Introducción a las redes LTE y 5G privadas de código abierto

Hoy en día es muy fácil configurar una red WiFi propia: pide un router por Internet, lo conecta a la toma de corriente, define una contraseña y listo. El WiFi es rápido, confiable y fácil de usar. Pero si se quiere cubrir una zona más amplia o conectar cientos de pequeños dispositivos, enseguida se vuelve más caro e ineficaz. ¿La única forma es acudir a su operador local de telefonía móvil y firmar un contrato? En absoluto. Gracias a la tecnología de código abierto, puede construir su propia red LTE o 5G.

¿Por qué construir una red móvil privada?

Las tecnologías móviles como LTE o 5G proporcionan grandes capacidades a su red privada. Con un equipo pequeño, se pueden cubrir zonas enormes. Además, con la frecuencia adecuada, puede lograr un gran rendimiento a través de paredes o bajo tierra. Las redes móviles son mucho más seguras que el WiFi. Por no hablar de que ahora puede obtener toda la potencia y las funciones que solo tenían los operadores, como el seguimiento de la ubicación de los equipos de usuario (UE) con una precisión inferior a 1 metro o la señalización y telemetría avanzadas.

¿Por qué construir una red móvil privada?

Puede que le asusten los elevados costos iniciales necesarios para empezar a construir una red LTE o 5G. Por suerte, no está tan mal. El kit de herramientas mínimo para empezar requiere LimeSDR mini y una Raspberry Pi 4. El costo total es inferior a $300 (suponiendo que ya tenga un teléfono móvil).
Si quieres jugar con funciones más avanzadas como Carrier Aggregation, alcanzar la máxima velocidad y conectar cientos de dispositivos IoT, tendría que gastar alrededor de $10 000 para Ettus x310 y algún servidor X86 decente para los procesos. Como stack de software puedo recomendar Ubuntu + srsRAN https://github.com/srsran/srsRAN.

Casos de uso empresarial de las redes móviles privadas

Muchas empresas necesitan redes seguras, rápidas y automatizadas para sus casos de uso de datos y voz, capaces de cubrir grandes áreas, ser confiables dentro de edificios o de un túnel subterráneo. Las redes privadas LTE y 5G satisfacen esta necesidad y, si se basan en tecnologías abiertas, también ofrecen un gran rendimiento en cuanto a precio. Se implementan en muchas industrias:

• Campus: universidades, hospitales o grandes oficinas. Todos ellos cuentan con un enorme número de personas y dispositivos que requieren conectividad. Las redes móviles privadas ofrecen rentabilidad y grandes oportunidades de aprendizaje para las universidades.
• Petróleo y gas: se trata de entornos difíciles, repletos de IoT industrial, que operan bajo tierra y requieren la confiabilidad y seguridad que ofrecen las redes LTE y 5G.
• Sector público: ciudades inteligentes, museos, estadios o transporte público.
• Militar: las redes 5G privadas son clave en las operaciones militares modernas y conectadas. El conocimiento de la situación mediante sensores y drones es un multiplicador de fuerzas. Sin embargo, requiere un rendimiento y una seguridad que solo la última tecnología móvil puede ofrecer.
• Manufactura: Mercedes Benz y Bosch ya rastrean las líneas de producción y optimizan sus procesos de fabricación con redes 5G privadas y MEC. Las decisiones deben tomarse rápidamente y en el acto. Enviar datos a la nube pública es demasiado lento y las micronubes locales muestran resultados mucho mejores en estos casos de uso.

Cómo crear una red móvil privada de nivel empresarial

El esquema básico de una red LTE o 5G privada sería el siguiente:

• Equipos de usuario (UE): teléfonos móviles, dispositivos IoT, drones o vehículos autoconducidos.

• Red de acceso por radio (RAN): es una parte que contiene la estación base, las antenas y el procesamiento L1/L2.

• Núcleo de paquetes evolucionado (EPC): un marco para ofrecer voz y datos convergentes en LTE.

• Micronube: una nueva clase de infraestructura para los procesos perimetrales bajo demanda.
  

  
  
  Una implementación funcional de código abierto de una red de este tipo sería:
  
  

• OpenRAN para redes de acceso por radio desagregadas y abiertas, con RIC, RU, CU y DU en el sistema operativo Ubuntu.

• Núcleo Magma que proporciona EPC de última generación, con Federation Gateway y Access Gateway (desde 1.15 migrado a Ubuntu).

• Charmed Kubernetes para proporcionar infraestructura de contenedores para RAN y EPC.

• Charmed OpenStack, una nube privada de telecomunicaciones fácil de utilizar.

• Combinación de MAAS, LXD y MicroK8s que desarrollan una micronube de última generación que le permite ejecutar sus aplicaciones perimetrales como máquinas virtuales, contenedores, bare metal y proporcionar todas las características EPA como DPDK, SR-IOV o aceleración de GPU NVIDIA.

Lime SDR}

RaspberryPi