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Columnas de opinión

Evolución de la red de transporte para admitir servicios 5G avanzados

Por: Andrés Madero, CTO de la Infinera para America Latina y Caribe

[03/08/2021] La 5G es actualmente, sin duda un tema muy discutido en el sector de las telecomunicaciones y será el siguiente paso en un viaje que comenzó en 1979, cuando NTT lanzó el primer servicio inalámbrico comercial en Tokio. En los últimos 42 años, el mercado pasó de lo analógico a lo digital, de la voz a los datos y el video, y ahora de los humanos con dispositivos personales al Internet de las Cosas (IoT). Los consumidores finales tienden a ver principalmente los grandes pasos que se dan en una cadencia regular de una vez por década con cada nueva "G". Sin embargo, los de la industria saben que ha habido una innovación continua a lo largo de este período.

El 3GPP, que lidera las principales actividades de estandarización de 5G, ha producido un flujo constante de estándares desde la era 3G y ahora está trabajando en el Release 17, que llega a su etapa final de lanzamiento en junio del 2022. El Release 15, que se congeló en junio del 2019, fue el primer conjunto completo de estándares 5G, y esta versión contenía una primera entrega de la estandarización que permitía el despliegue de las redes 5G iniciales con nuevas radios 5G y en algunos casos, nuevas frecuencias, utilizando la especificación no independiente (NSA). La NSA utiliza la infraestructura de transporte 4G y el núcleo 4G existentes, lo que permite servicios iniciales de la fase 1 de la 5G basados en la banda ancha móvil mejorada (eMBB), que son esencialmente versiones más rápidas de los servicios 4G existentes.

Las capacidades de las versiones 15 y 16, como el núcleo 5G independiente (SA), posibilitan a los operadores expandirse más allá de los servicios basados en eMBB y llegar a los muy discutidos tipos adicionales de la fase 2 que la 5G promete habilitar, como los basados en comunicaciones ultra confiables de baja latencia (URLLC). Hay grandes expectativas para estos servicios de la fase 2, con mucha publicidad en torno a los juegos de realidad aumentada y virtual de baja latencia, la cirugía remota y la telemedicina, la automatización industrial y los vehículos automatizados compatibles con 5G. En cuanto a cuáles de estas ideas llegan a la realidad comercial y el despliegue por completo, y cuáles resultan ser aplicaciones fabulosas o no, solo el tiempo lo dirá.

¿Dónde está la industria con los despliegues de 5G?

En el momento de escribir este artículo, hay 168 operadores de red en todo el mundo con redes 5G desplegadas, según el mapa 5G de Ookla. Las actualizaciones de 5G SA comenzaron a enviarse a mediados del 2020, y los analistas de la industria que hacen un seguimiento de los despliegues de 5G SA muestran que, a partir del primer trimestre del 2021, cuatro de estos 168 operadores ya han comenzado a ejecutar redes SA en vivo. Evidentemente, el mercado está en las primeras etapas de los despliegues de 5G SA, pero se prevé que el número de operadores que ejecutan 5G SA comenzará a aumentar significativamente durante el 2021 y el 2022.

Además, a medida que se preparan para estos servicios 5G más avanzados, los operadores de red están expandiendo agresivamente sus huellas 5G RAN a través de la adición de antenas 5G a las macrocélulas 4G existentes y la adición de nuevas células pequeñas 5G para ampliar la cobertura de los servicios eMBB iniciales de la fase 1.

La mayoría de los lectores ya saben que la 5G requiere la nueva arquitectura xHaul con dominios front-/mid-/backhaul, lo que representa un cambio expresivo con respecto a las redes predominantemente de backhaul utilizadas en 4G. Como la mayoría de los operadores de redes todavía utilizan 5G NSA con las redes de transporte 4G existentes, la mayoría está en el proceso de determinar qué combinación de estos dominios necesitan inicialmente y con el tiempo a medida que migran a los servicios 5G SA y fase 2. Ellos también están planeando arquitecturas de computación de borde multiacceso (MEC) y de corte de red de extremo a extremo (RAN, transporte y núcleo). El verdadero desafío aquí para ellos es la gestión de las ubicaciones de MEC y los segmentos de la red de transporte como parte de una red extremo a extremo más amplia.  Esto requiere un entorno avanzado de control de red multidominio, hacia el que la mayoría de los operadores están trabajando ahora. Más allá del cambio a estas nuevas arquitecturas, hay otras nuevas tendencias en el ámbito de las redes ópticas que están cambiando la forma en que se construyen las redes de transporte móvil.

El movimiento de apertura

Las organizaciones de la industria como el Telecom Infra Project (TIP) y Open ROADM están impulsando un movimiento hacia redes abiertas desagregadas, que rompen el enfoque tradicional de un solo proveedor para un dominio de red y a dividen en bloques funcionales, que pueden utilizar el mejor enfoque de múltiples proveedores.

Dentro de las redes de transporte móvil, el TIP está impulsando la desagregación en la capa IP, desagregando las funciones clásicas de los routers, como el de la puerta de gateway del sitio celular, en el gateway desagregado para sitios de celda (DCSG). El DCSG divide al router en un hardware de caja blanca abierta y un software del sistema operativo de red. Las implementaciones de DCSG ya están en marcha, con pruebas de red en vivo y despliegues de red iniciales en los principales operadores móviles de todo el mundo.

Obtener el rendimiento subyacente adecuado

Además de los nuevos cambios arquitectónicos con xHaul, segmentación y MEC, los operadores de red se están centrando en garantizar que la red óptica subyacente esté preparada para las demandas de alto rendimiento de 5G, como los requisitos de sincronización más estrictos, el funcionamiento de menor latencia y las mayores demandas de capacidad.

La sincronización vuelve a ser un tema candente, ya que los requisitos de la 5G están impulsando un rediseño de las redes de distribución de la sincronización para alcanzar los niveles de precisión de nanosegundos requeridos. En paralelo, se observa una tendencia a no depender totalmente de la sincronización basada en satélites en favor de la sincronización basada en la red o un híbrido de ambos.

Se prevé que 5G impulse un crecimiento significativo del ancho de banda a través del aumento del uso de datos por usuario y la proliferación de "usuarios", con la comunicación de máquina a máquina de IoT. En consecuencia, algunos operadores móviles están evaluando arquitecturas avanzadas, incluido el uso de ópticas punto a multipunto, como se muestra en la Figura 1, que pueden aumentar de manera significativa e incremental el ancho de banda para cada sitio celular al tiempo que reducen drásticamente los costos de la red.

Figura 1: Óptica punto a multipunto acción.
Redes 5G, Infinera

Resumen

La red de transporte óptico siempre ha desempeñado un papel clave en el apoyo a las redes móviles, y el paso a la 5G aumenta enormemente la importancia de la red de transporte en el rendimiento general de la red y los servicios de extremo a extremo. El paso a la 5G está impulsando cambios importantes en la red de transporte, con nuevas arquitecturas, mayores demandas de rendimiento y nuevos enfoques que impulsarán una innovación más rápida en la red. Todavía estamos en las primeras etapas de esta migración, con cambios considerables en los próximos años a medida que las ofertas de servicios 5G comienzan a expandirse a nuevos servicios de Fase 2.