Noticias

Desarrollo de EPC de código abierto: una revolución en la industria de las telecomunicaciones

Un análisis de los vEPC en colaboración con GS Lab: una contribución a los proyectos de código abierto en el sector de las telecomunicaciones

Los proyectos de código abierto atraen algunos problemas comunes en la industria. El uso de proyectos de código abierto acelera el desarrollo de productos / soluciones y reduce los costos. Los proyectos de código abierto para sistemas integrados en la nube están a la orden del día.

Hasta hace unos años, las tecnologías de telecomunicaciones no habían logrado aprovechar el poder del código abierto. Este blog tiene como objetivo cubrir el movimiento de código abierto en las telecomunicaciones que se centra en el núcleo de las telecomunicaciones. Cubriremos las capacidades, fortalezas y limitaciones de varios núcleos de telecomunicaciones de código abierto. Las comparaciones se basan en las necesidades de los operadores de telecomunicaciones (MNO y MVNO) y las empresas que tienen que proporcionar redes LTE privadas.

Necesidad de código abierto en telecomunicaciones

Los actores establecidos que ofrecen hardware y software patentados han dominado la industria de las telecomunicaciones durante mucho tiempo. Dos factores principales están cambiando el status quo.

  1. los Expansión de la empresa significó la costosa compra de hardware y software como paquete. Esto es intolerable para implementaciones a gran escala, como LTE privado y servicios de borde, donde se espera que estén conectados un orden de magnitud de dispositivos de usuario o dispositivos de IoT.
  2. los Mayor desarrollo de la red definida por software (SDN) y la virtualización de funciones de red (NFV) separa las capas de hardware y software. Esto permite la optimización de costos mediante el uso de hardware no propietario. El uso de software de código abierto puede reducir aún más los costos.

De acuerdo con estos dos impulsores principales, se han realizado varios esfuerzos en los últimos años para llevar las tecnologías de código abierto a las telecomunicaciones.

Núcleo de paquetes evolucionado virtual de código abierto (vEPC)

EPC es un elemento muy crítico en la infraestructura de telecomunicaciones. Después de varios años de esfuerzo, tenemos varias implementaciones de código abierto vEPC / 5GC disponibles en la actualidad.

Algunas de las opciones más maduras:

  • Open Mobile Evolved Core (OMEC) de Open Networking Foundation (ONF) es una solución de núcleo móvil compatible con 3GPP Rel 15, que consta de EPC y componentes de carga, que están diseñados para una carga enorme y un uso fácil. Se pueden proporcionar componentes individuales de toda la suite, ya que todos los componentes cumplen con las especificaciones 3GPP.
  • Núcleos de magma Lanzado originalmente por Facebook Connectivity y TIP, el objetivo es proporcionar conectividad donde falta. Magma Core aporta abstracción para evitar la complejidad de las redes celulares tradicionales y las mejores prácticas de la industria de TI al sector de las telecomunicaciones.
  • Free5GC es una red central celular 5G para implementar el 5GC, que se define en 3GPP Release 15 (R15) y más allá.
  • Open5Gcore, tal como el Fraunhofer FOKUS Open5GCore Toolkit, implementa la red central 3GPP 5G en la práctica. Genera un prototipo de las funcionalidades de la red principal 3GPP Release 15 y 16 en una forma adecuada para las actividades de I + D. Open5GCore es interoperable con estaciones base 5G NR y dispositivos de usuario.

Arquitectura y componentes

magma consiste:

Access Gateway, incluidos EPC y AAA

Orchestrator, como el controlador central para administrar toda la red central

Federation Gateway que proporciona interfaces 3GPP estándar para interactuar con la red central de MNO

OMEC consiste:

Gateways, como la implementación CUPS de SGW / PGW / SAEGW

Implementación de MME

HSS, PCRF, PCEF, CTF, CDF y componentes para el procesamiento seguro de CDR

Free5GC

Una implementación de 5GC SBA, que consta de casi todos los componentes de 5GC como AMF, SMF, UPF, AUSF, N3IWF, NRF, NSSF, PCF, UDM y UDR.

Open5Gcore, que incluye:

Funcionalidad básica de la red central 5G (AMF, SMF, AUSF, UDM, NRF, UPF)

Implementación de una arquitectura basada en servicios [HTTP/2 OpenAPI, REST]

Integración con 5G NR y UE estándar [N1, N2, N3]

Soporte de diversidad de rutas de datos con descarga local y control de backhaul (PFCP [N4])

Gestión avanzada de sesiones con influencia del tráfico y QoS básica

Soporte de segmento de red

  • Soporte para acceso no 3GPP
  • Mantenimiento del núcleo 4G para acceso LTE y 5G NSA

Comparación de vEPC

caracteristicas OMEC magma Free5GC
Interfaces compatibles

S1-MME, s6a, s6d, S11, Sx, Gx, S1u, SGi, S5S8-C, S5S8-C, Rf, Gz

SG, S6a, Gx, Gy, S1u, SGi, S1-MME

SBI N1, N2, N3, N6, N10, N11, N12, N13

Arquitectura del plano de usuario

Plano de usuario (SGW-U / PGW-U / SAEGW-U): basado en DPDK, basado en P4, basado en BESS

Procesamiento de paquetes en el kernel de Linux

Procesamiento de paquetes en el kernel de Linux

Soporte de carga

Carga sin conexión en la interfaz Gz

Carga en línea en la interfaz Gy

Procedimiento de traspaso

Traspaso basado en S1, basado en X2

Traspaso basado en S1

Diferentes funciones Cambio de rol dinámico entre SAEGW<–>PGW basado en el contexto del usuario y el caso de traspaso
(útil si se utiliza SAEGW y casos de reubicación de SGW)

Función de copia de paquetes a nivel de usuario, en la que los paquetes de control y datos se pueden reenviar a los sistemas de depuración para rastrear / depurar las actividades del usuario.

Detección del plano de control (SGW-C / PGW-C / SAEGW-C) y componentes del plano de usuario (SGW-U / PGW-U / SAEGW-U) con DNS

AWS Stack: una automatización que permite implementar e integrar componentes de Magma en la infraestructura de AWS

Rendimiento y estabilidad (cifras más recientes logradas durante la implementación de PoC / cliente para ambos proyectos)

Número de señalización UE- 50000 a nivel de control: Llamadas por segundo / – 200 CPS Rendimiento a nivel de usuario – 100000 Mpps

Número de señalización UE-30000 en el plano de control: llamadas por segundo / – 50 CPS de rendimiento del plano de usuario – 100000 Mpps

Escalado y HA

Escala horizontal.

Escale las implementaciones de alta disponibilidad

Proyecto orientado a I + D No proporciona HA

Interoperabilidad y pilotos

Se están llevando a cabo varias pruebas de campo con Magma Core y OMEC.

Linux Foundation, TIP y FreedomFi (EE. UU.) / TechBross (UE) y otros miembros de la comunidad desarrollan soluciones con la ayuda de Magma.

OMEC ha sido utilizado por ONF, Intel, T-Mobile, GS Lab y otros miembros de la comunidad para respaldar varios casos de uso.

Opciones de implementación

OMEC y Magma admiten diferentes opciones de implementación y se pueden implementar en clústeres bare metal, VM o K8s. Los scripts de implementación están disponibles tanto para OMEC como para Magma, lo que reduce significativamente el esfuerzo de instalación.

Además, se está trabajando en la introducción de amuletos de juju, que facilitarán aún más el uso y ofrecerán una forma segura de manejar las operaciones del día 1 y del día 2.

diploma

Los esfuerzos de la comunidad han dado como resultado la disponibilidad de soluciones vEPC de código abierto ligeras y rentables. Si es un MNO / MVNO con habilidades en telecomunicaciones, OMEC es una excelente opción. Puede implementar la suite completa o componentes individuales de vEPC. Magma Core es una gran opción si no eres un experto en telecomunicaciones y quieres implementar una red privada con poco esfuerzo. El ecosistema Free5GC se está construyendo y puede convertirse en un núcleo 5G de código abierto de primer nivel.

Canonical se compromete a respaldar todos los esfuerzos de EPC de código abierto mencionados anteriormente. Junto con nuestros socios, creamos una posibilidad repetible para proporcionarlos y administrarlos a través de una operación controlada por modelo con Juju Charms y para proporcionar componentes de infraestructura como MAAS, LXD y MicroK8s.

Con su experiencia de implementación y vEPC de código abierto, GS Lab tiene un profundo conocimiento del desarrollo, personalización, pruebas, estándares / protocolos de comunicación y MEC de los componentes de vEPC. Ha desarrollado sus recursos para experimentar y probar EPC. GS Lab apoya a MNO, MVNO, startups de telecomunicaciones y empresas en el desarrollo o implementación de productos y soluciones que utilizan vEPC y MEC.

autor

Himanshu Purohit, Arquitecto @ GS Lab

Laboratorio GS: https://www.gslab.com/telecom/

En colaboración con Telco PM en Canonical – Maciej Mazur

Publicaciones relacionadas

Deja una respuesta

Tu dirección de correo electrónico no será publicada. Los campos obligatorios están marcados con *

Botón volver arriba