La explosión de 5G
La tecnología 5G trae un cambio dramático en la industria de la comunicación.
Hay dos fases principales de 5G, no independiente (NSA) e independiente (SA). 5G NSA usa una radio 5G, mientras depende de la misma red central que se usa para 4G (con algunas actualizaciones menores). 5G SA presenta una nueva red central. Mientras que 4G está basado en hardware, la nueva arquitectura basada en servicios (SBA) para 5G está completamente en contenedores y es nativa de la nube y ofrece múltiples beneficios, como:
- Eficiencia y rentabilidad
- Procesos automatizados integrados (como capacidades de autoescalado y autorreparación)
- Dinamismo (puede lanzar segmentos de red bajo demanda)
En la actualidad, hay al menos 27 redes en ocho territorios1 que tienen redes centrales nativas de la nube 5G SA públicas en pleno funcionamiento. Las áreas centrales que 5G permitirá que florezcan son las tecnologías de persona a persona, de persona a máquina y de máquina a máquina:
Banda ancha móvil mejorada (eMBB): al proporcionar velocidades de datos más altas y una mejor cobertura para dispositivos que permiten videollamadas y reuniones virtuales, las redes 5G algún día ofrecerán velocidades máximas de datos de hasta 10 Gbps. Hasta ahora, Verizon 5G Home ha demostrado velocidades de enlace descendente de 600 a 800 Mbps y enlace ascendente de 250 Mbps en pruebas de terceros. Cuando se trata de volumen de datos, el estándar 5G está diseñado para soportar hasta 10 TB/s/km².
Comunicaciones de tipo de máquina masiva (mMTC): admite una gran cantidad de dispositivos IoT en un área pequeña, por lo tanto, (densidad de dispositivo), creando capacidades de ancho de banda que pueden manejar millones de dispositivos para conectarse a la red en un momento dado. Por ejemplo, 5G debería poder transportar más de 1000 veces la cantidad de dispositivos por metro que 4G. Eso es más de un millón de dispositivos por kilómetro cuadrado.
Esto incluirá dispositivos portátiles como relojes, redes sociales (usuarios que hacen que sus videos y plataformas funcionen a las velocidades esperadas por los operadores), hogares inteligentes, ciudades inteligentes, monitoreo de atención médica, vehículo a infraestructura y automatización industrial.
Se ha dicho que “en comparación con el 4G y 4.5G de hoy (también conocido como LTE avanzado, LTE-A, LTE+ o 4G+),… más allá de las mejoras en la velocidad de datos, los nuevos casos de uso de comunicaciones críticas e IoT requerirán un nuevo nivel de rendimiento mejorado”.
Comunicaciones ultra confiables de baja latencia (URLLC): que mejorarán la seguridad pública, la cirugía remota, las comunicaciones de vehículo a peatón, de vehículo a vehículo y de vehículo a cualquier cosa. Esto requiere que los operadores construyan sus redes con latencias cada vez más bajas para aumentar la confiabilidad de la comunicación y evitar accidentes. La latencia en el mundo de las telecomunicaciones es el tiempo que tarda la información o los datos en enviarse desde el dispositivo A a la red y desde la red al dispositivo. Actualmente, 4G tiene una latencia de 200 milisegundos. Si bien es impresionante, 5G llega en un asombroso milisegundo.
Transición a un núcleo 5G nativo de la nube
• Para comprender qué hace que la transición a una red controlada por software sea revolucionaria, es necesario comprender los atributos centrales que la definen. Dado que es una arquitectura totalmente nativa de la nube, presenta las siguientes ventajas:
• Se aleja de las interfaces de protocolo de estilo de telecomunicaciones tradicionales para permitir que las funciones se comuniquen entre sí y compartan datos utilizando un modelo de servicios web distribuidos a través de API basadas en RESTful a través de HTTP/2. Esto facilitará que un operador agregue, elimine o modifique funciones de red de una ruta de procesamiento de red (agilidad funcional) y cree nuevas rutas de servicio específicas del servicio a pedido (agilidad del servicio).
• Multiusuario: poder utilizar el mismo recurso informático para varios usuarios. Esto no solo es más eficiente sino también mucho más rentable. El corte de red es un caso de uso de este tipo, que es la partición lógica de una red física en redes móviles virtuales independientes.
• Control y separación del plano de usuario (CUPS): introducido por primera vez en la versión 14 y desarrollado en 3GPP, se agregó la versión 15 Control y separación del plano de usuario (CUPS) para admitir una arquitectura distribuida más flexible, con implementaciones tanto centralizadas como perimetrales que serán esencial para 5G. Esto crea una red más eficiente pero crea desafíos para monitorear la experiencia del cliente.
• Escalabilidad: dado que las funciones de red están completamente virtualizadas, tiene un potencial de escala casi infinito en términos de la cantidad de datos, almacenamiento o recursos de memoria que puede usar para su red y servicios. La garantía debe ser parte de este entorno nativo de la nube para escalar junto con la red.
• Flexibilidad: la velocidad y la agilidad son, sin duda, un gran beneficio de la infraestructura de red nativa de la nube. Ya sea que necesite reparar elementos, crear actualizaciones o implementar nuevos servicios, ahora esto lleva algunas horas o días, en lugar de meses o años.
• Eficiencia: al no necesitar construir y mantener redes de transmisión física, el costo de implementar, ejecutar y mantener el software nativo de la nube es mucho más económico y puede ser realizado por equipos de ingeniería más eficientes.
Es importante tener en cuenta que la infraestructura RAN también se está virtualizando con el desarrollo Open RAN (O-RAN). Proporciona un ecosistema ampliado, menores costos de equipo y un mejor rendimiento de la red. Para brindar un buen equilibrio entre cobertura y velocidad, 5G RAN utilizará frecuencias de banda baja, media y alta. Desarrollar una plataforma O-RAN virtualizada es mucho más complejo que desarrollar la red 5G.
Desafíos de implementación de 5G
La arquitectura de la red 5G es más compleja que la 4G, con más funciones de red, flujos de llamadas complejos y cientos de mensajes/paquetes diferentes. Los datos iniciales indican que la solución de problemas de 5G es aproximadamente de 3 a 5 veces más complicada que en las redes 4G o 3G heredadas. Sin embargo, las redes 5G independientes que son nativas de la nube son más dinámicas que las redes puramente físicas, lo que hace posible que múltiples funciones virtualizadas cambien sobre la marcha, lo que puede ser un desafío.
Otros desafíos que rodean la transición a 5G incluyen:
• Obtener visibilidad en múltiples dominios de red y administrar servicios como VoLTE y EPS alternativos que abarcan tanto 4G (física) como 5G (redes en la nube)
• La implementación de nueva tecnología totalmente nueva en la RAN y el núcleo requiere visibilidad de extremo a extremo y capacidades avanzadas de solución de problemas para garantizar el rendimiento y la calidad del servicio.
• Las generaciones anteriores de redes móviles se diseñaron específicamente para brindar comunicaciones, servicios de datos como mensajería o banda ancha móvil. 5G permitirá una gran diversidad de servicios que deberán ser monitoreados en tiempo real
• La transición a la nueva tecnología debe ser transparente para los suscriptores de los operadores y brindar excelentes experiencias a los clientes para garantizar el éxito y generar lealtad a la marca
• Control y separación del plano de usuario (CUPS) ofrece a los operadores desafíos para comprender lo que sucede en su red a nivel de suscriptor y poder solucionar problemas.
• Muchos operadores están utilizando proveedores de nube a gran escala como Amazon, Google y Microsoft y necesitan administrar múltiples dominios de nube
• El cifrado y la compresión de encabezado implementados en 5G significan que existen desafíos para obtener visibilidad de la experiencia del cliente y la calidad del servicio.
En nuestra próxima edición, discutiremos una solución a algunos de estos desafíos.
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*Este blog ha sido traducido de la versión original en inglés que se puede encontrar aquí
1 5G Standalone, June 2022, GSA
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