Evolução da rede de transporte para suportar serviços 5G avançados
Enviado em 30.11.2021

Evolução da rede de transporte para suportar serviços 5G avançados

O 5G é atualmente, sem dúvida, o tema mais discutido no setor de telecomunicações e será o próximo passo em uma jornada que […]

O 5G é atualmente, sem dúvida, o tema mais discutido no setor de telecomunicações e será o próximo passo em uma jornada que começou em 1979, quando o primeiro serviço sem fio comercial foi lançado pela NTT em Tóquio. Nos últimos 42 anos, o mercado saiu de analógico para digital, de voz para dados e vídeo, e agora de humanos com dispositivos pessoais para Internet das Coisas (IoT). Os consumidores finais tendem a ver principalmente os grandes passos que surgem em uma cadência regular de uma vez por década a cada novo “G”. Mas como todos na indústria sabem, houve uma inovação contínua ao longo desse período.

O 3GPP, que lidera as principais atividades de padronização do 5G, produziu um fluxo constante de padrões desde a era 3G e agora está trabalhando no Release 17, que chega a sua fase final de lançamento em junho de 2022. O Release 15, que foi congelado em junho de 2019, foi o primeiro conjunto completo de padrões 5G. Esta versão continha uma parcela inicial de padronização, que permitiu que as redes 5G iniciais fossem implantadas com novos rádios 5G e, em alguns casos, novas frequências, usando a especificação não autônoma (NSA). A NSA utiliza a infraestrutura de transporte 4G e o núcleo 4G existentes, possibilitando serviços iniciais da Fase 1 de 5G baseados em banda larga móvel aprimorada (eMBB), que são versões essencialmente mais rápidas dos serviços 4G existentes.

Os recursos das versões 15 e 16, como o núcleo 5G autônomo (SA), viabilizam que as operadoras possam ir além dos serviços baseados em eMBB, chegando para os muito discutidos tipos de serviços adicionais da Fase 2 que o 5G promete habilitar, como aqueles baseados em comunicações de baixa latência e ultraconfiáveis (URLLC). Há grandes expectativas para esses serviços da Fase 2, com muita publicidade em torno de jogos de realidade aumentada/virtual de baixa latência, cirurgia remota e telemedicina, automação industrial e veículos automatizados compatíveis com 5G. Quanto a quais destas ideias chegarão à plena realidade comercial e de implementação, bem como quais provarão ser aplicativos incríveis ou não, só o tempo dirá.

Em que ponto está a indústria com lançamentos 5G?

No momento em que este artigo foi escrito, havia 168 operadoras de rede em todo o mundo com redes 5G implantadas, de acordo com o mapa 5G da Ookla. As atualizações do 5G SA começaram a ser enviadas em meados de 2020 e os analistas do setor, que acompanham as implantações do 5G SA, mostram que, a partir do primeiro trimestre de 2021, quatro dessas 168 operadoras já começaram a executar redes SA ao vivo. Hoje, obviamente, encontram-se nos estágios bem iniciais das implementações do 5G SA, mas prevê-se que o número de companhias que operam o 5G SA começará a aumentar de modo significativo ao longo de 2021 e 2022.

Além disso, à medida que o mercado se prepara para esses serviços 5G mais avançados, as operadoras de rede estão expandindo agressivamente suas pegadas de 5G RAN por meio da adição de antenas 5G às macrocélulas usadas nas redes 4G existentes e da inclusão de novas células pequenas 5G para expandir a cobertura dos serviços eMBB da Fase 1 inicial.

A maioria dos leitores já deve saber, que o 5G requer a nova arquitetura xHaul com domínios front-//mid-//backhaul, o que representa uma mudança expressiva em relação às redes apenas de backhaul utilizadas em 4G. Uma vez que a maioria das operadoras ainda estão usando o 5G NSA com as redes de transporte 4G existentes, elas estão no processo de determinar qual a combinação desses domínios precisam inicialmente e no decorrer do tempo enquanto que migram para os serviços 5G SA e serviços de Fase 2. Elas também estão planejando arquiteturas de computação de borda multiacesso (MEC) e de fatiamento de rede de ponta a ponta (RAN, transporte e núcleo).

O verdadeiro desafio aqui é a gestão das localizações da MEC e das fatias da rede de transporte, como parte de uma rede mais ampla de ponta a ponta. Isso requer um ambiente avançado de controle de rede multidomínio, no qual a maioria das operadoras está trabalhando agora. Além da mudança para essas novas arquiteturas, existem outras tendências no domínio das redes ópticas que estão mudando a forma como as redes de transporte móvel são construídas.

O movimento de abertura

Organizações do setor, como Telecom Infra Project (TIP) e Open ROADM, estão impulsionando uma mudança para abertura de uma rede desagregada que quebra a abordagem tradicional de um fornecedor para um domínio de rede e divide a rede em blocos funcionais que podem utilizar uma abordagem melhorada de vários fornecedores.

Dentro das redes de transporte móvel, o TIP está conduzindo a desagregação na camada IP e nas funções clássicas de roteador, como de gateway de site de célula (DCSG), que divide o roteador em um hardware de caixa branca aberta e um software do sistema operacional de rede. As implantações do DCSG estão agora em andamento, com testes de rede ao vivo e implantações iniciais de rede nas principais operadoras de telefonia móvel em todo o mundo.

Obtendo o rendimento subjacente adequado

Além das novas mudanças arquitetônicas com xHaul, fatiamento e MEC, as operadoras de rede estão focadas em garantir que a rede óptica subjacente esteja pronta para as demandas de alto desempenho de 5G, como requisitos de sincronização mais rígidos, operação de baixa latência e maiores demandas de capacidade.

A sincronização voltou a ser um assunto polêmico, pois os requisitos de 5G estão levando a um redesenho das redes de distribuição de sincronização para alcançar os níveis de precisão de nanossegundos necessários. Em paralelo, há uma tendência de se afastar totalmente da temporização baseada em satélite, em favor da temporização baseada em rede ou um híbrido de ambos.

Prevê-se que o 5G impulsione um crescimento considerável da largura de banda por intermédio do aumento do uso de dados por usuário e de sua proliferação, com comunicação máquina a máquina (IoT). Por Consequência, algumas operadoras móveis estão avaliando arquiteturas avançadas, incluindo o uso da óptica ponto-multiponto, conforme mostrado na Figura 1, que pode aumentar bastante gradualmente a largura de banda para cada site de célula, enquanto reduz drasticamente os custos da rede.

Figura 1: Óptica Ponto-Multiponto em Ação

Resumo

A rede de transporte óptico sempre desempenhou um papel fundamental na sustentação das redes móveis e a mudança para o 5G aumenta de maneira considerável a importância da rede de transporte no desempenho geral da rede e dos serviços de ponta a ponta. A mudança para o 5G está levando a grandes mudanças na rede de transporte, com novas arquiteturas, maiores demandas de desempenho e novas abordagens, que conduzirão a uma inovação mais rápida na rede. Ainda estamos nos estágios iniciais dessa migração, com mudanças expressivas nos próximos anos, à medida que as ofertas de serviços 5G começam a se expandir para novos serviços de Fase 2.

Andrés Madero, CTO da Infinera para América Latina e Caribe

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