Tecnologías 6G: redes de conexión global, estable y segura en entornos hasta ahora inaccesibles
¿Quién no se ha quedado sin cobertura en su móvil? Todo el mundo ha tenido esta experiencia al alejarse de zonas urbanas, por ejemplo, cuando estamos en medio de la montaña. Esto ocurre porque nuestro móvil no encuentra ninguna estación base cerca a la que conectarse por radio, así que pierde la cobertura. El despliegue de una red celular implica la colocación de estas estaciones base en el terreno. En algunas zonas de difícil acceso esto no es posible, por ejemplo, en zonas montañosas o marítimas. También es muy habitual ver este escenario en situaciones de emergencia o de desastre natural en las que ha habido una caída de la red terrestre y no es posible desplegar una nueva de forma rápida. El nuevo estándar de comunicaciones móviles de sexta generación, 6G, busca dar solución a estas situaciones. Para ello, hace uso de lo que se conocen como redes no terrestres (NTN) y el concepto de Edge-Cloud Continuum. En este artículo vamos a contar en qué consisten estos sistemas y que aportarán al nuevo estándar 6G.
Satélites para permitir cobertura global
Las redes NTN se basan en la idea de ampliar la cobertura de la red terrestre mediante una plataforma no terrestre; lo más habitual es que sea con un satélite. Esto permitiría al usuario la posibilidad de disponer de cobertura global en su dispositivo, sin necesidad de tener una estación base cerca en tierra. Sin embargo, uno de los principales inconvenientes de este tipo de redes es el retardo originado por la distancia entre el satélite y la Tierra. Un satélite de órbita alta (denominado GEO o geoestacionario) ofrece una cobertura más amplia ya que debido a su altura, la superficie de la tierra que puede cubrir es más extensa. Sin embargo, la señal tardará más tiempo en recorrer la distancia entre el punto de comunicación en tierra y el satélite, lo que supondrá una penalización en el tiempo de respuesta.
En el otro extremo, los satélites de órbita baja (conocidos como satélites LEO) al estar más cercanos a la superficie terrestre tienen una cobertura menor pero los tiempos de respuesta también son menores.
Como punto intermedio, los satélites de órbita media (conocidos como satélites MEO) ofrecen una solución de compromiso entre retardo y cobertura. Es por esto por lo que en las redes NTN es importante identificar las necesidades de comunicación de las aplicaciones y, si está disponible, utilizar la infraestructura NTN que se mejor se ajuste.
Roaming, la gestión del movimiento del dispositivo entre una red y la otra
La integración de la red satelital en la arquitectura de red actual es un aspecto clave que se está investigando. Uno de los puntos de más interés es la gestión del movimiento del dispositivo entre una red y la otra. Este proceso se conoce como traspaso (roaming) y es lo que permite que la conexión de nuestro dispositivo se mantenga cuando cambiamos entre estaciones base a medida que nos movemos. Este procedimiento no es trivial en las redes NTN y es uno de los focos de investigación más interesantes en estos momentos. El objetivo es que un usuario pueda transitar entre las redes terrestres y satelital de forma transparente.
Edge-Cloud Continuum
En paralelo a las redes no terrestres, en 6GDIFERENTE también trabajamos con el concepto novedoso de Edge-Cloud Continuum. Se podría decir que el Cloud Computing ( o el Edge Computing son paradigmas que ya están integrados en nuestro día a día, pero lo que se busca con la continuidad es agregar los diferentes elementos de cada capa para formar una única arquitectura distribuida. Esto es, el Edge-Cloud Continuum es un concepto novedoso en el cual se describe una infraestructura conectada desde el edge hasta la nube, integrando dispositivos de computación de manera que el despliegue de aplicaciones y servicios se realice de aprovechando las capacidades de todo el continuo. Así, se pueden orquestar las diferentes cargas a través de la red ganando flexibilidad, eficiencia y rapidez respecto a un despliegue en cada capa de forma aislada.
La conexión de vehículos autónomos
En este sentido, la continuidad de recursos entre el Edge y el Cloud juega un papel clave en las redes NTN. Al integrar las estaciones bases satelitales con los recursos disponibles en el Edge-Cloud Continuum, se consigue que el usuario acceda a aplicaciones o el procesamiento de la información de forma ubicua y transparente. Asimismo, no sufre ningún tipo de penalización: ni en conectividad ni en la ejecución de tareas.
Por ejemplo, imaginemos un vehículo autónomo que circula por una carretera conectado a una red 6G y se comunica con el Edge más cercano para realizar procesado crítico de datos para la circulación. En el continuo, este procesado migrará entre los diferentes centros de la periferia para asegurar que el vehículo no supone un riesgo para la circulación… Pero, ¿y si entramos en una zona sin cobertura terrestre y la conectividad del vehículo se sustituye por una red satelital? Gracias al Edge-Cloud Continuum, podríamos migrar las cargas al entorno de infraestructura más cercano a la estación base satelital y, al mismo tiempo, mantener en función de la latencia entre satélite-estación base, las necesidades del vehículo.
En resumen, la unión de las redes NTNs con el concepto novedoso del Edge-Cloud Continuum proporciona un entorno inteligente, adaptable y conectado en el que gestionar los recursos de manera transparente. Con ello, hace viable la visión de una cobertura universal bajo una red de redes que se investiga bajo el amparo de las redes 6G.
En el proyecto 6GDIFERENTE trabajamos sobre las implicaciones y retos de combinar ambas tecnologías. En esta iniciativa estatal, apoyamos las investigaciones de cada línea al implementar un caso de uso de movilidad en el que el usuario experimente estos cambios entre redes terrestres y no terrestres.
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