Tecnologías Específicas

Ingeniería de Computadores
Tecnologías de la Información

Descripcion y Objetivos

La reciente llegada de la tecnología 5G [1] ha abierto la puerta a todo un abanico de aplicaciones basadas en la baja latencia, alto ancho de banda y soporte masivo de usuarios que esta ofrece gracias a la computación en el borde (MEC) [2], tales como conducción autónoma, industria 4.0, IoT masivo o e-health. Con ánimo de hacer estas aplicaciones accesibles a través de otras tecnologías de acceso como 4G o Wi-Fi, la iniciativa Open Radio Access Network (O-RAN) [3] busca proporcionar interoperabilidad y normalización de elementos propios de las redes de acceso por radio (RAN) a estas otras tecnologías de acceso.

Por otro lado, las redes definidas por software (SDN) [4] permiten desacoplar la inteligencia que tradicionalmente se ha encontrado en los propios dispositivos de red y ubicarla en un controlador centralizado, proporcionando una visión global del estado de la red con la cual llevar a cabo decisiones de provisionamiento de recursos y balanceo de carga más inteligentes. Para ello, los dispositivos de red, tales como puntos de acceso programables, han de enviar información de telemetría acerca del estado de la red a dicho controlador de forma periódica [5].

Si bien la arquitectura definida por 5G ya establece los servicios necesarios para que las aplicaciones que se ejecutan en el borde de la red puedan consultar información de telemetría sobre la red [6], su integración con redes Wi-Fi es todavía un tema abierto de investigación. Así pues, este Trabajo Fin de Grado plantea como objetivo principal integrar la comunicación de un controlador SDN para Wi-Fi con el servicio de telemetría definido por la arquitectura O-RAN, de modo que las aplicaciones que se ejecutan en el borde de la red, tales como servicios de video streaming, puedan consultar las condiciones de red de los clientes que se encuentran accediendo a través de Wi-Fi.

 

Metodología y Competencias

Se llevarán a cabo reuniones periódicas semanales/bisemanales en las que se hará un control del progreso del siguiente plan de trabajo:

1. Revisión de los conceptos básicos sobre transmisión en redes inalámbricas, el estándar 802.11, y las redes definidas por software (SDN).
2. Revisión de los conceptos fundamentales sobre la arquitectura 5G, Multi-Access Edge Computing (MEC) y la arquitectura O-RAN.
3. Revisión del estado del arte y otros trabajos relacionados en la literatura.
4. Análisis del problema y diseño de la arquitectura a desarrollar.
5. Implementación del servicio de telemetría de acuerdo a la arquitectura MEC e integración en la arquitectura O-RAN existente.
6. Evaluación funcional de la arquitectura propuesta.
7. Escritura de la memoria.

Las competencias desarrolladas a lo largo de este proyecto son:

• [IC4] Capacidad de diseñar e implementar software de sistema y de comunicaciones.
• [IC8] Capacidad para diseñar, desplegar, administrar y gestionar redes de computadores.
• [TI2] Capacidad para seleccionar, diseñar, desplegar, integrar, evaluar, construir, gestionar, explotar y mantener las tecnologías de hardware, software y redes, dentro de los parámetros de coste y calidad adecuados.
• [TI4] Capacidad para seleccionar, diseñar, desplegar, integrar y gestionar redes e infraestructuras de comunicaciones en una organización.

 

Medios a utilizar

Todos los recursos software que se utilizan para la realización de este TFG tales como compiladores, librerías, etc., así como el simulador existente, son de libre disposición. Cualesquiera medios requeridos por el alumno o alumna para su realización podrán ponerse a su disposición en la ESII o en el I3A.

 

Bibliografía

[1] NR; NR and NG-RAN Overall Description; Stage 2 (Release 16), document TR 38.300, 3GPP, Dec. 2019.

[2] Multi-access Edge Computing (MEC); Framework and Reference Architecture, document [33] ETSI GS MEC 003 v2.1.1, Jan. 2019.

[3] O-RAN Alliance. O-RAN Architecture Description 6.0. Mar. 2022.

[4] A. Papa et al., "MARC: On Modeling and Analysis of Software-Defined Radio Access Network Controllers," in IEEE Transactions on Network and Service Management, doi: 10.1109/TNSM.2021.3095673.

[5] 5G-EmPOWER Repository, https://5g-empower.io/

[6] LightEdge, https://lightedge.io/