5G: La softwarización de la red móvil

Mucho se ha escrito y hablado acerca de los nuevos servicios que se ofrecerán gracias a la tecnología 5G. Realidad virtual, automatización industrial, operaciones quirúrgicas a distancia, coches y drones autónomos o velocidades de transmisión equiparables a las de la fibra óptica son algunos de los ejemplos comúnmente empleados para relatar las posibilidades de la futura 5G. ¿Pero cuáles son las dificultades tecnológicas que supone la tecnología 5G desde el punto de vista del operador?

Las redes de comunicaciones móviles desarrolladas hasta 4G (incluida) fueron diseñadas como redes “one-fit-all”. Es decir, la misma red debía ser capaz de garantizar los requerimientos de distintos servicios (voz, video streaming, servicios de mensajería, etc). Esta decisión de diseño tiene aspectos positivos y aspectos negativos. En cuanto a los aspectos positivos, permite una gestión de la red relativamente sencilla. En cuanto a los aspectos negativos, las restricciones impuestas por cada uno de los servicios pueden llegar a ser contradictorias. Así, las aplicaciones que requieren bajas latencias exigen decisiones de diseño que pueden ser contradictorias con las aplicaciones que requieren, por ejemplo, conectividad masiva (gran número de nodos transmitiendo pequeñas cantidades de información de forma esporádica).

Además, el diseño de red realizado hasta 4G, caracterizado por su rigidez, conlleva lo que se ha denominado osificación de la red. Dicho de otro modo, a la falta de flexibilidad de la red para acomodar nuevos servicios con requerimientos de calidad dispares.

5G nace con el objetivo de dar servicio a casos de uso completamente diferentes. Los casos de uso definidos inicialmente por ETSI son:

  • Massive Machine-Type Communications (mMTC): permitir la conexión de grandes cantidades de dispositivos (hasta un millón de dispositivos por kilómetro cuadrado) transmitiendo pequeñas cantidades de tráfico.
  • Enhanced Mobile Broadband (eMBB): permitir conexiones con velocidades de pico de hasta 10 Gbps.
  • Ultra-Reliable Low Latency Communications (URLLC): permitir conexiones de alta fiabilidad y con retardos inferiores a 1 mseg.       
5G: La softwarización de la red de comunicaciones móviles
La softwarización del 5G permite crear de forma flexible redes virtuales sobre una única red física, también llamadas network slices.

Para conseguir ofrecer servicio a casos de uso tan dispares, la red debe ser lo suficientemente flexible como para provisionar el servicio en el momento, lugar y con las características requeridas. Dicha flexibilidad sólo es posible mediante la virtualización de la red física, entendiendo la virtualización como la representación software de los recursos hardware y software de la red. Los recursos virtualizados pueden ser tan diferentes como el espectro radio, la memoria, la capacidad computacional o incluso las funciones de red.

Esta softwarización (i.e. virtualización) permite crear de forma flexible redes virtuales sobre una única red física, también llamadas network slices. Gracias a la virtualización de elementos como, por ejemplo, las funciones de red, cada network slice puede ser creada para cumplir con los requerimientos específicos de un tipo de servicio, dando lugar a redes extremadamente flexibles.

Con ello, los operadores conseguirán flexibilidad (adaptabilidad a nuevos servicios), escalabilidad, posibilidad de mejoras constantes (upgrade), mejora de la compartición de redes (entre distintos operadores) o disminución de la inversión.

Para más información:

[1] I. Afolabi, T. Taleb, K. Samdanis, A. Ksentini and H. Flinck, «Network Slicing and Softwarization: A Survey on Principles, Enabling Technologies, and Solutions,» in IEEE Communications Surveys & Tutorials, vol. 20, no. 3, pp. 2429-2453, thirdquarter 2018. Disponible con suscripción en: https://ieeexplore.ieee.org/document/8320765

[2] Y. Zhang, «Network Function Virtualization: Concepts and Applicability in 5G Networks,» JohnWiley & Sons, Inc., 2018. Libro disponible en: https://www.wiley.com/en-us/Network+Function+Virtualization%3A+Concepts+and+Applicability+in+5G+Networks-p-9781119390602

Ferran Adelantado es subdirector de investigación de los Estudios de Informática, Multimedia y Telecomunicación de la UOC y Director de Programa de Doctorado en Tecnologías de la Información y Redes.

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