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14 de febrero de 2018

5G: una arquitectura orientada a los servicios, que impulsa la transformación digital

5G: una arquitectura orientada a los servicios, que impulsa la transformación digital

5G: una arquitectura orientada a los servicios, que impulsa la transformación digital

Escrito por , 14/02/2018

Llevamos tiempo oyendo hablar de 5G como concepto; hoy quiero centrarme en 5G: una arquitectura orientada a los servicios. Es un gran paso el proyecto “Ciudades tecnológicas 5G” que Telefónica acometerá en Segovia y Talavera de la Reina, en colaboración con Nokia y Ericsson, ya que hará realidad esta promesa de futuro y convertirá a ambas ciudades en un laboratorio vivo de las capacidades de 5G al servicio de las personas y del desarrollo de los distintos sectores.

Podremos ver propuestas pioneras: desde las primeras capacidades de la quinta generación móvil hasta el despliegue de la nueva red y el desarrollo de novedosos casos de uso como aplicaciones para el coche conectado y la mejora de la seguridad y de la gestión del tráfico, en colaboración con SEAT y FICOSA, servicios turísticos con realidad virtual y aumentada, automatización y digitalización de los procesos industriales, masificación del Internet de las cosas, acceso fijo radio en entornos rurales, gestión remota de procesos críticos, telemedicina, gaming en movilidad o control remoto de drones.

Sin duda, la tecnología 5G va a suponer un enorme empujón hacia la consolidación de la revolución digital y el aprovechamiento de sus oportunidades, así como un impacto formidable en la experiencia de los usuarios. En la medida en que va a suponer novedades en nuestros hábitos, transformará nuestras ciudades y afectará a la economía, quiero profundizar en este post en ella.

A mi juicio, la gran novedad de esta nueva generación de redes móviles cuya primera fase de despliegue se prevé para inicios de 2020 es que aborda la comunicación basada en servicios, en lugar de en prestaciones tecnológicas como el ancho de banda o la velocidad. Se puede decir que 5G aborda la red móvil con una “customización” en función del servicio para cada tipo de usuario/sesión, y optimiza los recursos como nunca antes se había hecho.

Esto supondrá nuevas prestaciones para los usuarios finales como comunicación masiva de dispositivos, reducción de respuesta hasta el milisegundo o el aumento significativo de velocidades de descarga, lo que hará posible incluso streaming de vídeo 4K en movimiento.

Esta nueva arquitectura permitirá hacer cosas que en las redes actuales no son viables. Por ejemplo, si se define un trozo de red para IoT podría aplicar los criterios de control de potencia adecuados para la durabilidad de baterías, así como las latencias necesarias, servicio de localización o informes de los elementos de la red que se desee. Así, en una misma célula puede haber equipos de usuario en distintos trozos de la red con criterios totalmente diferentes según los servicios que estén utilizando, lo que permite una mejor adjudicación de los recursos y que no haya saturación. Es lo que se denomina el network slicing, la segmentación o “rebanado” de la red 5G, que permitirá a los operadores gestionar varias redes virtuales sobre una única infraestructura de red física.

Actualmente cuando se quiere delimitar que haya un grupo de usuarios con recursos reservados en una zona concreta es necesario planificar un acceso privado, como es el caso de las redes LTE privadas, en las que para garantizarlo incluso se reserva espectro (frecuencias dedicadas). En 5G, en cambio, con el método de “customización” esto será viable sin necesidad de diseñar redes privadas gracias a la virtualización de redes privadas en la nueva red, que mencionaba.

Respecto a cómo se realizará esta “customización”, habrá dos maneras principales: una basada en la red física (mejoras en el uso de los elementos físicos de red) y otra basada en las redes lógicas (configuración de red).

En el segundo caso, la idea es “partir” la red en trozos (en cuanto a su configuración), de manera que cada uno de ellos tenga una serie de características adaptadas a un tipo de servicio que el usuario puede utilizar. Cada uno de esos trozos está determinado por tres ejes:

  • Prestaciones tecnológicas
  • Características de control (para el acceso de usuario)
  • Tipos de servicios que se implementan/mapean

Una particularidad que ofrece esto es la facilidad de que cada equipo de usuario pueda acceder a distintas trozos de red, que pueden o no compartir recursos. Es decir, un mismo equipo de usuario (persona, máquina o terminal con permisos de uso de red) se puede encontrar consumiendo diferentes servicios, uno en cada trozo. Sin embargo existen elementos comunes entre ellos que pueden compartirse, de manera que se eliminen duplicidades en cuanto a nodos de red (ejemplo: nodo de gestión de movilidad o de perfil de usuario).

Desde el punto de vista físico, y en consonancia con lo anterior, se quiere dotar de mayor capacidad a las celdas de red para poder traducir esa configuración lógica al mundo real. Para ello se propone la idea de Massive MIMO cuya principal ventaja sobre una red normal es que puede multiplicar la capacidad de una conexión inalámbrica sin requerir más espectro, de forma que se consigue un aumento de la capacidad de la celda.

Otra de las grandes ventajas asociadas a 5G es la reducción de latencias, que se produce gracias a la continuidad del servicio. Para poder dar continuidad a un equipo de usuario entre zonas o incluso entre redes de distintos proveedores se implementan mecanismos como nodos en la red que recogen las autorizaciones de acceso, perfiles, políticas e incluso mantengan los contextos de los usuarios.

En el paso de cobertura de una zona a otra de subredes hay tres modos de continuidad de servicio:

– Se mantiene la IP al cambiar de estación base

– Se cambia la IP al realizarse el cambio de celda (break-before-make)

Se produce el cambio de celda y se mantiene la misma IP mientras se genera una nueva y se produce el cambio de IP al estar conectado el equipo de usuario en la segunda estación base (make-before-break)

La nueva arquitectura 5G favorecerá la interconexión y por lo tanto la comunicación de sistemas que actualmente se encuentran aislados entre sí. Permitirá cualquier  acceso, tanto si está como si no en la norma 3GPP (WLAN, red fija e incluso satélites, non-terrestrial-networks y high altitude platforms.)

El hecho de que el núcleo de red comparta distintas redes de acceso puede tener alguna complicación, eso sí, que habrá que contemplar y resolver. Por ejemplo, si se accede desde una red que no implemente todos los mecanismos de 3GPP podría haber problemas para ejercer el control total que permite una “customización” y hay que prever mecanismos de seguridad importantes para evitar que estas capas de acceso ajenas puedan atacar el servicio de red.

Por otro lado, con big data también se podrá acceder a muchas fuentes de información diferentes que generarán gran cantidad y variedad de datos para hacer los sistemas más inteligentes. Un ejemplo podría ser la categorización de usos de red en diferentes tramos horarios para realizar predicciones en la provisión de recursos en red o la identificación de patrones de comportamiento de usuario, de tal manera que la red sea capaz de anticipar qué servicio va a usar y adelantarse a conectarlo a una u otra slice en función de esto.

Imagen: ThoreauDown

Sobre el autor

Ignacio Arias Barra

Ignacio Arias Barra

Ingeniero de Telecomunicaciones y Máster en Data Science. Trabajo en Telefónica en Ingeniería especialista de comunicaciones unificadas (voz fija y móvil). Me apasiona la tecnología, soy un firme convencido de la formación continua y disfruto con las nuevas experiencias y el deporte
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