La Universidad de Tokio, Internet Initiative Japan (IIJ), APRESIA y Fujitsu Limited han desarrollado con éxito un software de código abierto para el sistema móvil privado 5G/6G, haciendo realidad una red central 5G (5GC) de producción nacional y bajo coste. La iniciativa fue llevada a cabo por los socios como parte del Proyecto de Investigación y Desarrollo de NEDO del Estudio de Viabilidad de las Infraestructuras Mejoradas para los Sistemas de Información y Comunicación Post-5G (contratado).
El software 5GC desempeña un papel fundamental en el control de las redes de telefonía móvil, pero la necesidad de producción nacional y la reducción de costes representan retos constantes para hacer realidad tecnologías relacionadas, como la 5G privada. Con el desarrollo de esta nueva tecnología, el IIJ, APRESIA y Fujitsu desarrollaron una versión práctica de 5GC basada en software de código abierto con funcionalidad, rendimiento y estabilidad de nivel comercial. La Universidad de Tokio aportó unauser plane function (UPF) que gestiona una transferencia de datos más avanzada y la selección de rutas combinando el 5GC con propiedades ya conocidas y han solicitado una nueva patente.
Los socios prevén que el eventual despliegue en el mundo real de esta tecnología permitirá a los usuarios introducir sistemas 5G privados a menor coste para su uso en entornos prácticos, lo que conducirá a una mayor adopción del 5G privado en diversas industrias. La combinación de múltiples redes 5G privadas y servicios 5G prestados por los principales operadores de telecomunicaciones permitirá, en última instancia, ofrecer entornos de comunicación más versátiles que las redes 5G privadas por separado.
1.- Visión general
Las redes de telefonía móvil 5G están empezando a utilizarse no sólo como medio de comunicación, como es el caso de los teléfonos y smartphones, sino también en sistemas de infraestructuras críticas que dan soporte a la sociedad, como los pagos y la logística. Aunque la tecnología que compone las redes móviles se basa en un estándar global común, la mayor parte de los equipos de comunicaciones utilizados en las redes móviles reales son fabricados por proveedores de fuera de Japón, que también poseen muchas de las patentes de propiedad intelectual de las tecnologías relacionadas. Esto representa un posible riesgo para la competencia en el mercado y la seguridad económica, por lo que es una prioridad importante, para las empresas y los investigadores japoneses, desarrollar proactivamente productos y tecnologías en previsión de los estándares de comunicación post-5G y de próxima generación que se espera que surjan después de 2025. En el futuro, se espera que la colaboración entre la industria, el mundo académico y el gobierno conduzca al desarrollo de dispositivos de comunicación de nivel práctico y a la resolución de problemas.
En este contexto, en Japón, NEDO ha llevado a cabo su «Proyecto de Investigación y Desarrollo de las Infraestructuras Mejoradas para los Sistemas de Información y Comunicación Post-5G (1) / Estudio de Viabilidad (Contratado)» en torno al tema del «Desarrollo de software de código abierto para los sistemas móviles Local5G/6G». La iniciativa, que tuvo una duración de dos años, desde octubre de 2020 hasta octubre de 2022, dio como resultado el desarrollo exitoso de la tecnología central por parte de los socios para la tecnología de red móvil 5G que puede ser producida a nivel nacional a bajo costo.
2. Principales resultados de este proyecto
– Desarrollo de la red central 5G (2)
A diferencia de la 5GC de los grandes operadores de telecomunicaciones, que está diseñada para gestionar decenas de millones de líneas, la 5GC desarrollada a través de este proyecto es una implementación compacta que puede gestionar de forma eficiente entre varios y varios miles de líneas. El desarrollo basado en software de código abierto (3) también ha disminuido la carga de los costes de propiedad intelectual. Esto lo hace adecuado para entornos en los que se van a construir muchos sistemas 5G a pequeña escala, como el 5G privado. Dado que se implementa como software que se ejecuta en Commercial Off-The-Shelf (COTS), el 5GC también puede estar basado en la nube para su máxima utilización.
Estrategias abiertas y cerradas
El 5GC desarrollado en este proyecto está basado en free5GC, que está siendo desarrollado por ingenieros de todo el mundo como Software de Código Abierto. En general, el Software de Código Abierto es superior en términos de transparencia porque todo el código fuente está disponible públicamente, por lo que es posible comprobar la inclusión de programas con intenciones maliciosas. Por otro lado, algunos Software de Código Abierto carecen de las funciones necesarias para su uso comercial, y existen problemas técnicos como la insuficiente verificación del rendimiento y la estabilidad.
En este proyecto, basándose en los conocimientos del IIJ, que opera redes comerciales, los socios añadieron funciones a free5GC, mejoraron su rendimiento y verificaron su estabilidad utilizando tecnología de APRESIA y Fujitsu, que desarrollan muchos productos de red comerciales, y elevaron su calidad hasta un nivel en el que puede utilizarse como producto comercial. La capacidad de las empresas japonesas de ofrecer un 5GC muy práctico y transparente es también importante desde el punto de vista de la seguridad económica.
Este proyecto define de nuevo la estrategia abierta y cerrada, estableciendo áreas de colaboración en las que los resultados del desarrollo se devuelven a la sociedad (abiertas) y áreas competitivas que se ocupan (cerradas) para mantener una posición ventajosa en el entorno del mercado. Como resultado perteneciente al área de colaboración, las áreas de mejora de free5GC implementadas dentro del proyecto están siendo retroalimentadas por el equipo de desarrollo de free5GC, y los resultados están disponibles en todo el mundo. De este modo, la presencia de las empresas japonesas en un entorno de desarrollo abierto es significativa, no sólo en la era post-5G, sino también a la hora de tomar la iniciativa de los estándares de comunicación de próxima generación. Para obtener resultados en el ámbito competitivo, los socios solicitaron patentes para los últimos descubrimientos de la universidad con el fin de ayudar a elevar el nivel de competitividad industrial de Japón, adquirir propiedad intelectual para competir en el mercado mundial y contribuir a la revitalización de la economía. También están preparando el camino para los modelos empresariales que transfieren la tecnología de las universidades a las empresas de riesgo.
3. Planes futuros
APRESIA y Fujitsu lanzarán continuamente soluciones para redes 5G privadas que combinen la tecnología 5GC desarrollada a través de este proyecto y las estaciones base 5G y los equipos terminales fabricados por cada empresa. El IIJ también promoverá el desarrollo de servicios de comunicación que puedan utilizar múltiples redes 5G privadas empleando el 5GC desarrollado a través de este proyecto y las redes 5G públicas proporcionadas por el IIJ, como operador de red virtual móvil (MVNO) a través de la itinerancia. Además, la Universidad de Tokio tiene previsto suministrar los resultados de este desarrollo a un sistema 5G privado integrado de una empresa de riesgo lanzada por la universidad.
En el futuro, la Universidad de Tokio trabajará junto con las empresas para seguir promoviendo la colaboración entre la industria y el mundo académico en torno a la investigación de soluciones y servicios que utilicen la tecnología 5GC desarrollada en este proyecto, así como para llevar a cabo actividades de I+D sobre equipos de estaciones base abiertas (NR: New Radio) que funcionen en la nube pública para acelerar los esfuerzos para seguir avanzando en las tecnologías de redes de telefonía móvil 5G nativas de la nube.
