio es que parte de sus funcionalidades se basan en la integración de múltiples proyectos de código abierto, tanto para aplicaciones y servicios comunes como para funciones de red y radio especializadas. El sector Telco ha sido, tradicionalmente, un sector cerrado donde son habituales técnicas de dependencia del proveedor (en inglés vendor lock-in). Esto hace poco viable combinar hardware de distintos proveedores o que el cambio de proveedor resulte muy costoso para el cliente. La aplicación de estas técnicas ha sido posible debido a la dependencia de hardware especializado para el tratamiento de señales de radio y red. Sin embargo, la tecnología SDR (Software Defined Radio) y la tecnología SDN (Software Defined Networking), en combinación con lo que se conoce como Virtualización de Funciones de Red (NFV), nos permite utilizar servidores de propósito general para el despliegue y ejecución de funciones de red y radio.
El laboratorio 5G de Gradiant, a través de todas estas tecnologías, pone a disposición de empresas e investigadores una colección de servicios cloud para experimentar con redes móviles. Estos servicios pueden desplegarse en segundos mediante un click y permiten probar distintas implementaciones libres de núcleos de red, como puede ser el núcleo de srsepc, open5gs o free5gc.
También es posible el despliegue de redes de acceso radio como si se tratase de otro servicio cloud. En este caso, el despliegue debe contar con dispositivos radio programables que nos permitan seleccionar la forma en que se transmiten las señales radio. Los servidores del laboratorio 5G cuentan con una flota de radios definidas por software que los desarrolladores pueden solicitar de forma dinámica y cargar programas distintos según la tecnología de acceso seleccionada. Se puede solicitar, por ejemplo, el despliegue de celdas 5G (gNodeB) o 4G (eNodeB) a través de distintas implementaciones de código libre (OpenAirInterface o srsLTE).
Acceso y control remoto de smarthphones
Otra herramienta creada para el laboratorio 5G, es un sistema de acceso y control remoto de smartphones 4G y 5G. Esta herramienta permite a los experimentadores acceder remotamente a los dispositivos inteligentes que se encuentran en el rango de cobertura de las radios definidas por software. Esta herramienta combina un software para la visualización y control del smartphone a través de USB llamado scrcpy y un servidor de escritorio remoto.
Como hemos visto hasta ahora, los proyectos de código abierto y su comunidad nos han ayudado a proporcionar un laboratorio 5G a empresas e investigadores por lo que, desde Gradiant, hemos decidido poner nuestro granito de arena en la comunidad a través de nuestra adhesión a la “Linux Foundation” y la “LF Networking”, la colaboración activa en proyectos de código abierto o la publicación de las herramientas que utilizamos en el laboratorio. Es posible, a través de nuestra cuenta en github, acceder al repositorio de código del sistema de gestión de la flota de USRPs llamado ettus-device-plugin o la imagen Docker del sistema de control remoto de smartphones openverso/scrcpy.
En resumen, estamos presenciando un cambio de paradigma en el sector Telco en general, y en las redes móviles en particular, que pasa por la virtualización y gestión cloud de todos sus componentes con un fuerte apoyo en el código abierto. La misión de Gradiant es contribuir al dinamismo innovador, el crecimiento y la mejora competitiva del tejido empresarial gallego a través del desarrollo tecnológico y la innovación en el uso de las TIC, por lo que el laboratorio 5G es buena prueba de ello.
Autor: Carlos Giraldo Rodríguez, responsable técnico de Tecnologías Cloud-Native del Área de Sistemas Inteligentes de Gradiant.
Open-VERSO es una red de excelencia financiada por el Programa Cervera para Centros Tecnológicos, la apuesta nacional para desarrollar investigación orientada al mercado impulsada por el Ministerio de Ciencia e Innovación y el Centro de Desarrollo Tecnológico Industrial (CDTI).
