En esta entrada de blog, se hará una breve descripción de la visión de las telecomunicaciones que ha identificado el grupo de trabajo de ITU sobre las redes del futuro descritas en el documento “Network 2030 Architecture Framework“, cuyas características presentan grandes retos para los profesionales del futuro y requerirá formar ingenieros en Telemática y Telecomunicaciones con las habilidades requeridas para estos nuevos escenarios.
Arquitectura de Red 2030
En el junio de 2020 la oficina de estandarización de la Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT-T) piblicó un documento con la arquitectura de las redes del año 2030. Este trabajo es el resultado del grupo focal en tecnologías para la red en el 2030 (FG-NET2030 – Focus Goup on Tecnologies for Network 2030). El documenro plantea diferentes escenarios y requerimientos tanto funcionales como no funcionales, que incluyen menores latencias de red y un mayo volúmen de datos. Estos requerimientos deben estar soportados bajo el concepto de “segmentos o tajadas de red” o Network Slicing (en inglés). El concepto de “Network Slicing” implica poder sgementar la red de acuerdo a los requerimientos de capacidad y calidad de servicio de cada ususrio o servicio de telecomunicaciones en la red. Las nuevas características y capacidades están descritas como:
- Mejora de la prestación de servicios de mejor esfuerzo IP con información de calidad del servicio, condiciones de la red
habilitadores para lograr garantías para KPI o QoS según lo requieran los futuros servicios de precisión y aplicaciones por corte. - Evolución hacia funciones de red de soporte nativo hacia muy baja latencia, muy alto ancho de banda, muy alta confiabilidad/resiliencia, confianza y privacidad, entregando estrictos no funcionales requisitos con garantías para KPI / QoS por segmento necesarios para el servicio de red futuro
- Determinismo en manejo de Retardos y Transmisión sin pérdidas
- Soporte nativo para múltiples tipos de servicios de entrega, activación del servicio a tiempo/a tiempo y disponibilidad
- Elasticidad en la Personalización de Servicios de Red y “Componentización” de Funciones de Red
- Protocolo eficaz de nivel de Red programable y transmisión dinámica flexible
- Redes intrínsecamente seguras y redes de confianza (Trust Networking)
- Mayores Niveles de Robustez ante fallas
- Integración de grandes números en métodos inteligentes (métodos basados en AI/ML) en la Infraestructura de Red, Control y Gestión
- Evolución hacia la gestión distribuida impulsada por la intención de todas las redes físicas y virtuales elementos y funciones de red
Adicionalmente, se publicaron dos documentos a los que nos referiremos más adelante, que plantean un análisis de brecha para la red del 2030, y que son base para la definición de la arquitectura. La arquitectura de la red 2030 es una arquitectura dinámica, integrada de extremo a extremo (E2E) que combina conectividad, aplicaciones, computación y sistemas de almacenamiento. Esta arquitectura implica una trasición de conectividad pura a una combinación de dispositivos, servicios en la nuble, técnicas de Inteligencia Artificial y Aprendizaje de Máquina (AI/ML), APIs de automatización, computación óptica y aplicaciones que van a demandar una gran capacidad con un retardo extremo a extremo de pocos mili-segundos y con pérdidas de paquetes cercanas a cero. El tipo de dispositivos que van a estar conectados a esta red va a ser muy variado y comprende desde robots, sensores, vehiculos conectados y autónomos, drones, entre otras.
Para poder soportar tanto las aplicaciones como la variedad de dispositivos, esta nueva red deberá combinar tecnologías fijas (Fibra óptica) e inalámbrica (5G, 6G, WiFi 6 y 7), infraestructuras de nube y sistemas espaciales, como las mega constelaciones de satélites de órbita baja (LEO) que se están desplegando en la actualidad, como Starlink, Amazon Kuiper, OneWeb, Telesat Lightspeed, por mencionar algunas.
Algunos de actores clave para las redes 2030 son:
- Usuario: una persona u organización o una máquina que mantiene una relación comercial y utiliza el servicio de un proveedor, o simplemente utiliza la red pública para la conectividad entre este y su aplicación.
- Operador de conectividad: un intermediario que proporciona conectividad entre los operadores de la nube, Operadores de conectividad y usuarios. En el caso de Internet, el Operador de Conectividad es un proveedor de red público o ISP (Internet Service Provider).
- Operador Espacial: Un Operador que puede proporcionar tanto conectividad como aplicaciones en el espacio.
- Operador perimetral (EDGE)/de acceso: Un operador que proporciona computación perimetral y/o redes de acceso.
- Operador de Nube: Entidad que se encarga de poner las aplicaciones a disposición de los usuarios. Puede ser público o privado.
- Proveedor de Servicios (SP): Una entidad que es responsable de la creación, entrega y facturación de servicios y negocia relaciones entre operadores de nube, operadores de conectividad, Operadores Espaciales y Usuarios. Es el único punto de contacto para el usuario.
Hoy en día, no existe un proveedor de servicios que sea responsable de un servicio a través de Internet de extremo a extremo. Queda por saber si los proveedores de servicios de Internet (ISP) actuarán como proveedores de servicios para 2030 o no.
Sin embargo, este concepto permitirá definir las relaciones entre las entidades involucradas en la prestación un servicio de Internet y automatizar los procesos para apoyar el mejor esfuerzo, así como servicios de alta calidad para un usuario dinámicamente sin coordinación previa entre los proveedores de Internet. Los servicios soportados por las Redes en el 2030 se denominan servicios inteligentes debido a su esperada automatización de extremo a extremo y dinamismo.
El concepto de Multi-access EDGE Computing (MEC) también empieza a volverse relevante en la arquitectura de red 2030, pues será el punto que acerque los servicios de la nube al usuario y podrá gestionar parámetros de calidad de servicio de forma eficiente, siendo parte de la red de acceso o quedando muy cerca de la misma.
Brecha hacia la red 2030
El Informe de la UIT-T acerca de análisis de brecha para los nuevos servicios, capacidades y casos de uso y que se encuentra disponible en: https://www.itu.int/hub/publication/t-fg-net2030-2020-1/ hace referencia a los trabajos realizados por diferentes organismos de estandarización acerca de las capacidades y servicios que deberán ofrecer las redes de telecomunicaciones hacia el año 2030. Se abordan fundamentalmente los casos de uso y expectativas de los nuevos servicios y tecnologías y las brechas que todavía existen para que se puedan prestar estos nuevos servicios que se vislumbran.
La metodología del documento categoriza las brechas en diferentes áreas, como servicios de red, capacidades, capacidad de computo, inteligencia de red, IoT, entre otras. Se definen casos de uso y las brechas existentes para cada uno. Entre los casos de uso analizados se encuentran: Comunicaciones Holográficas, Internet Táctil, Convergencia Redes – Computación, Gemelos Digitales, Integración Red Espacial – Terrestre, entre otras.
Se puede concluir que las brechas existentes entre las redes de comunicaciones que tenemos en la actualidad y las expectativas hacia el 2030 son bastantes y requerirán de ingenieros altamente capacitados en las áreas de Telemática y Telecomunicaciones, que sean capaces de desplegar y operar redes con las capacidades exigidas por los servicios hacia el 2030.
La red Móvil (IMT)
La oficina de radiocomunicaciones de la UIR (UIT-R) publicó en Noviembre de 2022 un Informe denominado “Future technology trends of terrestrial IMT systems towards 2030 and beyond”. En este informe, de más de 40 páginas se muestran algunos servicios y aplicaciones emergentes; tendencias tecnológicas y habilitadoras, así como algunas secciones que describen en detalle la nueva interfaz de aire y red de Acceso Radio (RAN) .
En el documento se mencionan las posibles tecnologías que se esperan en la interfaz de aire, tales como esquemas de modulación codificación, nuevas tecnologías de antenas como MIMO masivo, Superficies Inteligentes Reconfigurables (RIS), Radio Holográfica o la banda de Tera Hertz (THz), por mencionar algunas de las que se vienen mencionando en diferentes foros sobre la 6G.