Nueva convocatoria de becas para TFG y TFM

El Programa Formativo Francisco Ros – Qualcomm va a poner en marcha su cuarta edición en el curso 2023/2024 y abre ahora una nueva convocatoria de becas para la realización de Trabajos Fin de Grado y Trabajos Fin de Máster para el segundo cuatrimestre del presente curso académico en áreas afines a las tecnologías móviles 5G, incluyendo las áreas de comunicaciones y sistemas, telemática y electrónica, así como su aplicación a los diferentes sectores industriales.

La dotación de las becas de TFG y TFM es de 400 €/mes y 700 €/mes, respectivamente, y tienen una duración de cinco meses (febrero 2024 – julio 2024), con una dedicación de 20h a la semana.

La fecha límite para la presentación de solicitudes de becas de TFG y TFM es el 15 de enero de 2024 a las 23:59, a través de la de la dirección de correo programa5gfranciscoros.etsit@upm.es.

Toda la información sobre las becas y el procedimiento de solicitud está disponible en la web del programa: https://www.programa5gfranciscoros.etsit.upm.es/

Comienza la III edición del curso de Tecnologías 5G

El curso transcurrirá entre el 6 de marzo y el 5 de mayo de 2023

A las 19:00 CET del 6 de marzo tuvo lugar la inauguración de la tercera edición del curso «Visión estratégica y técnica de las comunicaciones móviles 5G», que organiza el Programa Formativo Francisco Ros – Qualcomm. 

Contamos con la participación de D. Manuel Sierra, Director de la ETSI de Telecomunicación; D. Jorge Pérez., Director Ejecutivo de FUNDETEL; D. Francisco Ros, Exmiembro del Consejo de Administración de Qualcomm y D. Eloy Fustero, Exdirector General Qualcomm España y Portugal. 

«Es una enorme satisfacción estar en la tercera versión del programa formativo» dice Francisco Ros «Deseando que este sea un éxito, deseo a todos que disfrutéis del curso»

Los 34 alumnos matriculados asistieron virtualmente a la clase inaugural: «Future of 5G, a unifying connectivity fabric for society», impartida por Eloy Fustero en nombre de Douglas Benitez, Director General de Qualcomm España y Portugal, que por motivos de agenda no pudo asistir finalmente al evento. 

Las clases se prolongarán durante cuatro semanas de forma online síncrona, y a partir de ahí, los alumnos trabajarán en un caso de estudio de su interés tutorizados por un profesor del cuso. 

Un nuevo hito para el 5G: 5G mmWave

Telefónica, Ericsson y Qualcomm se alían para ofrecernos la nueva tecnología 5G mmWave

Del 27 de febrero al 2 de marzo Telefónica presentará junto con Ericsson y Qualcomm en el pabellón 3 del MWC de Barcelona su red 5G de banda milimétrica (mmWave). En el evento los dispositivos compatibles podrán conectarse a la red de Telefónica impulsada por Ericsson pudiendo disfrutar de conectividad ultrarrápida y latencias mínimas. Además de descubrir los dispositivos 5G mmWave de Qualcomm equipados con Snapdragon

Esta red utiliza la banda de espectro de 26GHz, que compró Telefónica en una subasta reciente de España. Además, al ser el primer proveedor que ha tiene en su posesión todo un espectro de 1GHz, podrá ofrecer velocidades de descarga superiores a 5Gbps y de subida de 1Gbps. Esto hará posible usar aplicaciones intensivas en ancho de banda, es decir, cámaras multivisión, experiencias inmersivas de realidad virtual o aumentada, comunicaciones inalámbricas, inteligencia artificial, etc.

Una de las ventajas que promete el 5G mmWave es la rápida conectividad en áreas multitudinarias. Se diferencia con el 5G «normal» en que usa bandas más allá de los 26GHz, tiene más ancho de espectro disponible. Una desventaja es la cobertura y las propiedades de propagación, que empeoran a partir de las bandas de 3 GHz. Un caso de uso serían los estadios durante eventos ya que hay que ofrecer el servicio a muchos usuarios pero no hay que cubrir grandes distancias.

Telefónica en su comunicado afirma: «El uso del espectro 5G mmWave es la forma óptima de lograr altas velocidades y gran capacidad, y de ofrecer la mejor experiencia 5G en zonas de tráfico intensivo. Especialmente interesante es el papel de 5G mmWave en el ámbito del acceso inalámbrico fijo, la digitalización, la Industria 4.0 y los vehículos conectados, ya que proporciona una cobertura de altísimo rendimiento y permite explorar una gama completamente nueva de casos de uso».

Cada una de las empresas aporta una tecnología necesarias para desarrollar este proyecto. Telefónica proporciona la banda de 26GHz.

«Ericsson colabora con su AIR 5322 de radio mmWave y el procesador RAN 6651 de alta capacidad para permitir la cobertura milimétrica 5G. Los equipos de red de acceso radio están equipados con el chipset Silicon de Ericsson, que permite ventajas de ligereza y eficiencia energética líderes en la industria, así como un rendimiento único y características innovadoras.

Por su parte Qualcomm Technologies aporta los dispositivos 5G mmWave y en su stand (pabellón 3, 3E10) mostrará terminales 5G para milimétricas con procesadores Snapdragon, incluidos smartphones comerciales de gama alta, PC, CPE, hotspots, etc.» Nos explica Telefónica

Gerardo Rovira, director de Acceso Radio de Telefónica España, afirma: «Este primer despliegue comercial de servicios 5G mmWave que lanzamos junto con Ericsson y Qualcomm, junto con el amplio espectro que Telefónica ha obtenido en la subasta de la banda de 26GHz en España, es el hito más reciente de una serie de proyectos 5G que Telefónica ha venido desarrollando en colaboración con empresas e instituciones en los últimos tres años y viene a demostrar en gran medida el compromiso que Telefónica tiene en el desarrollo y liderazgo de un ecosistema 5G fuerte que será un factor clave para traer servicios atractivos tanto para el sector público como para el privado».

La directora de redes de Ericsson Iberia, Somaya El-Marrakchi, también nos dice: «Nuestra colaboración con Telefónica y Qualcomm para lograr este salto tecnológico 5G mmWave en España cambiará drásticamente la experiencia de la conectividad móvil para consumidores y empresas, haciéndola más rápida, accesible y fiable. La banda milimétrica abre un nuevo paradigma en el despliegue de la tecnología 5G, que proporcionará a los operadores una poderosa herramienta para complementar la estrategia de despliegue de red existente para aumentar el rendimiento y la capacidad con diferentes necesidades».

Por último, Dino Flore, vicepresidente de Tecnología de Qualcomm Europa, dice: «Estamos orgullosos de seguir trabajando con socios como Telefónica y Ericsson para ampliar los límites de la conectividad y permitir experiencias de consumo sólidas. Poder mostrar el primer despliegue comercial de servicios 5G mmWave comerciales en el MWC 2023 Barcelona es un ejemplo de otro hito significativo para 5G mmWave en Europa».

El mayor problema que puede presentar esta tecnología es el marketing. La industria 4.0, los vehículos conectados y las experiencias inmersivas ya pueden ofrecer sus servicios con el 5G «normal». Por lo que habría que convencer a los consumidores que compren nuevos dispositivos para poder usar esta nueva tecnología.

Aún así esta tecnología representa un hito en la tecnología 5G y será uno de los temas principales en el MWC de este año.

Fuentes:

https://telecoms.com/519978/telefonica-ericsson-and-qualcomm-to-deploy-5g-first-commercial-mmwave-network-at-mwc/

Inicio

Qualcomm pionero en modem-RF para 5G Advanced

Qualcomm ha lanzado el Snapdragon X75, proclamado como el primer sistema módem-RF del mundo preparado para 5G Advanced.

El sistema de módem-RF 5G Snapdragon X75 tiene una arquitectura y un conjunto de software nuevos e incluye funciones para ofrecer mejor cobertura, latencia, eficiencia energética y movilidad en comparación con las versiones anteriores.

Incluye un acelerador tensorial de hardware, Qualcomm 5G AI Processor Gen 2 (que aparentemente permite un rendimiento de IA más de 2,5 veces superior en comparación con Gen 1) y Qualcomm 5G AI Suite Gen 2, que incluye optimizaciones basadas en IA que proporcionarán mejor velocidad, cobertura, movilidad, robustez de enlace y precisión de localización.

Otras especificaciones técnicas que integra son, la agregación de 10 portadoras para bandas milimétricas (mmWave), agregación de 5 portadoras de enlace descendente, MIMO de enlace ascendente FDD (duplexación por división en frecuencia) para bandas por debajo de 6 GHz, una gestión de haces mmWave asistida por sensores y basada en IA, y mucho más.

También se ha anunciado hoy el sistema Snapdragon X72 5G Modem-RF, expuesta como una solución de módem a antena 5G optimizada para la adopción generalizada de aplicaciones de banda ancha móvil. 

Durga Malladi declara que «5G Advanced llevará la conectividad a un nivel completamente nuevo, impulsando la nueva realidad del Intelligent Edge conectado». La vicepresidenta sénior y directora general de módems celulares e infraestructura de Qualcomm Technologies ha explicado, «Snapdragon X75 Modem-RF System demuestra toda la amplitud de nuestro liderazgo global en 5G, con innovaciones como la IA acelerada por hardware y la compatibilidad con las próximas capacidades 5G Advanced, que desbloquean un nivel completamente nuevo de rendimiento 5G y una nueva fase en las comunicaciones celulares.»

Parece que la infusión de IA en el X75 aporta beneficios en cuanto a ayudar al teléfono a conectarse a las redes, y que esta es compatible con la aplicación de 5G Advanced, descrita como la «próxima etapa de la evolución 5G en todos los puntos clave, incluyendo vehículos, PC, IoT Industrial».

Se espera que los dispositivos comerciales que contengan el X75 se lancen en la segunda mitad de 2023,habiendo primero desplegado la infraestructura de red de apoyo para poder hacer uso de él.

Fuentes:

https://telecoms.com/519935/qualcomm-drops-worlds-first-modem-for-5g-advanced/

Orange despliega 5G+ en España

«5G+» es el nombre que ha puesto Orange a su red autónoma que estará disponible en Madrid, Barcelona, Valencia y Sevilla. El operador afirma que su red 5G cubre al 90% de la población de estas cuatro ciudades.

El 5G autónomo es una arquitectura de red que funciona independientemente de las redes LTE existentes, lo que permite diversas mejoras con respecto a las redes no autónomas.

Orange dice que es el primer operador en España y uno de los primeros en Europa en lanzar comercialmente la tecnología 5G SA. Afirma que la tecnología proporcionará diversas ventajas, entre ellas una mejor cobertura 5G en interiores, menor latencia (preparándose para la realidad virtual y el coche autónomo), mayor sostenibilidad (consume 20 veces menos energía y menos batería), mayor velocidad (1,5Gbps) y mayor seguridad.

Fuentes:

Orange Spain launches standalone 5G

https://www.orange.es/5G?utm_term=seo_Google_seo_5g_RES_PC

Qualcomm extiende el 5G a dispositivos NR-Light

Qualcomm Technologies ha lanzado el primer módem ‘NR-Light’, diseñado para llevar el 5G a más tipos de dispositivos, a un coste menor. El sistema Snapdragon X35 5G Modem-RF llena el vacío existente entre los dispositivos de banda ancha móvil de alta velocidad y los dispositivos NB-IoT de bajo ancho de banda, y se dirige a productos como smartwatchs premium, gafas XR y equipos IoT industriales.

Los dispositivos NR-Light pueden ser más pequeños, más rentables y proporcionar una mayor duración de la batería que los dispositivos tradicionales de banda ancha móvil, afirma Qualcomm. Con su diseño optimizado, Snapdragon X35 responde a la necesidad de casos de uso de nivel medio, ofreciendo a los fabricantes una opción de menor coste y una ruta de migración a largo plazo para sustituir a los dispositivos LTE Cat4+.

El X35 es un módem RedCap 3GPP Release 17 con módulos RFIC y PMIC optimizados. Es compatible con versiones anteriores de LTE y admite todas las bandas del espectro global, así como GNSS de doble frecuencia (L1+L5) para un posicionamiento preciso.

Además, Qualcomm Technologies anunció el sistema Snapdragon X32 5G Modem-RF, un paquete de módem a antena diseñado para reducir la complejidad y alimentar dispositivos NR-Light más rentables. Se espera que la exposición a clientes de Snapdragon X35 y X32 comience en la primera mitad de 2023, y que los dispositivos móviles comerciales lleguen al mercado en la primera mitad de 2024.

5G is in the air

Al montarse en un avión hay dos acciones obligatorias, abrocharse el cinturón y poner el móvil en modo avión. Pero en unos pocos meses, la segunda no será necesaria hacerla. Es más, se podrá hacer completo uso del teléfono móvil: mensajes, llamadas… gracias al 5G.

Las aerolíneas podrán ofrecer las últimas tecnologías de 5G en sus aviones, además de las anteriores generaciones de redes móviles (4G, 3G…), gracias a que la Comisión Europea ha designado ciertas frecuencias del 5G para vuelos.

Desde 2008 se ha reservado parte del espectro para el uso de comunicaciones aéreas de manera que las aerolíneas podían ofrecer servicios de mensajería y llamada a sus pasajeros en la Unión Europea. Esta actualización de la decisión de la Comisión sobre las comunicaciones móviles a bordo de aviones allana el camino para el despliegue generalizado de los servicios 5G.

Este servicio podría prestarse haciendo uso de equipos de red especiales como “picocélulas”, implementadas en los aviones. Estas células podrían conectarse por satélite a la red móvil terrestre

Thierry Breton, Comisario de Mercado Interior dice: «El 5G permitirá ofrecer servicios innovadores y oportunidades de crecimiento para empresas europeas. El cielo ya no es un límite cuando se trata de las posibilidades que ofrece la conectividad super-rápida y de alta capacidad”

Así los pasajeros de la Unión Europea podrán hacer uso completo de sus teléfonos móviles como si estuvieran en tierra

Además, la Comisión también ha modificado una decisión de aplicación sobre las bandas de frecuencias de 5GHz, que hace que las bandas estén disponibles para el Wi-Fi en el transporte por tierra, por ejemplo, en coches y autobuses. Esta decisión sienta las bases para las innovaciones en la industria del automóvil y, potencialmente, para las aplicaciones en el metaverso. De acuerdo con la modificación, los estados miembros harán que las bandas de frecuencia de 5GHz estén disponibles para su uso a bordo de vehículos terrestres lo antes posible, como muy tarde el 30 de junio de 2023.

Fuentes:

European Commission greenlights 5G on planes

https://digital-strategy.ec.europa.eu/en/news/5g-planes-wi-fi-road-commission-decision-opens-new-opportunities-innovation

Datos programables para flexibilidad en 5G

AUTOR: LAURA SERRANO VELÁZQUEZ

TÍTULO: «EVALUACIÓN DE LOS DATOS PROGRAMABLES Y SU APLICACIÓN A ENTORNOS 5G»

INTRODUCCIÓN

Todos hemos oído hablar de las redes 5G y sus maravillosas características, pero, ¿habría algún modo de mejorarlo? En mi trabajo de fin de grado he realizado una evaluación de los planes de datos programables y su aplicación a entornos 5G junto con mi tutor José Ignacio Moreno.

En los últimos años las redes móviles han ido modificándose velozmente aumentando su complejidad hasta llegar a las actuales redes 5G. La implementación de estas redes es todo un reto, por lo cual se requieren tecnologías innovadoras que mejoren la capacidad, flexibilidad y agilidad de la red. La tecnología 5G se puede implementar de dos modos distintos Stan Alone (SA) y Non-Stand Alone (NSA). Pero, ¿cuál es la diferencia entre ambas? NSA tiene el núcleo de red 4G y la antena 5G y el SA tiene el núcleo de red y la antena 5G. Como se puede intuir el SA tiene mejores características ya que en ambas partes se implementa la tecnología 5G y es aquí donde me preguntaba si se podía mejorar algo del núcleo 5G.

Hagamos un pequeño paréntesis, los nodos de los núcleos de red están establecidos por tres planes funcionales. El plano de control, el plano de datos y el plano e gestión. Esta información nos será útil más adelante.

Actualmente las tecnologías más innovadoras empleadas en el núcleo de red 5G son la virtualización de redes con el NFV (Network Functions Vitrualization); que como su nombre indica, virtualiza las funciones de red. Y la separación del plano de datos con el plano de control SDN (Software Defined Netwroks que softwariza el plano de control en típicamente un centro de datos.

PLANOS DE LA RED

Por esto mencionaba antes los tres planos funcionales de los nodos de la red. Tenemos el plano de control softwarizado en un centro de datos. ¿Qué pasa con los otros dos? Que son el plano de gestión y el plano de datos. En este proyecto, como he comentado anteriormente, me he centrado en el plano de datos. El plano de datos no se puede mover como se hace con el plano de control, este tiene que estar donde están los propios datos, es decir, donde está el tráfico de la red. La propuesta que se está barajando es programar le plano de datos de modo que se pueda conseguir la capacidad de controlar, modificar y administrar el comportamiento de la rfed de maner amás flexible a travñes de interfaces de programación abiertos.

Aquí nos preguntamos ¿se puede programar cualquier nodo de red? No. Los nodos de red han de tener unas arquitecturas especificas, como puede ser la arquitectura PISA (Protocol Independent Switch Architecture); que como su nombre indica, su arquitectura no depende de los protocolos que se vayan a emplear.

Con esto podríamos ganar la flexibilidad necesaria. Investigando encontré dos tecnologías bastante complejas e innovadoras que se pueden emplear para programar el plano de datos. Estas son DPDK (Data Plane Development Kit) y el lenguaje de programación P4 (Programming Protocol-independent Packet Processors).

CONCLUSIÓN

Después de realizar unas pruebas con cada uno de ellos decidí implementar casos de uso utilizando el lenguaje de programación P4, ya que se adecuaba mejor al entorno y requería de un hardware menos restrictivo. El funcionamiento de las pruebas realizadas con P4 fue el deseado mostrando así que la programación del plano de datos conseguiría la flexibilidad necesaria en las redes móviles 5G.

AUTOR

LAURA SERRANO VELÁZQUEZ

TUTOR: JOSÉ I. MORENO

Evaluación de los planos de datos programables en entorno 5G

Filtros, diplexores y ecuaciones de Maxwell

AUTOR: CRISTINA SOTILLOS RIVERA

TÍTULO: «DISEÑO DE FILTROS Y DIPLEXORES DE MICROONDAS PARA 5G MEDIANTE LA RESOLUCIÓN NÚMERICA DE LAS ECUACIONES DE MAXWELL A PARTIR DE NUEVAS TÉCNICAS EFICIENTES»

INTRODUCCIÓN

El 5G está transformando la industria de la telecomunicación. La evolución de las aplicaciones inalámbricas y el continuo incremento de los dispositivos inteligentes ha llevado a unas cantidades masivas de tráfico de datos, ocasionando problemas y oportunidades a los proveedores de servicios móviles.
La pandemia que hemos vivido recientemente del COVID-19 ha demostrado ser el pionero en confirmar las necesidades en avances tecnológicos.
Las comunicaciones van a ser el pilar para el desarrollo de nuevas aplicaciones y servicios, la forma en que permanecemos conectados. Además, esto trae consigo una mayor demanda tecnológica, que a su vez exigirá mejoras en sus prestaciones. Como consecuencia, ese incremento continuo de usuarios aumenta la cantidad de información que es enviada por el enlace de radio, dando lugar a una saturación del espectro radioeléctrico. Ello ocasiona que los canales asignados para cada uno de los servicios de telecomunicación estén cada vez menos separados en frecuencia. Por tanto, la industria se ve obligada a diseñar circuitos más selectivos en frecuencia y con especificaciones eléctricas más exigentes.
Para hacer frente al problema mencionado y cubrir las necesidades de la industria, el ingeniero hará uso de software electromagnético para diseñar dispositivos de radiofrecuencia que cumplan con las especificaciones pedidas.

Sin embargo, los métodos actuales de diseño electromagnético resultan ineficientes puesto que retardan el desarrollo de los proyectos. Es por ello por lo que, en este Trabajo Fin de Grado, se ha hecho uso de un software electromagnético novedoso [1] , desarrollado por el Departamento de Matemática Aplicada a las TIC en la Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Telecomunicación de la Universidad Politécnica de Madrid, que logra resultados más precisos y rápidos que los que consigue la industria actual. Gracias a la obtención de la matriz de acoplos directamente del electromagnetismo, se van a poder conseguir los resultados deseados.

DISPOSITIVOS

Los dispositivos que se han optimizado con el software mencionado se usan en estaciones base de telefonía móvil. El primero de ellos se ha llamado filtro TM1800.

Figura 1. Filtro TM1800

Observando la imagen, la onda de señal entra por uno de los puertos y, mediante el acoplo entre
los diferentes elementos del filtro, llega a la salida cumpliendo con unas especificaciones
concretas. Estas se alcanzan modificando los parámetros relacionados con la estructura interna
del dispositivo, hasta conseguir que se transmita dicha onda en toda la banda de frecuencias
definida y refleje muy poca potencia por su entrada.

A continuación, se muestran las gráficas de la respuesta en frecuencia objetivo, la cual cumple
con las especificaciones, y la del punto de partida inicial.

Figura 2. Respuesta en frecuencia objetivo
Figura 3. Respuesta en frecuencia del punto de diseño inical

En la Figura 2, la respuesta azul confirma el paso de toda la señal en la banda de frecuencias.
Puesto que se tiene un nivel muy próximo a 0dB en la banda de paso quiere decir que toda la señal que incide en el filtro sale por el puerto de salida. Por otro lado, la adaptación de la señal a la entrada del dispositivo se destaca en color rojo. Al ser 20dB la diferencia entre la onda reflejada y la incidente en la banda de paso del filtro, es muy poca potencia y no afecta apenas en la correcta transmisión de señal.
Nótese la diferencia entre las dos gráficas. Se ha partido de un punto de diseño que no está sintonizado puesto que la adaptación de la señal a la entrada no cumple la especificación de estar a un nivel inferior a los 20dB.
El proceso seguido ha sido la comparación entre matrices de acoplo, intentando aproximar la que se tenía inicialmente con una objetivo, que es la que logra la correcta sintonización del dispositivo. 

MATRICES

Matriz objetivo que hace referencia al acoplo de señal de los puertos de entrada y salida con los distintos elementos del filtro:

Matriz objetivo que hace referencia al acoplo entre los distintos elementos del filtro:

Matriz del punto de diseño inicial que hace referencia al acoplo en los puertos de entrada y salida con los distintos elementos del filtro:

Matriz del punto de diseño inicial que hace referencia al acoplo entre los distintos elementos del filtro:

Para lograr la aproximación a dicha matriz objetivo, se han ido modificando los distintos
parámetros que forman el filtro hasta lograr, tras varias simulaciones electromagnéticas, el
resultado final:

Figura 4. Repuesta en frecuencia final del filtro TM1800

DIPLEXOR

El último dispositivo que se ha sintonizado ha sido el siguiente diplexor:

Figura 5. Diseño del diplexor

Un diplexor es básicamente la unión de dos filtros. Está compuesto de tres puertas y permite la multiplexación en el dominio de la frecuencia. Sus puertos se combinan de tal forma que la señal de un extremo pueda dirigirse a dos salidas diferentes. También es capaz de combinar dos señales entrantes para tener una única en la salida.
En este proyecto, el diplexor tendrá un enfoque diferente debido a que pretende usar un canal para recepción y el otro para transmisión.
Para llevar a cabo la optimización de este dispositivo, se sigue el mismo proceso que el anterior.
En este caso, debido a la estructura de este diplexor, la matriz de acoplos es muy grande, tal y como se muestra en la siguiente página (Figura 7).

Se muestra la respuesta en frecuencia del punto de diseño inicial:

Figura 6. Respuesta en frecuencia del punto de diseño inical
Figura 7. Matriz de acoplo obejtivo del diplexor

La respuesta objetivo es la siguiente:

Figura 8. Respuesta en frecuencia objetivo del diplexor

Al tratarse de dos canales, se tienen dos bandas de frecuencias en que cada una de ellas debe cumplir con las especificaciones. La banda de frecuencias superior corresponde con el canal de transmisión y la inferior con el de recepción.
Tras comparar esta respuesta objetivo con la inicial, es notablemente apreciable que se ha partido de un punto de diseño muy lejos del óptimo.
La sintonización de este dispositivo ha sido muy costosa, puesto que la simulación del análisis electromagnético tardaba 47 minutos por cada iteración en que se cambiaba el valor de los elementos que forman dicho diplexor.
Finalmente, se consiguió la siguiente respuesta:

Figura 9. Respuesta en frecuencia final del diplexor

Se ha conseguido sintonizar el primer canal de recepción, con la excepción de que algún lóbulo de reflexión no está por debajo de los -20dB de las especificaciones. El de transmisión ha sido más complicado de sintonizar, no llegando a reducir lo suficiente la reflexión por debajo del umbral.

CONCLUSIÓN

Como conclusión, gracias al potente programa de simulación electromagnética que se basa en la resolución de las ecuaciones de Maxwell se han podido sintonizar dos dispositivos complejos, pero que se usan actualmente. Además, los resultados son bastante buenos considerando el tiempo que se ha tardado hasta lograrlos, que es mucho menor de lo que se puede permitir la industria actual.

AUTOR

CRISTINA SOTILLOS RIVERA

Tutor: Valentín de la Rubia Hernández

Diseño asistido por ordenador de dispositivos de microondas para 5G

Evaluación, implantación y pruebas de un entorno Core 5G

AUTOR: SERGIO CALDERÓN CÁMARA

TÍTULO: EVALUACIÓN, IMPLANTACIÓN Y PRUEBAS DE UN ENTORNO CORE 5G

OBJETIVO

El objetivo del proyecto consistió en la evaluación, selección, implantación y pruebas de un entorno Core 5G basado en software de código abierto. En particular se pretendía evaluar el entorno Open5GS. Para ello se realizó una evaluación del estado del arte mediante el estudio de las soluciones de código abierto que hay hoy en día en desarrollo para implementar el Core 5G.

Del mismo modo se analizó la funcionalidad soportada por cada una de las funciones de red (NF) del Core 5G Network.

Este tipo de plataformas nos van a permitir disponer de la capacidad de desarrollar entornos de prueba que son indispensables en las etapas iniciales de implantación para, sin necesidad de disponer de acceso a un entorno 5G real, desarrollar distintos experimentos para evaluar la incorporación de nuevos protocolos o servicios a la red.

Tras la evaluación de las plataformas y la selección de Open5GS como nuestra plataforma a implementar, se desarrollaron una serie de hitos para poder probar el funcionamiento de este en diferentes entornos, actuando de forma conjunta con diferentes softwares, comprobando la compatibilidad de los mismos con la plataforma open source.

En la elaboración del proyecto se establecieron 3 hitos, en cada cual contaba con un entorno distinto, con distintos elementos de la red ejecutados en distintas máquinas virtuales y con el objetivo de probar el funcionamiento de cada uno.

Cada uno de estos entornos necesita una serie de configuraciones y archivos ejecutables a modificar para su funcionamiento. Además, cada plataforma open source utilizada en los hitos fue encapsulada en máquinas virtuales distintas, con sus redes privadas y direcciones IP para crear una red 5G realista. Esto se consiguió mediante el uso del programa de virtualización VirtualBox.

HITO I

Creación de una red 5G básica con Open5GS para el 5GC y UERANSIM como NG-RAN y UE para el testeo del primer entorno nombrado.

Primero creamos nuestros entornos con las plataformas Open5GS y UERANSIM, mediante la configuración de distintos archivos en distintas máquinas virtuales. Tras su correcta configuración (tal y como se indica en el pdf del proyecto) se procedió a arrancar la estación base (UERANSIM) y conectarla al núcleo de la red 5G (Open5GS). 

Más tarde, se creó un nuevo dispositivo, desde el cual nos conectamos a Internet (en un principio esta máquina virtual no posee conexión a Internet propia), a través de la estación base ya establecida por Open5GS.

Al completarse la conexión del UE al RAN se estableció una sesión PDU y una nueva interfaz TUN llamado uesimtun0, a través del cual nos conectamos a Internet para hacer las pruebas de conexión

HITO II

Creación de una red 5G con Open5GS para el 5GC y UERANSIM como NG-RAN y UE en redes privadas independientes, unidas mediante un túnel IPsec.

Al igual que hicimos en el hito 1, se comenzó conectando, tanto el acceso radio (gNB), como el dispositivo (UE) a través de UERANSIM con Open5GS.

A diferencia del hito anterior, este nuevo entorno contaba con la estación base y el dispositivo final en una red privada distinta a la del núcleo de red. Es por ello que, en un principio su conexión era inaccesible, siendo necesario crear un túnel IPsec entre las distintas redes, creando una red privada virtual (VPN) y consiguiendo la conexión entre ambas redes privadas.

La instalación del software necesario para poder crear el túnel fue a cargo de strongSwan. Tras la instalación del software mencionado se procedió a elaborar el entorno. Este contó con 3 redes distinguidas: la red en la que se sitúa el núcleo de la red 5G y un Gateway extremo del túnel IPsec, otra red donde estaba el acceso radio (UERANSIM) y el otro Gateway extremo del túnel, y, además, la red que simula la red de Internet y donde se configuró el túnel IPsec mencionado.

HITO III

Creación de una red 5G con Open5GS con 5GC y RSTI simulando el NG-RAN conectadas a la misma red privada.

Este hito final se elaboró con la finalidad de comprobar la compatibilidad de la herramienta de inyección de tráfico, desarrollada por el grupo RSTI, con Open5GS

A la hora de desplegar esta red 5G fué necesario instalar y configurar las VM, de tanto Open5GS como del inyector de tráfico, con todos los detalles indicados en el pdf del proyecto.

La prueba de conexión entre ambos entornos fue elaborada mediante el código incluido en el archivo 5gvinni-stgutg/src/stg-utg.go, en el cual se registró el nuevo usuario creado en el archivo de configuración (config.yaml). Este código fue desarrollado en su momento a partir del código y las librerías del free5GC, y aunque, en un principio, debió de funcionar para ambos entornos (tanto Open5GS como free5GC), esto no sucedío debido a diversos problemas en el contexto de seguridad entre ambos entornos.

CONCLUSIÓN

El objetivo principal del proyecto ha sido el desarrollo de distintos entornos de redes 5G para comprobar el funcionamiento, las capacidades y la adaptación del software de código libre Open5GS a estos distintos entornos. Se inició con una extensa documentación sobre el 5G, los protocolos y especificaciones, además de comparar distintas tecnologías open source desarrolladas en la actualidad.

 

Tras la elección de una de las tecnologías descritas y con lo desarrollado con posterioridad en el TFG, se ha logrado comprender mejor el funcionamiento de Open5GS, comprobar la capacidad que este software puede llegar a ofrecer como, por ejemplo, a la hora de registrar usuarios, como se hizo en el primer hito.

Además, se ha comprobado su funcionamiento y posible conexión con diferentes herramientas (UERANSIM, en nuestro caso) en redes independientes, en un principio inalcanzables, excepto por el uso de túneles, como el que se ha conseguido crear en el hito 2.

 

Por último, gracias a los resultados obtenidos en el último escenario, se ha podido sacar en claro si, Open5GS, podía ser compatible con otros softwares, del mismo ámbito, desarrollados en el grupo de investigación de la Universidad y se ha comprobado cómo de compatible son con estos, al usar distintos estándares, como los relacionados con la seguridad de la red.

El proyecto también tiene la función de poder ser usado en post de ayudar a otros proyectos relacionados, explicando, en líneas generales, como es el funcionamiento básico de Open5GS, y sus aptitudes frente a otros códigos desarrollados.

AUTOR

Sergio Claderón Cámara

TUTOR: JOSÉ I. MORENO

Evaluación de plataformas Core 5G