“Network slicing”: por qué la segmentación o el ‘rebanado’ de la red se vuelve clave para la adopción de las redes 5G

Ancho de banda. Oro digital. Alma del internet. Yugular de la conectividad internacional. Sistema de distribución de selfies.  Esa es la idea… el ancho de banda es algo que todo el mundo quiere, en particular, el ancho de banda móvil. Mayor ancho de banda se ha vuelto el beneficio más codiciado al cual siempre hacen referencia las personas al hablar acerca de las redes móviles 5G del futuro , ¿y cómo no serlo?, la promesa de ancho de banda 5G le representa alrededor de 10Gbps a cada usuario final, aunque eso sería en el mejor de los casos y según cada caso de uso. Cualquier usuario adicto a su smartphone insiste que, ante todo, lo que más necesita, son unos 10Gbps de banda ancha, aunque la verdad, ¿qué haría alguien con esta cantidad de banda ancha? Seamos realistas, ¿cuántos videos de gatitos en alta resolución se pueden ver a la vez? ¿Qué tan grande es la pantalla de su dispositivo?

Esa es precisamente la base del concepto de network slicing que refiere a una segmentación o ‘rebanado’ de la red adecuando el tamaño de la conectividad móvil para los distintos casos.

¿Qué es network slicing?

En el sentido técnico, el ‘rebanado’ de la red permite a los operadores de redes móviles (MNO en inglés) manejar y operar múltiples redes virtuales sobre una infraestructura de red física común. Esta segmentación o rebanado hace posible una partición virtual de la red de acceso por radio (RAN), los componentes de red centrales de Evolved Packet Core (EPC) y la red de conmutación y agregación hasta los centros de datos, donde se alojan los contenidos a los que se tienen acceso y las aplicaciones.

Un motor de sincronización de servicios integral se dedica a rebanar las redes (lógicas) virtuales de los recursos de red físicos para facilitar los servicios Naas (Network-as-a-Service) adaptados para cada caso. Las rebanadas se caracterizan por casos de uso en particular que dictan el desempeño de la red en base a parámetros relacionados a medidas como capacidad, latencia, seguridad, duración, confiabilidad y cobertura geográfica, por mencionar unos cuantos.

Más casos de uso, mayores vías de ingresos

El 5G promete compatibilidad con una amplia variedad de casos de uso, muchos de los cuales se espera justifiquen y financien el desarrollo considerablemente caro de esta próxima generación de redes móviles. Lo anterior ha dado pie a una cantidad de agresivas metas de desempeño de tipo aspiracional para el 5G, como se mencionó en un blog anterior y detalladas a continuación.

Índices de conexión hasta de 10Gbps a dispositivos móviles en campo

  • Hasta 1000 veces más de ancho de banda por unidad de área
  • Hasta 100 veces más dispositivos conectados
  • Disponibilidad de red percibida del 99.999 por ciento
  • Cobertura de red percibida del 100 por ciento
  • Máximo de 1ms en retraso de vuelta completa de punta a punta (latencia)
  • Hasta un 90 por ciento de reducción en el uso energético de la red

La meta de tipo aspiracional que más atención recibe en medios es la primera, es decir 10Gbps al usuario móvil, seguramente por ser algo que todos apreciamos de primera mano. No obstante, las otras metas de desempeño son igualmente importantes para muchos de los casos de uso nuevo que se espera fomenten la adopción del 5G. A continuación, se detallan casos de uso generalmente promovidos como razones por  las cuales las redes móviles 5G son sumamente necesarias.

  • Acceso a internet fijo de banda ancha de tipo residencial
  • Vehículos autónomos
  • Mejor movilidad del usuario (por ejemplo, trenes de alta velocidad)
  • Servicios de difusión (por ejemplo, la televisión móvil)
  • Comunicaciones extremas en tiempo real (por ejemplo, Internet táctil, realidad aumentada, realidad virtual)
  • Servicios vitales críticos (por ejemplo, servicios de emergencia y de primera respuesta)
  • Comunicaciones ultra-confiables (por ejemplo, monitoreo remoto de salud)
  • El Internet de las Cosas (IoT) masivo de cosas (por ejemplo, el ‘Internet de vacas’, aunque parezca mentira, esto es algo real)

Los retos de marketing ante los distintos usos de las redes 5G

La migración de servicios que en la actualidad utilizan sus propias redes inalámbricas independientes, integrada a la creación de nuevos servicios que harán uso del rendimiento de la red móvil de 5G, servirá para ir fortaleciendo el caso de negocio de las inversiones sustanciales que los operadores de redes móviles deberán hacer para implementar la nueva tecnología 5G. Puede que sea mucho más sencillo lograr que los usuarios adopten nuevos servicios que no se pueden atender con las redes móviles de 3G/4G actuales, que convencer a los usuarios de redes inalámbricas dedicadas a cambiarse a redes 5G. Lo anterior se debe a que tienen muy buenas razones para contar con sus propias redes dedicadas, por motivos de control, personalización, disponibilidad, confiabilidad, seguridad, familiaridad y otra serie de atributos optimizados para sus casos particulares, y aunque fuera posible, les sería complicado atenderlos mediante los servicios de redes móviles existentes.

Veamos un ejemplo, que es el caso de los servicios de emergencias —aquellos servicios de los cuales nos valemos para salvar una vida en caso de desastres, incendios, terremotos, tornados, huracanes, y cada vez más (y lamentablemente) las desgracias intencionales—. Este valiente personal de apoyo suele utilizar servicios de comunicación que cuentan con una red inalámbrica dedicada, ya que eso les permite coordinar mejor sus actividades y atender más rápidamente sus situaciones de emergencia. Que estos usuarios se pasen de su comprobada y confiable red inalámbrica, personalizada a lo largo de décadas y adaptada a sus necesidades específicas, sin duda será una enorme tarea para cualquier operador de red. El ahorro por sí solo no será motivo suficiente para convencerlos de abandonar su red inalámbrica dedicada o de migrar hacia una red móvil de mejor esfuerzo compartida por todos los demás, a no ser que se implemente el concepto de network slicing, que proporcionaría el mismo rendimiento pero dentro de una red móvil compartida.

El llamado rebanado de la red 5G permitirá a los operadores ofrecer redes virtuales a través de la misma red móvil física utilizada por las demás personas, e imitará el mismo o incluso tendrá mejor rendimiento que la red dedicada sustituida, en términos de capacidad, velocidad, latencia y, lo que es más importante, disponibilidad, en el caso del personal de emergencia mencionado en el ejemplo anterior.

Por ejemplo, si se diera el caso de que partes de la red móvil dejan de funcionar en un huracán, a causa de la caída de torres transmisoras, los servicios de comunicación disponibles al personal de servicios de emergencia se redireccionarían con mayor prioridad que la comunicación de cualquier otra persona, aunque claro, esto sucedería a un mayor precio. Así, se garantizaría mayor prioridad de acceso a la red a quienes deban comunicarse entre sí ante una situación de emergencia y se asignaría mucho menos prioridad a quienes se están tomando selfies en el mismo lugar del desastre. El aspecto de ‘slicing’ o rebanado es lo que daría pie a esta clasificación por prioridades.  

La virtualización, aspecto clave

Con el fin de racionalizar las inversiones sustanciales y garantizar la factibilidad financiera a largo plazo, las redes de 5G deben ser compatibles con una extensa variedad de usos generadores de ingresos, que exigirán desempeño en el servicio de la red muy diferente. Este planteamiento de usos según el caso, ayudará a garantizar que una nueva red móvil de 5G se mantenga sumamente rentable para un operador móvil, sino de otra forma, ni por qué molestarse en actualizar la red. Para lograr estas metas, las redes 5G deberán ser adaptables, dinámicas y programables de punta a punta, empleando montajes virtualizados. Esto se facilita al implementar rebanadas de red para cada uso según el caso, con desempeño personalizado invocado de forma autónoma y programática. Una red móvil 5G de punta a punta realmente flexible, permitiría a los MNO ofrecer un rango de servicios de comunicación mucho más amplios, construidos sobre ciertos casos existentes, nuevos o por crearse, que garantizarán fuentes de ingresos innovadoras y constantes, más allá de una simple conectividad y capacidad.

Para atender la amplia gama de casos de uso existentes o nuevos de forma eficaz en función de costos, las redes móviles de 5G seguramente estarán basadas en bloques modulares (virtualizados) lógicos en lugar de los bloques modulares físicos tradicionales. Esto reducirá los tiempos de introducción al mercado de toda oferta nueva e innovadora de servicios, lo que a su vez les permitirá contar con ventajas competitivas por ser los primeros en tomar la iniciativa. Cualquier aspecto que eleve la diferenciación de los servicios de red móvil sin duda será algo que los MNO estudien de cerca, si bien es cierto que ya la mercantilización de la banda ancha móvil nos ha alcanzado.

SDN y NFV como bloques modulares

Los múltiples beneficios prometidos resultado de las redes definidas por software (SDN en inglés) a fin de cuentas involucran la abstracción completa de la infraestructura de red física. Esto permite que el comportamiento de red se adapte a los niveles de desempeño de servicio garantizados para cada uno de los usos ofrecidos. Las rebanadas de red pueden implementarse desarrolladas a la medida para cada uno de los casos ofrecidos, sobre el mismo conjunto de activos de red físicos. Esto permite a los operadores desplegar una sola red física capaz de apoyar una cartera de servicios mucho más amplia, con la finalidad de diversificar, extender y aumentar flujos de ingresos constantes, de forma sumamente rentable. Se acabaron aquellos días de una sola infraestructura de red móvil que en su mayoría le brinda al usuario servicios de mejor esfuerzo, y esto limita profundamente la cantidad y tipo de casos de uso permitidos y habilitados.

La virtualización de las funciones de red, (NFV en inglés) hace posible que las funciones de la red se desplieguen e implementen estrictamente mediante software, en lugar de tener que comprar, enviar, instalar y activar aparatos físicos como tal. De hecho, uno de los beneficios más prometedores de la NFV es precisamente la capacidad de ejecutar una variedad de Funciones de Red Virtual (VNF) independientemente de la ubicación física, lo que significa que las VNF se pueden desplegar y ejecutar en diferentes partes de la red mayor para cada segmento o rebanada de la red, donde quiera que tenga mayor sentido, relacionado con el rendimiento, los costos, la confiabilidad, la disponibilidad y la seguridad.

Retos e inquietudes en materia de seguridad

La segmentación o rebanado de la red 5G se predica sobre la noción de compartir la misma infraestructura de red física subyacente mediante la segmentación lógica según los distintos casos de uso. Esto quiere decir que el usuario final debe sentirse sumamente cómodo con el hecho de que el tráfico de su red está plenamente y totalmente seguro de los demás casos, especialmente en aquellos casos de uso más novedosos, como los servicios de emergencia antes citados. Los retos en materia de seguridad tienen que ver con aspectos de una selección e implementación adecuada de tecnologías, así como con atender exitosamente las inquietudes de quienes sean mucho más paranoicos. No hay duda alguna de que convencer a todos los usuarios del uso merecido en todos los casos de compartir la misma red será un gran reto que tendrán que superar los operadores, pero se puede lograr siempre y cuando la red 5G se diseñe, segmente y asegure según cada caso de uso. Ahora bien, la implementación de tecnología de seguridad de red es una cosa, pero convencer a ciertos usuarios de que sus datos se encuentran muy seguros, es totalmente otra. Es posible claro, pero sí requerirá de mucha inversión en cuanto a tiempo y dinero.

La orquestación  

Los operadores de redes móviles quieren desplegar, manejar y ofrecer servicios al menor costo posible sin comprometer la calidad del servicio o la experiencia de sus clientes. Esto quiere decir que desde la perspectiva de la provisión de servicios, las redes 5G tendrán que manejarse de manera automática y bien sincronizada. La orquestación de la conectividad del servicio de red, junto con las funciones de red encadenadas, requerirá de soporte de carácter administrativo, multi-dominio y multi-proveedor. Cada segmento de 5G implicará rendimiento de red adaptado para cada caso de uso, esto a través de nodos físicos y lógicos individuales de una variedad de proveedores distintos. Es aquí precisamente donde el concepto de apertura le ayudará a los operadores a implementar con más rapidez y mayor facilidad las rebanadas de red 5G y los servicios de red asociados. Las interfaces de software abiertas y estandarizadas, a la par de una orquestación de servicios multidominio (MDSO) serán clave para utilizar la tecnología de red 5G centrada en cada caso y alrededor de los distintos modelos de negocio.

Rebanar el pastel de la red 5G

Es importante destacar que el concepto de rebanar virtualmente los recursos de red física compartidos lleva décadas en existencia, a manera de redes privadas virtuales (VPNs) sobre redes LAN y WAN basadas en paquetes. ¿Es cierto que lo viejo se vuelve nuevo? La verdad es que no necesariamente.

El concepto de rebanado de red 5G será mucho mas desafiante que una red VPN en el sentido de que involucra una combinación de muchas tecnologías de red existentes y emergentes relacionadas a redes inalámbricas, cableadas, RAN, EPC, SDN, NFV, ópticas, pequeñas celdas… que se asociarán con casos de uso mucho más exigentes, y muchos de los cuales ni se han concebido aún. Independientemente de los tremendos retos tecnológicos en materia de segmentación de la red, muchos consideran que es la mejor forma de justificar las inversiones de 5G, dado que hace posible toda una gama de casos de uso existentes y nuevos, mismos que justifican las inversiones en 5G de hoy y hacia el futuro.

Brian Lavallée
Brian Lavallée tiene más de 20 años de experiencia en telecomunicaciones, y ha ejercido roles en administración de línea de producto, ingeniería de sistemas, investigación y desarrollo y fabricación. Durante su carrera, trabajó en varias áreas de redes ópticas incluyendo los segmentos de acceso, metro, regional, longhaul e infraestructura submarina. Tiene una licenciatura en Ingeniería Eléctrica de la Universidad de Concordia y un MBA en Marketing de la Universidad McGill de Montréal, Québec, Canada.

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