La industria de las telecomunicaciones está en camino a diseño 6G.
Nokia defiende cuatro principios de diseño clave para la arquitectura del sistema 6G : simplicidad, modularidad, resiliencia y optimización del servicio. Si bien se basa en la arquitectura principal del 5G, creemos que la tecnología 6G puede aprovechar aún más los avances en los protocolos de transporte modernos definidos por el IETF. Aprovechando las innovaciones relacionadas, la tecnología 6G puede beneficiarse de una pila de protocolos simplificada y de interacciones mejoradas entre aplicaciones y redes en diversas tecnologías de acceso. Nuestro objetivo es tratar el tráfico de internet como un ciudadano de primera clase en las redes 6G, manteniéndolo seguro y rápido, a la vez que creamos oportunidades de monetización para los operadores de red.
Aprovechar los avances del IETF
Los protocolos de transporte de capa cuatro (L4) de OSI son componentes esenciales de los sistemas de comunicaciones modernos. IETF ha sido la fábrica de protocolos para diversos protocolos de transporte durante décadas. El Protocolo de Datagramas de Usuario (UDP), conocido por su baja latencia y mínima sobrecarga, se utiliza a menudo en escenarios donde la velocidad es esencial, aunque sacrifica la fiabilidad. Por el contrario, el Protocolo de Control de Transmisión (TCP) proporciona una entrega de datos fiable, ordenada y sin errores, lo que lo hace adecuado para aplicaciones donde la integridad de los datos es crucial. El Protocolo de Transmisión de Control de Flujo (SCTP), un protocolo diseñado pensando en la señalización, combina las ventajas de UDP y TCP, ofreciendo fiabilidad, comunicación orientada a mensajes y capacidades de multitransmisión. QUIC es un protocolo de transporte relativamente nuevo que proporciona comunicación cifrada de extremo a extremo y con integridad protegida. Además, permite una configuración de conexión más rápida, un mejor control de la congestión y compatibilidad con la movilidad mediante la migración de rutas y la extensión multiruta.
En las redes 3GPP, la comunicación eficiente y fiable es la máxima prioridad. TCP, SCTP e incluso UPD desempeñan un papel fundamental para satisfacer los diversos requisitos de estas redes avanzadas, cada una con funciones específicas para garantizar una conectividad y un rendimiento óptimos de extremo a extremo. QUIC ya está incluido en las especificaciones de la red 5G para servicios de realidad extendida (XR) y multimedia, así como para servicios de conectividad de sesión de Unidad de Datos de Protocolo (PDU) de acceso múltiple.
Mejora de la arquitectura 6G mediante la evolución del protocolo de transporte
La visión de Nokia sobre la arquitectura del sistema 6G comparte muchos puntos en común con la arquitectura del sistema 5G. Sin embargo, para dar soporte a nuevos casos de uso y alcanzar la excelencia operativa, la arquitectura del sistema debe evolucionar. Por lo tanto, ahora tenemos la oportunidad de aprovechar la evolución de los protocolos de transporte modernos, que ofrecen mejor compatibilidad con la reordenación y la pérdida de paquetes, retroalimentación detallada y mejor control de la congestión, baja latencia y baja pérdida, mayor seguridad y mayor compatibilidad con la nube.
Esta es una descripción general no exhaustiva de las áreas potenciales en las que creemos que 6G puede beneficiarse de los protocolos de transporte modernos del IETF:
Pila de protocolos de transporte del plano de control simplificada y compatible con la nube
Reemplazar protocolos heredados como SCTP por QUIC como protocolo de señalización del plano de control en las interfaces 3GPP establecería una arquitectura simple, escalable, de extremo a extremo y compatible con la nube para 6G. Reduce la necesidad de gestionar la compleja Asociación de Capa de Red de Transporte (TNLA) entre la RAN y el CORE, admite la NATing, proporciona seguridad de protocolo y establece un nonce de aplicación de extremo a extremo, lo que agiliza la respuesta ante fallos y la recuperación. Además, proporciona una evolución natural de las interfaces RAN y CORE y evita los cambios drásticos de otras opciones propuestas (por ejemplo, las interfaces basadas en servicios entre la RAN y el CORE).
Pila de protocolos SBA de alto rendimiento
El 5G introdujo la arquitectura basada en servicios (SBA) en la red CORE. Si bien esta arquitectura funciona correctamente, aún se puede mejorar el rendimiento. Algunos problemas de rendimiento se relacionan con el uso del protocolo HTTP/2/TCP y la serialización. El uso de HTTP/3/QUIC en 6G podría solucionar algunos de los problemas de rendimiento en la capa de protocolo. En Nokia, estamos explorando esta posibilidad mediante una evaluación exhaustiva del rendimiento. La conmutación de protocolos (TCP a QUIC, HTTP/2 a HTTP/3) también puede generar sinergias en la pila de protocolos para las interfaces RAN-CORE y la interfaz basada en servicios (SBI), lo que a su vez reduciría la experiencia necesaria para el mantenimiento de dichos protocolos, lo que se traduciría en un menor coste operativo.
Manejo robusto de tráfico cifrado
El tráfico cifrado está en auge en internet, especialmente el tráfico de vídeo, que requiere un alto ancho de banda y baja latencia. Si bien el cifrado del tráfico es previsible y esencial para la seguridad de las comunicaciones, genera problemas a la hora de proporcionar calidad de servicio (QoS) y gestionar el tráfico en la red. Gestionar el tráfico cifrado de forma robusta implicaría cambiar las suposiciones habituales sobre el tráfico. Si bien la versión 19 de 3GPP comenzó a gestionar el tráfico cifrado de XR y multimedia (XRM) mediante RFC9298 (proxy UDP sobre HTTP: «connect-udp»), aún presenta algunos problemas que deben resolverse, como su falta de adaptación natural al diseño de Connect UDP, la propensión a errores de los ID de conexión (CID) a la asignación de CID virtuales, las complejas interacciones AF/AS y la inclusión de solo servicios XRM. Si bien el 5G sienta las bases, en el 6G el objetivo es gestionar el tráfico cifrado para casos más genéricos a fin de permitir una mejor gestión del tráfico cifrado.
Optimización del servicio mediante interacción en banda y en ruta
La optimización de servicios es uno de los cuatro principios de diseño clave de Nokia para 6G, necesario para gestionar la adopción de servicios interactivos y los requisitos de las aplicaciones. Para impulsar la adopción del marco de exposición y respaldar algunos casos de calidad de servicio (QoS) y aplicación de políticas, será necesaria la interacción en banda y en ruta. El objetivo es permitir interacciones de red en banda y en ruta cuando las aplicaciones se autentican y autorizan mediante métodos del plano de control que utilizan la función de exposición de red (NEF) y el marco de API común (CAPIF). Los protocolos IETF, como el proxy UDP sobre HTTP, ya implementados en los clientes y servidores, son buenos candidatos para estas interacciones en banda y en ruta.
Acceda a una realización de servicios mejorados e independientes
La 6G será más heterogénea que antes, y las características de los protocolos de transporte (recuperación de pérdidas, gestión de reordenamiento, control de congestión, control de flujo, medición de retardos, etc.) son aspectos importantes para la implementación de cualquier servicio. Para proporcionar un servicio integral mejorado sobre redes deterministas, redes de transmisión multiorbital (NTN) y multiacceso con accesos 3GPP/no 3GPP en 6G, es necesario optimizar los protocolos de transporte para proporcionar las características y mecanismos adecuados (p. ej., control de congestión específico para cada acceso, compatibilidad con proxy y tiempos de espera).
Aprovechar nuestro ecosistema y liderazgo en la industria
Nokia ocupa una posición única en el mercado con una sólida presencia en diversas organizaciones de desarrollo de estándares (SDO), como 3GPP, IETF, Broadband Forum (BBF) e IEEE. Nuestra cartera de productos refleja firmemente este compromiso con los estándares y nos permite impulsar los cambios necesarios. Si bien 3GPP sirve como base para la estandarización 6G, las mejoras y extensiones de los protocolos de transporte deben abordarse en el marco de IETF. Además, los estándares BBF e IEEE deben evolucionar para admitir las funciones de los protocolos de transporte, como L4S , para diversas redes de acceso más allá de 3GPP.
Dada la profunda participación de Nokia en estas organizaciones de desarrollo de sistemas (SDO), nos encontramos en una posición privilegiada para actuar como mediadores, garantizando que las mejores propuestas de una organización se aprovechen entre las demás. Este enfoque no solo fortalece los estándares existentes, sino que los transforma en estándares excepcionales, capaces de satisfacer los requisitos de todas las organizaciones. Al reunir las mejores innovaciones de estos ámbitos, podemos diseñar el futuro y una red del futuro impactante, inteligente, sostenible, segura y rápida. NOKIA Blog. Z. S. Traducido al español
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