Unas fibras tejen su trama en la red inalámbrica 5G
Se estima que, de 2010 a 2020, el tráfico móvil se multiplicará por 1 000. Las redes 5G que gestionen este tsunami de datos móviles necesitarán soluciones «fronthaul» y «backhaul» que se ajusten a las necesidades de las nuevas redes de acceso radio y las redes básicas móviles para hacer frente a esta mayor carga de tráfico. Esta nueva tecnología móvil afectará de manera significativa tanto a la parte inalámbrica como a la cableada de la infraestructura de la red. En vista de este desafío, el proyecto financiado con fondos europeos 5G-XHaul propuso una solución de red convergente que integra unas tecnologías ópticas e inalámbricas novedosas para ofrecer servicios de transporte de extremo a extremo. «Existe una gran necesidad de contar con soluciones inalámbricas flexibles junto con unas interconexiones ópticas de muy alta capacidad para conseguir que las arquitecturas “backhaul” y “fronthaul” sean dinámicas. Sin embargo, hasta ahora, no ha habido consenso sobre cómo combinar de forma eficiente ambas tecnologías», señala el coordinador del proyecto, el profesor Eckhard Grass. Aprovechamiento de lo mejor de ambos mundos 5G-XHaul combina de manera eficiente las tecnologías ópticas y las inalámbricas y hace frente a los problemas críticos de interoperabilidad. La arquitectura propuesta se ajusta tanto a las redes de telefonía móvil actuales como a las 5G futuras, atendiendo a las necesidades de los usuarios finales y los servicios operativos. La arquitectura física de 5G-XHaul consta de una plataforma de red óptica híbrida que combina tanto elementos activos como pasivos. Para el «backhaul», los investigadores aplicaron una tecnología de multiplexación por división de longitud de onda (WDM, por sus siglas en inglés) que además admite la asignación de ancho de banda granular fina y elástica denominada red óptica de tiempo compartido (TSON, por sus siglas en inglés). Esta red óptica elástica es un ejemplo perfecto de solución basada en un marco dinámico compatible con distintos niveles de ancho de banda y requisitos de latencia introducidos por varios despliegues de redes de acceso radio. Para el «fronthaul», el equipo aplicó la WDM sobre una red óptica sin componentes activos (red óptica pasiva, PON por sus siglas en inglés). Esta solución WDM-PON basada en la sintonización autónoma de la longitud de onda efectuada de forma transparente lleva el tráfico «backhaul» y «fronthaul» móvil a través de distintas longitudes de onda. Asimismo, se instaló un amplio espectro de tecnologías de acceso radio para ampliar la red de fibra. Los investigadores se centraron en los sistemas masivos de múltiple entrada-múltiple salida (MIMO, por sus siglas en inglés) y en el espectro de ondas milimétricas, así como en tecnologías del espectro sub-6 GHz. Las tecnologías de ondas milimétricas emplean unas frecuencias portadoras más altas que las tecnologías 4G y wifi y, en el contexto de 5G-XHaul, eran complementarias para el «backhauling» de las celdas pequeñas al emplazamiento de la macrocelda. La virtualización es fundamental para la transición hacia la red 5G La red 5G necesitará virtualización tanto en el centro como en el borde de la red. La virtualización de la función de la red y las redes definidas por «software» (SDN, por sus siglas en inglés) suponen grandes pasos en esta dirección. El plano de control flexible de las SDN propuesto por 5G-XHaul permite que la infraestructura pueda dividirse en particiones de red, cada una de las cuales puede ser controlada de forma independiente por un operador distinto. Esta red controlada por SDN facilita la reconfiguración definida por «software» y flexible de todas las funciones de red, a la vez que prevé la demanda de tráfico en términos de espacio y tiempo. Para un control y gestión de la red más efectivos, los investigadores propusieron un mecanismo para reducir la señalización. «La arquitectura de las SDN de 5G-XHaul permite prestar servicios de conectividad de múltiples dominios de forma automática en redes de transporte 5G en cuestión de segundos», señala el doctor Daniel Camps, coordinador técnico de 5G-XHaul. Un ensayo de campo llevado a cabo en toda la ciudad de Bristol que integraba las novedosas tecnologías ópticas e inalámbricas de 5G-XHaul y era controlado por el plano de control de las SDN, mostró la arquitectura global del proyecto. La funcionalidad y el rendimiento de extremo a extremo de esta demostración sobre el terreno confirmaron la idoneidad de la solución de 5G-XHaul para la red 5G. Los resultados del proyecto son especialmente pertinentes para futuras redes que deban ser dinámicas y autogestionarse para acoger a miles de millones de dispositivos conectados. «Nuestra nueva solución de red puede conectar con flexibilidad celdas pequeñas con la red principal. Al explotar la movilidad de los usuarios, permite la asignación dinámica de los recursos de la red a puntos de acceso inalámbrico previstos y reales. Esta asignación dinámica satisface las necesidades de los usuarios», concluye el profesor Grass.
Palabras clave
5G-XHaul, 5G, inalámbrico, «backhaul», red óptica, «fronthaul», multiplexación por división de longitud de onda (WDM), red óptica pasiva (PON), redes definidas por «software» (SDN), ondas milimétricas, virtualización de la función de la red
