El proyecto 5G-Picture (5G Programmable Infrastructure Converging disaggregated neTwork and compUte REsources), financiado en el marco del programa europeo Horizonte 2020 con 7.997.250 euros y coordinado por el instituto de investigación alemán Innovations for High Performance Microelectronics, ha publicado sus resultados finales tras 36 meses de trabajo. Entre otras cosas, el consorcio a cargo de la iniciativa ha realizado con éxito una demostración de ciudad inteligente en Bristol (Reino Unido).
Las redes 5G desempeñan un papel fundamental en el desarrollo de otras tecnologías para cambiar la forma en la que se prestan los servicios. Este rol conlleva la necesidad de transformar las infraestructuras de red tradicionales, cerradas, estáticas y poco flexibles, en ecosistemas escalables, abiertos y flexibles que admitan nuevos tipos de conectividad, alta movilidad y nuevos servicios de misión crítica para operadores, proveedores e industrias verticales.
En este contexto, el proyecto europeo 5G-Picture dio comienzo en 2017 con el objetivo de diseñar y desarrollar una infraestructura de transporte 5G abierta, que pudiera integrar una serie de sistemas diferentes con un mejor rendimiento, eficiencia energética, flexibilidad y densidad. Hasta su término en 2020, la iniciativa ha seguido los principios genéricos del diseño 5G al ofrecer distintos servicios operativos verticales al usuario final, que se han facilitado mediante una solución de plano de datos de transporte programable que integra tecnologías de redes inalámbricas, ópticas y de paquetes.
Cambio de paradigma
Según la responsable técnica del proyecto, Anna Tzanakaki, «5G-Picture propuso un cambio de paradigma del concepto tradicional de red de acceso por radio distribuida (D-RAN, por sus siglas en inglés) y la reciente red de acceso por radio centralizada (C-RAN, por sus siglas en inglés), al enfoque de red de acceso por radio desagregada (DA-RAN)», facilitando así la migración del modelo tradicional a una plataforma de referencia abierta.
Para validar las capacidades de esta tecnología, el proyecto 5G-Picture ha demostrado servicios convergentes de fronthaul -la conexión basada en fibra óptica en la infraestructura de una red RAN que se establece entre la unidad de banda base (BBU) y el cabezal de radio remoto (RRH)- y backhaul o red de retorno -que comprende los enlaces intermedios entre la red central o backbone network y las subredes en el extremo de la red- en un entorno de ciudad inteligente, en un banco de pruebas de ferrocarriles 5G y en un estadio con una alta densidad de usuarios.
Demostración de ciudad inteligente en Bristol
El consorcio de 5G-Picture ha realizado con éxito una demostración de ciudad inteligente en Bristol, donde se presentó un sistema de interfaces inalámbricas/con cable altamente configurable, integrado en una única solución de transporte en la plaza Millennium Square.
Se ha utilizado la red de prueba Univbris con el objetivo de demostrar la capacidad multiusuario de la capa de transporte desagregada del proyecto, así como su capacidad de cumplir con los requerimientos de desempeño de los servicios 5G que están por venir.
En concreto, se ejecutaron con resultados positivos dos casos de uso para usuarios finales con el apoyo de las tecnologías 5G. Por un lado, se desplegó en Millennium Square un sistema de monitorización con sensores de vídeo y audio, destinado a usos relacionados con la seguridad pública de las smart cities. El procesamiento de los datos es posible mediante machine learning, pues permite detectar actividades sospechosas en la zona y alertar al departamento de seguridad para que los agentes actúen en consecuencia.
Por otro lado, se celebró un evento musical mediante realidad virtual, en el que se demostró la comunicación sincrónica. La artista condujo la experiencia a través de su personaje holográfico, mientras que seis invitados con auriculares y cascos de realidad virtual pudieron disfrutar del evento e interactuar entre ellos mediante sus avatares virtuales.
Estadio Ashton Gate de Bristol y Ferrocarrils de la Generalitat de Cataluña
En el estadio Ashton Gate de Bristol se ha modernizado el diseño de la infraestructura de red existente. Los investigadores han mejorado la red para convertirla en una infraestructura 5G y han implantado un sistema operativo 5G propio en el entorno de la red de producción. «Este caso de uso ha abordado los temas 5G de una red programable, el trato diferenciado de las aplicaciones mediante slices o segmentos y la resiliencia del servicio empleando segmentos como en un escenario de un enlace de multiconectividad para wifi», explica Tzanakaki.
Asimismo, se ha realizado la demostración de un modelo de red 5G multiusuario para el Futuro Sistema de Comunicaciones Móviles Ferroviarias en la red activa de Ferrocarrils de la Generalitat de Cataluña (FGC) en Barcelona a fin de respaldar servicios críticos y comerciales.
Este caso de uso ha consistido en el desarrollo e integración de varias tecnologías como las ondas milimétricas, las redes ópticas pasivas y un servidor de movilidad. Se ha evaluado un flujo de vídeo de dos cámaras de vigilancia montadas en la parte frontal y trasera del techo del tren para demostrar un rendimiento moderado sensible a la latencia de transmisión durante las conmutaciones de enlaces inalámbricos.
Actividades de normalización
5G-Picture ha apoyado el desarrollo industrial en la Unión Europea al implicar a pequeñas y grandes industrias que han trabajado conjuntamente para establecer asociaciones europeas. De la misma manera, ha llevado a cabo actividades de normalización de la red convergente de transporte 5G fronthaul/backhaul y, en particular, para promover la solución desarrollada para los sistemas de comunicaciones ferroviarias de próxima generación y las redes ópticas pasivas.
«Las contribuciones individuales y conjuntas para las autoridades de normalización ofrecen una idea de la relevancia del proyecto, ya que permiten el desarrollo de nuevos productos y servicios», señala Eckhard Grass, coordinador de la iniciativa.
En definitiva, los investigadores del proyecto han desarrollado sistemas de red innovadores para mejorar la funcionalidad y flexibilidad de la infraestructura actual para impulsar la tecnología 5G, a la vez que se simplifica la gestión que conlleva. Así, estos sistemas podrán usarse en distintas configuraciones sin necesidad de ningún hardware o software específico por parte de los responsables de los sistemas.