El futuro siempre se construye en equipo y eso es lo que se hace en el laboratorio 5TONIC. Telefónica e IMDEA Networks fundaron el laboratorio a finales de 2015. Desde ese momento 5TONIC ha sido, fundamentalmente, un nodo de colaboración de la industria. Un espacio de co-creación donde probar y depurar los diferentes componentes tecnológicos de las redes 5G y contribuir, con el conocimiento adquirido, al avance de la tecnología y los estándares.
En 5TONIC se agrupan empresas tecnológicas encargadas de poner en funcionamiento la red del futuro y empresas y organizaciones que van a usar esta tecnología y que, al incorporarla a sus procesos, van a conseguir mejoras sustanciales en productividad y digitalización. Relacionando estos dos mundos el laboratorio encaja tecnología y puesta en práctica, entendiendo así las necesidades del mundo real.
Actualmente, el laboratorio cuenta con Telefónica, IMDEA Networks, Ericsson, CommScope, Universidad Carlos III de Madrid (UC3M), InterDigital y Capgemini engineering como miembros, además de un amplio grupo de empresas colaboradoras, altamente tecnológicas e innovadoras, que se unen al laboratorio para desarrollar proyectos. En esta categoría se encuentran Nokia, Intel, ASTI Mobile Robotics, Rohde & Schwarz, Celling 5G, Utek, Telcaria, Yerba Buena VR, DeepSight AI Labs, Fivecomm, GMV, NEC Laboratories Europe, OpenNebula y ATOS.
Durante este tiempo el laboratorio ha participado en numerosos proyectos de innovación de ámbito público-privado y ha ayudado a crear las infraestructuras paneuropeas de prueba de 5G en el marco de la llamada ICT-17 a través de su participación en proyectos financiados por la UE como 5G EVE, 5G VINNI y 5Genesis, entre otros muchos. Toda esa la labor ha sido reconocida por la Comisión Europea en 2018 al otorgársele el distintivo de Digital Innovation Hub por la excelencia en el desarrollo de sus actividades.
Convirtiendo capacidades teóricas 5G en casos de uso reales
Como una máxima prioridad, la vocación de 5TONIC ha sido la de convertir las capacidades teóricas de la quinta generación de red, en habilitadores de casos de uso reales y aplicables a las distintas industrias verticales. En este sentido, durante estos años se han probado soluciones en el sector de la salud, la vigilancia, los videojuegos, el turismo, la industria 4.0, el transporte, la automoción, así como para la eficiente gestión de las ciudades, entre otros. En concreto y por mencionar algunos de los casos hay que destacar:
- el desarrollado y prueba junto a SAMUR-PC de un sistema para situaciones de emergencia basado en 5G, que reduce drásticamente el tiempo de atención a víctimas de accidentes cardiovasculares,
- el desarrollo de una aplicación de turismo virtual que permite a los usuarios asistir y vivir la experiencia de una convención de forma remota en colaboración con Ericsson, SEGITTUR y YBVR,
- el desarrollo y prueba de vehículos autónomos (AGV) controlados por 5G con tecnología de reconocimiento en tiempo real a través de video con ASTI,
- la prueba de la primera embarcación del mundo no tripulada y controlada a distancia utilizando la red comercial móvil, en colaboración con UTEK Technologies,
- la prueba de plataformas de juego y la idoneidad del acceso 5G para soportar juegos online, tanto para juegos de dispositivos móviles como para juegos con requisitos de alto rendimiento,
- la implementación automatizada de un servicio de telefonía de protocolo de Internet en vehículos aéreos no tripulados mediante la virtualización de funciones de red.
La vocación de 5TONIC ha sido la de convertir las capacidades teóricas de la quinta generación de red, en habilitadores de casos de uso reales
Realizando pruebas de nuevas tecnologías que se han incorporado al ecosistema 5G
5TONIC ha tenido la oportunidad de realizar numerosas pruebas de las nuevas tecnologías que se han ido incorporando al ecosistema 5G y que han facilitado estos casos de uso.
En el laboratorio se llevó a cabo en 2022 uno de los primeros despliegues de una red 5G SA extremo a extremo, incluyendo la activación del network slicing de manera automática. Se han probado las capacidades más relevantes de la tecnología: la automatización en la provisión y gestión del ciclo de vida de los slices de red extremo a extremo, el aseguramiento del servicio de network slicing, la definición de diferentes escenarios para la priorización del tráfico en una porción de red, el particionamiento de recursos de radio para compartir entre casos de uso con diferentes requisitos de servicio y el acceso simultáneo de un terminal a diferentes segmentos de red.
También se llevó a cabo en 2021 una de las primeras integraciones del mundo entre la red core 5G SA y una plataforma de edge computing. Se desarrollaron casos de uso innovadores que hacían uso de estas capacidades combinadas con el edge. La integración permite a desarrolladores de terceros lanzar aplicaciones Edge personalizadas en ámbitos como la seguridad, los coches conectados o los juegos móviles. Casos de uso que combinan la necesidad de una conectividad robusta, un procesamiento de información ultrarrápido y una optimización dinámica de la red en tiempo real.
Además, se han realizado pruebas en orquestación para redes virtualizadas y por supuesto, se ha trabajado en radio, tanto con 5G New Radio, como con acceso radio en bandas milimétricas, lo que ha permitido dar soporte a nuevos casos de uso que requieren prestaciones muy exigentes.
Evolucionando las capacidades de la red más allá del 5G
Ahora que las redes 5G son ya comerciales, el laboratorio entra en una nueva etapa. El objetivo es apoyar el desarrollo de la siguiente fase de la tecnología y hacerlo probando su valor en diferentes sectores.
Con la consolidación de la tecnología 5G en las redes de todo el mundo y la evolución a 5G-Advanced (versiones 17 a 20 del 3GPP) se abren oportunidades para nuevas aplicaciones revolucionarias, una gran cantidad de nuevas tecnologías se irán introduciendo paulatinamente en la red en su evolución hacia el 6G y esto es lo que 5TONIC ha presentado recientemente en su Whitepaper “Exploring the future of the network. Building a new tech ecosystem” donde profundiza en su visión para los próximos años.
Una gran cantidad de nuevas tecnologías se irán introduciendo paulatinamente en la red en su evolución hacia el 6G
En el corto y medio plazo tendremos servicios de edge computing, configurando lo que ha dado en denominarse edge-to-cloud continuum (en castellano “el contínuo”) construido como la agregación y la federación de múltiples edges distribuidos y clouds, públicos y/o privados que darán soporte tanto a funciones de red virtualizadas o cloudificadas como a aplicaciones para clientes finales o empresas. Constituirán un recurso de computación distribuida a disposición de las operadoras y los clientes, del mismo modo que ahora lo es la propia conectividad.
También se producirá la extensión de Radio 5G de alta capacidad de manera masiva con despliegues 5G-NR (new radio) y coberturas selectivas con milimétricas y Wi-Fi6 y Wi-Fi7, nuevas antenas como 8T8R FDD en bandas medias y FDD massiveMIMO y nuevas capacidades como localización precisa, conectividad dual, agregación de portadora y mejora del uplink de 5G-Advanced.
Asimismo, se verá la consolidación del entorno de “programación” o “programabilidad” de la red, a través de plataformas de network as a service (NaaS) que ofrecerán APIs (iniciativa Open Gateway) para su uso por parte de desarrolladores de aplicaciones y empresas. Todo ello habrá de ser soportado por nuevas capacidades en la red que puedan ser expuestas para su uso: aquí serán esenciales elementos como NEF/SCEF (Network Exposure Function/Service Exposure Control Function), NWDAF (Network Data Analytics Function), PCF (Policy Control Function), RAN-RIC (RAN Intelligent Controller), SDN-C (Software-Defined Networks), etc.
El network slicing emergerá también en este periodo. En un primer momento de manera estática y basado en características 5G SA y se consolidará como uno de los mayores activos para ser expuesto y monetizado. En el laboratorio ya se ha experimentado con esta tecnología, pero se avanzará en el network slicing dinámico.
Los recursos de conectividad y computación no serán suficientes y tendrán que complementarse con capacidades de procesamiento de datos avanzadas. Será posible aplicar de manera generalizada técnicas de Big Data y de AI/ML en los diferentes verticales y procesos de negocio, facilitando aplicaciones de análisis de vídeo, recreación de gemelos-digitales a objetos, activos, procesos, etc. Los Dataspaces también se convertirán en herramientas para asegurar la compartición segura y controlada de datos para mejorar procesos, cadenas de valor, etc.
Habrá nuevas funciones de sincronización horaria y soporte en tiempo real, como TSN (Time Sensitive Networking) para la creación, distribución, sincronía y operación de sistemas en tiempo real gracias a la sincronización de datos a baja latencia. También las DetNets (Deterministic Networking) para la implementación de rutas de datos deterministas para aplicaciones en tiempo real con tasas de pérdida de datos extremadamente bajas, variación del retardo de los paquetes (jitter) y latencia limitada, como el streaming de audio y vídeo, la automatización industrial y el control de vehículos.
En el ámbito del IoT se avanzará ofreciendo capacidades avanzadas para ofrecer IoT masivo, como RedCap (Research Electronic Data Capture) facilitando la penetración masiva de sensores y actuadores IoT.
Es difícil predecir la tecnología que estará desplegada en nuestras redes dentro de 10 años, pero lo cierto es que algunos de los elementos de estas innovaciones futuras ya están presentes y 5TONIC seguirá trabajando en ellos en los próximos años.
Es difícil predecir la tecnología que estará desplegada en nuestras redes dentro de 10 años, pero lo cierto es que algunos de los elementos de estas innovaciones futuras ya están presentes y 5TONIC seguirá trabajando en ellos en los próximos años
A largo plazo también se usarán nuevas bandas de frecuencias (7,125 GHz a 24,25 GHz) y THz para 6G (~300 GHz), se innovará en la radio, para 6G, con tecnología giga-MIMO para las antenas, se tendrán superficies inteligentes reconfigurables (RIS, Reconfigurable Intelligent Surfaces), y comunicaciones y sensorización integrada (ISAC, Integrated Sensing and Communication)
En el ámbito de internet, se evolucionará a una Internet descentralizada, Web 3.0, blockchain y DLT (Distributed Ledger Technology) o Tecnología de Contabilidad Distribuida.
También se avanzará en soluciones de orquestación Multicloud que facilitarán el uso de un entorno multi-proveedor híbrido, el denominado continuo Edge-to-cloud.
Habrá redes muy especializadas: in-vehicle, in-body, in-factory, etc. con frecuencias, antenas, dispositivos específicos y con requisitos de computación, seguridad, espacio y limitaciones de potencia que se conectarán entre ellas y con la red pública.
Se seguirá avanzando en comunicaciones cuánticas seguras, mejorando el cifrado (criptografía cuántica segura) y la gestión (distribución cuántica de claves, generación cuántica de números aleatorios).
La computación espacial también se irá consolidando, digitalizando las actividades de máquinas, personas, objetos, así como entornos en los que tienen lugar para habilitar y optimizar acciones e interacciones. Todo ello permitirá aumentar la realidad física con objetos/personas virtuales correctamente posicionados, transformando digitalmente la manera en que las empresas optimizan las operaciones para los trabajadores de primera línea en sus fábricas, emplazamientos de trabajo y almacenes.
Y finalmente, se consolidará el concepto composable networks, con herramientas para desarrollar servicios basados en la combinación de elementos de diferentes redes (e incluso de diferentes proveedores), mediante APIficación enriquecida (NaaS), codificación (Network as Code), iniciativas como Open Gateway (plataforma de exposición de capacidades telco) y orquestación basada en IA/ML para simplificar la gestión de activos y operaciones de red.
Todas estas capacidades tecnológicas nuevas van a habilitar nuevos casos de uso y será el objeto de trabajo de los próximos años del laboratorio. 5TONIC mejorará la infraestructura de sus instalaciones, buscando nuevas oportunidades en los programas europeos y nacionales de innovación (6G, SNS, etc.), trabajando en paralelo en casos de uso que se puedan probar en el marco de estos. Y por supuesto, explorará nuevos sectores con los que colaborar más estrechamente para lanzar proyectos donde la evolución del 5G va a marcar la diferencia. Se trata de sectores como el ferroviario, el aeronáutico, el farmacéutico, los smart corridors, los vehículos conectados, el V2X, la telemetría, el e-health, la sostenibilidad, la educación o la economía circular, entre otros. Sin duda, este es el camino, explorar la red del futuro y todas las tecnologías a incorporar en función del valor aportado.
