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H2020

iCIRRUS — Resultado resumido

Project ID: 644526
Financiado con arreglo a: H2020-EU.2.1.1.3.
País: Reino Unido
Dominio: Economía digital

Red «fronthaul» para 5G

Las redes «fronthaul» son el enlace entre los elementos de las redes de radio distribuidas, pero todavía son muy lentas y no son viables para 5G. Un equipo de la UE estudió el modo de conseguir que funcionasen.
Red «fronthaul» para 5G
Tal como el almacenamiento de datos informáticos está centrado en la cuestión de la nube (dispositivos remotos integrados), lo mismo ocurre con las comunicaciones en red. Una red de acceso radio mantiene las funciones clave (digital, procesamiento y banda base) en una ubicación central y el equipamiento de radio (antenas y amplificadores) en otra.

En este tipo de red, el procesamiento de alto rendimiento permite virtualizar las funciones clave. Si hay varias emisoras base que necesitan una determinada función, esta se puede poner en línea según las necesidades. Estas redes permiten ahorrar gastos y adquirirán cada vez más importancia en entornos urbanos. Pero, antes de eso, necesitan una red «fronthaul» rápida, eficiente y económica.

El problema de la velocidad

Una red «fronthaul» es la que conecta las unidades de banda base centralizadas con las unidades de radio remotas. Las redes «fronthaul» actuales son demasiado lentas. Un sistema 4G de ocho antenas requiere unas velocidades de red «fronthaul» de 5 Gb/s, pero los sistemas 4G avanzados necesitarán más antenas y velocidades de alrededor de 1 Tb/s. Los nuevos sistemas 5G requerirán velocidades incluso mayores que serán difíciles de alcanzar. Las redes «fronthaul» actuales tampoco permiten mejorar la eficiencia (multiplexación estadística) cuando ciertas antenas tengan más usuarios y otras tengan menos.

Una posible solución es la denominada división funcional, que permite la transferencia de algunas funciones previamente centralizadas a las unidades remotas, reduciendo así las velocidades de red necesarias. Esos sistemas también son más flexibles y eficientes.

El proyecto iCIRRUS, financiado con fondos europeos, investigó las divisiones funcionales, incluyendo los posibles puntos de división. El equipo demostró las oportunidades y los retos asociados a la adopción de la tecnología Ethernet en las partes de red «fronthaul» de las redes de telefonía móvil 4G y 5G avanzadas. El trabajo se centró en los desafíos relacionados con el carácter basado en paquetes de Ethernet y los retrasos en el funcionamiento del modo de paquetes (p. ej. el almacenamiento temporal y la contención de puertos).

La importancia de las divisiones funcionales

En pocas palabras, los investigadores lograron utilizar la red de prueba 4G de un operador en una red Ethernet, bajo diferentes condiciones técnicas. Otros puntos notables incluyeron la utilización satisfactoria de una red 4G basada en software, el transporte de señales listas para 5G y la demostración de los nodos de agregación de Ethernet.

«Esto significa que hemos reconocido y demostrado la importancia de las divisiones funcionales», afirma el responsable del proyecto, el profesor Nathan Gomes. «Son muy importantes en ciertas situaciones, por ejemplo, para diversas técnicas de radio».

El principal logro del equipo fue la creación de unidades para direccionar redes Ethernet, que procesan datos de diversas divisiones funcionales en paquetes de Ethernet. Este avance contribuye a demostrar el potencial de las redes «fronthaul» para funcionar por Ethernet. Otro resultado fue el desarrollo de una técnica de código propietario de relleno de lagunas (FUSION) que se comprobó en una red «fronthaul» por Ethernet de 100 GB/s. El proyecto marcó asimismo otros hitos muy técnicos, aunque importantes.

«Nuestros estudios sobre la extracción de parámetros de rendimiento mediante sondas Ethernet en línea fue el primero realizado en una red "fronthaul"», añade el profesor Gomes. «Este trabajo ha demostrado tener potencial, pero todavía debemos seguir avanzando para validar las técnicas propuestas». En particular, las señales del proyecto no estaban conectadas a una red 5G completa y sería importante realizar comprobaciones en dicho tipo de red.

Los avances del proyecto se aplicarán a redes de extremo a extremo y a la optimización de división de redes. En el futuro, la capacidad de supervisar y optimizar la red «fronthaul» será importante para redes virtualizadas y definidas por software.

La principal repercusión del trabajo será sobre la nueva red «fronthaul». Como resultado del trabajo preliminar recogido en iCIRRUS, las redes «fronthaul» del futuro se basarán en cierto modo en Ethernet, pero también serán fácilmente optimizables y más rápidas.

Otros proyectos financiados con fondos europeos, incluyendo 5G-PICTURE, proseguirán con el trabajo iniciado por iCIRRUS.

Palabras clave

iCIRRUS, fronthaul, Ethernet, 5G, división funcional, acceso a la radio en la nube
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