Las mayores capacidades de la red, junto con la llegada de nuevas funcionalidades, han permitido que en los últimos años esta evolucione de una red 5G NSA (Non Stand Alone) a una red 5G SA (Stand Alone).
El primer 5G
5G NSA fue la primera arquitectura 5G estandarizada por el 3GPP, basada en el despliegue de estaciones radio 5G controladas por el núcleo de la red 4G existente. Esta configuración 5G NSA fue diseñada para desplegar los primeros servicios 5G, sin embargo, las altas prestaciones y variedad de servicios simultáneos marcados por la ITU para las redes 5G en sus documentos IMT-2020, solo son posibles realizando importantes mejoras en la red, tanto a nivel de acceso radio, como de núcleo de red. En este sentido, la configuración 5G SA ya incorpora un nuevo núcleo de red 5G, en el que deja de ser necesaria una conexión 4G para la gestión de la señalización y donde las funciones de red ya están completamente virtualizadas. Esto permite automatizar su gestión y desplegar servicios y recursos de forma escalable y eficiente, para así poder ofrecer las funcionalidades avanzadas 5G que permitirán el despliegue comercial de nuevos casos de uso.
Una de las principales novedades de la red 5G SA, es la segmentación de red, también conocida como Network Slicing. Cuando hablamos de Network Slicing nos referimos a la arquitectura de la red extremo a extremo (E2E) que permite crear sobre una misma infraestructura física común varias redes virtuales personalizadas. Esto permite a los diferentes operadores ofrecer redes como servicio (Network as a Service) a clientes y empresas.
Es cierto que, a día de hoy, ya existen algunas soluciones basadas en redes 5G NSA, o incluso LTE, que permiten la asignación de recursos de red mediante el uso de identificadores, tales como la partición de recursos (RRP), calidad de servicio (QoS), red móvil terrestre pública (PLMN), etc. Sin embargo, cabe destacar que, el potencial del Network Slicing, multiplica las posibilidades de flexibilización del uso de la infraestructura y de la asignación de recursos respecto a estas soluciones, al tratarse de un concepto exclusivo de las redes 5G SA.
Los servicios
En líneas generales, dentro del concepto Network Slicing, cada red virtual (slice) engloba un conjunto independiente de funciones lógicas de red que soportan los requerimientos dispuestos por una aplicación o servicio específico. Esta funcionalidad se ha estandarizado en el 3GPP como una de las funcionalidades básicas de las redes 5G SA, donde se han definido cuatro tipos de servicios clave:
- Enhanced Mobile Broadband (eMBB). Se trata de los servicios de banda ancha móvil mejorada relacionados con la experiencia de usuario, permitiendo, por ejemplo, ofrecer contenidos en ultra alta definición (UHD), aplicaciones de realidad virtual (VR) y experiencias de realidad aumentada (AR). Actualmente esta es la única slice que se soporta en red y para la que actualmente existen terminales móviles.
- Ultra Reliable Low Latency Communications (uRLLC). Son comunicaciones de gran fiabilidad y de baja latencia. Permiten conexiones de muy baja latencia y aumentan la disponibilidad de la red hasta el 99,99% del tiempo, permitiendo comunicaciones sin cortes con terminales moviéndose hasta velocidades de 500 km/h.
- Massive Machine Type Communication (mMTC). Las comunicaciones mMTC ofrecen conectividad orientada al internet de las cosas (IoT) e incrementarán la capacidad para soportar una mayor densidad de dispositivos conectados. Se trata de la evolución del actual NB-IoT y LTE-M.
- Vehicle to everything (V2X). Movilidad conectada, actualmente se encuentra en fase de estandarización.
Definición
Una slice de red 5G SA se define mediante el identificador S-NSSAI (Single Network Slice Selection Assistance Information). El S-NSSAI está compuesto por el SST (Slice Service Type), y por el campo SD (Slice Differentiator).
El campo SST indica el tipo de servicio de la slice y se encuentra estandarizado en el 3GPP en función del servicio al que corresponda:
- SST 1 para servicios eMBB
- SST 2 para servicios uRLLC.
- SST 3 para servicios mMTC.
- SST 4 para servicios V2X.
El campo SD, sirve para identificar las diferentes slices de red que pertenecen al mismo tipo de servicio.
El hecho de que el identificador S-NSSAI se defina transversalmente en todos los planos de red, permite que el concepto de slicing funcione desde la fase de establecimiento de la conexión hasta que se finaliza la transmisión de los datos.
Los casos de uso
Telefónica ya ha realizado algunos pilotos para mostrar las posibilidades de la arquitectura Network Slicing. Uno de ellos se trata de un piloto 5G en el sector de ocio y turismo, convirtiendo al Hotel Meliá Madrid Serrano en el primero de España con cobertura de interiores 5G NSA, 5G SA y Network Slicing. Para este piloto se configuraron varias slices para poder garantizar el servicio a diferentes necesidades de conectividad, como los servicios de retransmisión de vídeo por streaming incluso en momentos de saturación de huéspedes o visitantes.
Hoy en día, Telefónica sigue trabajando en el desarrollo de nuevos servicios basados en esta tecnología, relacionados con las comunicaciones críticas, comunicaciones vehiculares, drones…, así como en la evolución de los servicios ya existentes tales como las redes privadas (redes móviles que se establecen para un único cliente con elementos que se le dedican de forma exclusiva).
Como podemos intuir, esto tan solo es un pequeño adelanto de los avances que esta nueva arquitectura de red va a traer consigo. La progresiva transformación y evolución de la red hace posible ir ofreciendo gradualmente estas nuevas capacidades. En un futuro, la tecnología Network Slicing, sumada a la capacidad de la red 5G de Telefónica, va a ser clave en la transformación digital, permitiendo aplicaciones de latencia tan críticas, como las relacionadas con la medicina y la salud.
Referencias:
- Innovación Telefónica España (Nov. 2023). Network Slicing: Tecnología, motivación y casos de uso.
- CNMC (Marzo 2023). Informe de seguimiento de la tecnología 5G. Parte 1.
- https://www.cnmc.es/sites/default/files/5234822.pdf
- 3GPP Portal (Jul. 2023). 5G Network slice management.
- https://www.3gpp.org/technologies/slice-management
- Telefónica España. Casos de uso 5G: Primer hotel de Europa con conectividad 5G SA y Network slicing sobre red pública.
