Este blog fue publicado por primera vez por ACG Research. 

Tenemos que ser realistas. El transporte 5G xHaul puede ser complejo. Además del backhaul tradicional, el fronthaul y el nuevo midhaul también tienen requisitos de planificación complejos: la latencia, la temporización y la sincronización tienen límites más estrictos para 5G en comparación con 3G/4G, el nuevo requerimiento de network slicing y el soporte de una variedad de interfaces nuevas. Una red de transporte 5G mal planificada puede resultar en una red no optimizada que implique gastos CAPEX elevados y que resulte ser una pesadilla desde el punto de vista operativo al ser incapaz de ofrecer el rendimiento de los servicios y la calidad de la experiencia que requieren los usuarios finales, tanto humanos como máquinas (IoT).

¿Hay alguna manera de que sea más simple y de prepararlo para el futuro? ​ Este blog responde a esta pregunta enumerando una serie de directrices que muestran a los planificadores de red la dirección correcta hacia la simplificación y preparación a futuro de la red de transporte xHaul.

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Directriz 1: Unificar la capa de servicios

En términos de cantidad de capas de servicios en la red 5G, cuantas menos capas sean mejor. En lugar de poner servicios en varias capas, como IP, Ethernet, OTN y/o DWDM, elija una de ellas, estratégicamente. Esto es especialmente cierto cuando se usa network slicing. ¿Por qué? Network slicing ya de por sí es compleja. Tener una tecnología de extremo a extremo para network slicing hace que la red sea más simple, más fácil de aprovisionar y mantener.

Nada supera a la IP en brindar una capa de servicios inmejorable (que proporciona servicios L2 y L3) desde la estación base hasta el sitio en el núcleo, que también tiene sólidas capacidades de agregación. Cuando en la capa de servicio se combinan diferentes tecnologías, aprovisionarlas y administrarlas de extremo a extremo siempre es difícil.

IP/MPLS es difícil de manejar y, además, la sobrecarga de grandes protocolos de señalización como RSVP y LDP, hace que la red sea compleja. Gracias a Segment Routing, que es un enrutamiento basado en el origen, IP/MPLS se ha vuelto más simple y fácil de administrar sin necesidad de estos protocolos. Además, EVPN simplifica la creación de la capa VPN. En forma conjunta, Segment Routing y EVPN pueden simplificar en gran medida la red xHaul; es un enfoque más sencillo, y el recomendado, para crear una slice (partición).

Directriz 2: Diseñar para sincronización y latencia

En general, cuanto menor sea la latencia en el transporte, mayor será el beneficio. Deben considerarse dos latencias:

  1. Una latencia de extremo a extremo que depende del tipo de servicios ofrecidos por un operador, móvil o mayorista. Por ejemplo, la comunicación ultrafiable de baja latencia (urLLC) requiere requisitos de latencia mucho más estrictos, en el rango de pocos milisegundos, en comparación con la banda ancha móvil mejorada (eMBB). Para cumplir con esta latencia, los operadores deben plantearse ubicar los centros de datos del borde más cerca de los equipos de los usuarios e implementar redes sensibles al tiempo (TSN).
  2. La segunda latencia está relacionada con el fronthaul en C-RAN. Esta latencia está en el rango de los 100 microsegundos o menos. Esto determina a qué distancia debe ubicarse la unidad distribuida (DU) desde el sitio de radios.

Además de la latencia, la sincronización y la temporización son los requerimientos clave para el transporte 5G. Si bien las tecnologías basadas en paquetes no son las mejores para la latencia y el jitter, que pueden afectar a la sincronización, iniciativas como la red sensible al tiempo (TSN) del IEEE  (relacionada con Ethernet) y la iniciativa DetNet desarrollada por el IETF (relacionada con IP) hacen que estas tecnologías de paquetes sean más deterministas en términos de jitter, wander y desviación de tiempo, y por lo tanto, adecuadas para la transmisión de paquetes de temporización y sincronización.

Un estándar emergente desarrollado por el OIF llamado FlexEthernet puede proporcionar división de recursos similar a TDM y garantía previsible de servicios en la capa Ethernet. Para servicios de latencia ultrabaja, FlexEthernet es una de las opciones disponibles para los proveedores de servicios.

El equipo de transporte debe soportar la funcionalidad del reloj boundary utilizando el perfil G.8275.1 del UIT-T y la alta precisión de la clase C mínima para las aplicaciones fronthaul.

Los estrictos requisitos de temporización y sincronización en el transporte xHaul exigen una colocación cuidadosa del T-GM (Telecom Grandmaster) en la red. C-RAN necesita muchos relojes distribuidos en ubicaciones centralizadas para cronometrar los sitios de radios de sincronización. Si el equipo de transporte puede soportar la funcionalidad del receptor T-GM y del sistema mundial de navegación por satélite, reducirá en gran medida la necesidad de relojes T-GM externos, proporcionando así una flexibilidad significativa y ahorros de Capex.

Cuando se diseña para el transporte 5G xHaul, es imperativo conocer la latencia necesaria para los servicios para decidir la ubicación de centros de datos, unidades centralizadas (CU) y DU. Más importante aún, cuando utilice fronthaul basado en paquetes, tenga en cuenta las opciones disponibles para mitigar tanto latencia como jitter.

Directiva 3: La automatización, la orquestación y el análisis son elementos clave para 5G

A medida que una partición de red (slice) atraviesa varios dominios inalámbricos y de línea telefónica, como los dominios de radios, transporte y núcleo, 5G necesita automatización y orquestación inteligentes basadas en datos para administrar los servicios en estas diferentes capas. En este contexto, hay múltiples factores a tener en cuenta para el transporte:

  1. El aprovisionamiento manual mediante comandos de la interfaz de línea de comandos requiere mucho tiempo y es altamente propenso a errores, lo que resulta en obstáculos para preparar la automatización para el futuro. En cambio, la automatización basada en modelos que usa NETCONF y modelos YANG abiertos está lista para los desafíos del futuro, es fácil de implementar y sencilla de integrar con el controlador SDN y el sistema de orquestación. Se prefiere la inteligencia centralizada usando el controlador SDN, ya que ayuda en la ingeniería de tráfico de los LSP de una ubicación central.
  2. Nada es peor que tener una slice pero no tener la visibilidad de la misma de extremo a extremo. La herramienta de orquestación debe proporcionar amplia visibilidad del rendimiento en varias capas: IGP, BGP, gNMI (gRPC), SNMP, Syslog, NetFlow, etc. Luego, mediante el aprendizaje automático con automatización de bucle cerrado, puede tomar acciones correctivas de manera proactiva en la red, garantizando la calidad del servicio de la slice.

Directriz 4: Elija su equipo de transporte con inteligencia

Hay algunas cosas a tener en cuenta al elegir equipos de transporte:

  • En el lado del transporte xHaul, los enrutadores deben admitir no solo las capacidades IP requeridas, sino otras funcionalidades necesarias para el soporte de una evolución ágil de 4G a 5G, como TSN, eCPRI, CPRI con RoE, L1 Offload e interfaces F1.
  • Elevada densidad de 10/25GbE para brindar la infraestructura necesaria para la densificación de la red.
  • Interfaces 100/200/400 GbE NNI para proporcionar la escalabilidad de banda ancha que requerirá 5G.
  • En el lado de la temporización y la sincronización, debe tener soporte para la funcionalidad de reloj boundary y telecom gran master, y receptor GNSS usando el perfil G.8275.1 con precisión de al menos clase C.
  • En el lado de slicing, el equipo debe tener la flexibilidad de soportar tanto el soft slicing, por ejemplo, utilizando Segment Routing y hard slicing, como FlexEthernet.
  • En el lado de la automatización, el sistema de gestión/enrutadores debe admitir la automatización mediante NETCONF/YANG y potentes análisis basados en datos en varias capas, incluyendo IGP, BGP, SNMP, NetFlow, gNMI (gRPC) y Syslog, que proporcionan visibilidad de extremo a extremo desde la capa óptica hasta las capas de conmutación y enrutamiento de paquetes con automatización inteligente de bucle cerrado.

Como podrá observar, el transporte 5G xHaul necesita un enfoque a nivel de soluciones que incluya una caja con amplias características y una plataforma de automatización y orquestación bien integrada. Ciena ofrece una solución completa y abierta con su innovadora cartera Adaptive IPTM, que está bien integrada a su software de automatización Blue Planet. La compañía ha simplificado el transporte 5G xHaul con un conjunto optimizado y abierto de protocolos IP guiados por una capa de orquestación de bucle cerrado basada en el análisis en redes de múltiples dominios y múltiples proveedores.