5G FAST

5G FAST

Fase I - Estudo

Título da Idéia

• 5G FAST - Future internet Applied to Super reliable Telecom

Objetivos

• Desenvolver uma PoC sobre 5G que permita preparar a Algar Telecom para a próxima geração de rede móvel criando um ambiente adequado para homologação de novas aplicações e criação de novas soluções como NFVs (Network Functions Virtualization)..
• Entregas:
  • Implantação da SmallCell (Já está instalada)
  • Desenvolvimento de uma aplicação que exija recursos da rede: Game que exija baixa latência.
• Infraestrutura já disponívei:
  • http://www.sourceinnovation.com.br/wiki/LIT_-_UFU

Conceito

• Desde o inicio da criação da comunicação móvel em meados dos anos 80 a busca por maior velocidade, segurança e confiabilidade está aumentando e o 5G chega como mais um passo dentro dessa grande jornada. Além de alta velocidade com uso de grandes larguras de banda com uso de ondas milimétricas, maior segurança e grande confiabilidade a nova geração de redes móveis traz baixa latência que podem chegar na casa dos ms e uso massivo de tecnologias M2M e computação em nuvem para garantir maior velocidade e segurança não só na parte de acesso mas também dentro do core de rede.

Conceitos Tecnológicos

• SDN (Software Defined Network)
  • As redes definidas por software (SDN) é um conceito que aborda o controle das redes de uma forma central utilizando de softwares. A internet se tornou cada vez mais calcificada recebendo muito mais atenção para a camada superior, aplicação, e menos atenção para as camadas inferiores devido ao receio de uma possível colapso devido a algum erro na hora de possíveis atualização ou até a dificuldade de acesso a esses equipamentos. E assim surge uma nova visão para as redes, colocando o núcleo da rede também como alvo de desenvolvimento e atualização.
• Protocolo Open Flow
  • O protocolo Open Flow surge como um dos apoios para a aplicação do SDN, conforme já foi dito a internet se tornou calcificada e bem restrita nas camadas mais baixas, um exemplo são os switches que fazem o roteamento dos dados baseado em sua tabela de roteamento.A forma como essa tabela é implementada com os endereços MAC e portas de saídas do switch está descrita nos protocolos de roteamento e portanto não é editável uma vez que entra em vigor. Dessa forma surge o protocolo OpenFlow para flexibilizar essa interação. Assim é possível gerenciar de forma mais eficiente o funcionamento de equipamentos das camadas baixas (1, 2 e 3) aumentando eficiência da rede.
• NFV (Network Function Virtualization)
  • A virtualização das funções de rede (NFV) consiste na implementação via software de funções que são executadas por equipamentos físicos. O custo para compra, manutenção e obtenção de licenças para muitos equipamentos de rede é alto. Fazendo a virtualização, essas funções podem ser implementadas em máquinas virtuais em servidores únicos flexibilizando configurações e atualizações a aumentando a escalabilidade da rede.
• Slicing Network
  • Slicing Network é um tipo de virtualização da mesma forma que NFV e SDN são propondo um abordagem mais automatizada voltada para software. Dessa forma diversas interfaces de máquinas virtuais podem ser criadas e customizadas para atender um determinado cliente. dessa forma todas as camadas de rede serão "Cortadas" em "fatias" especificadas para cada tipo de aplicação.

Características 

• O sistema 5G é composto por eMBB (enhanced Mobile Broadband), URLLC (Ultra Reliable Low Latency Communications) e mMTC (massive Machine Type Communications), entretanto o 5G FAST terá foco no tema de URLLC que consiste na criação de uma rede de alta confiabilidade e baixa latência. A rede deve ter baixa taxa de erro de bit para estar sempre disponível com cerca de 1 pacote perdido a cada 100.000 e diferente das tecnologias atuais com o LTE-Advanced que possui latência de 20ms vai o 5G prentende impor latência de poucos milisegundos.

Trabalhos correlatos

@article{ji2017ultra,
 title={Ultra Reliable and Low Latency Communications in 5G Downlink: Physical Layer Aspects},
 author={Ji, Hyoungju and Park, Sunho and Yeo, Jeongho and Kim, Younsun and Lee, Juho and Shim, Byonghyo},
 journal={arXiv preprint arXiv:1704.05565},
 year={2017}
}

@inproceedings{yilmaz2016ultra,
 title={Ultra-Reliable and Low-Latency 5G Communication},
 author={Yilmaz, ON},
 booktitle={Proceedings of the European Conference on Networks and Communications (EuCNC’16)},
 year={2016}
}

@article{zong20165g,
 title={5G and the path to 5G},
 author={Zong, Pingping},
 journal={Intel Corporation},
 year={2016}
}

@article{gozalvez20175g,
 title={5G worldwide developments [mobile radio]},
 author={Gozalvez, Javier},
 journal={IEEE Vehicular Technology Magazine},
 volume={12},
 number={1},
 pages={4--11},
 year={2017},
 publisher={IEEE}
}

@article{pätzold20175g,
 title={5G Developments Are in Full Swing [Mobile Radio]},
 author={Pätzold, Matthias},
 journal={IEEE Vehicular Technology Magazine},
 volume={12},
 number={2},
 pages={4--12},
 year={2017},
 publisher={IEEE}
}

@article{van2017unavoidable,
 title={The Unavoidable Convergence of NFV, 5G, and Fog: A Model-Driven Approach to Bridge Cloud and Edge},
 author={van Lingen, Frank and Yannuzzi, Marcelo and Jain, Anuj and Irons-Mclean, Rik and Lluch, Oriol and Carrera, David and Perez, Juan Luis and Gutierrez, Alberto and   Montero, Diego and Marti, Josep and others},
 journal={IEEE Communications Magazine},
 volume={55},
 number={8},
 pages={28--35},
 year={2017},
 publisher={IEEE}
}

Motivação

• Arquivo:5G-Overview-URRLC-eMBB-mMTC-v2.png|Overview URLL eMBB mMTC-v2.png
• Arquivo:5G-MassiveMTCChallenge-Oportunities.png
• Arquivo:5GInfrastructure.png

Estudo Dirigido

• eMBB
• mMTC
• URLLC

Fase II - Ensino

Conteúdo

Desenvolva um conteúdo que possa transmitir o conhecimento adquirido para outros
Crie um material (Wiki, PDF, PPT, ...) que possa ser armazenado e facilmente atualizável

Apresentação

Apresente ao grupo (reunião, EAD, Blog, ...)
Publique aqui

Metodologia

Scrum

• Fase 1
  • Sprint 1 - Implantar 4G no LIT

Fase III - Exemplo de Caso de Negócio

Benefícios para quem for oferecer esta solução

    Descrever em tópicos os benefícios que uma pessoa ou uma empresa podem obter: ganhos, receitas, novos negócios, novos produtos, novas parcerias

Benefícios para o usuário

    Descrever em tópicos os benefícios para os usuários desta solução.
    Pode se inspirar no Canvas.

Direcionadores chave para esta iniciativa

    Descrever em tópicos o que esta iniciativa pode proporcionar

Possíveis modelos de negócios

    Descrever em tópicos os possíveis modelos de negócios

Business Case

    Descrever um exemplo de negócio que permita avaliar a solução comercialmente

Barreiras encontradas

    Aponte aqui quais foram os principais obstáculos encontrados para o desenvolvimento desta solução

Fase IV - Protótipo orientado ao Negócio

Escopo

Explique o escopo deste protótipo

Limitações

Informe sobre as limitações técnicas, comerciais, operacionais, recursos, etc.

PoC

Desenvolva um PoC (Proof of Concept)

Detalhamento Técnico

Descreva especificamente os aspectos técnicos desta pesquisa

Cronograma Macro

• 18/04
  • Pauta:
    • Propor estudos relativos ao 5G com objetivo de aprofundamento teórico, criação de artigos e participação em eventos
    • Apresentação do projeto 5G Fast
    • Discussão sobre Trial 5G

• 02/05
  • Pauta:
    • Apresentação do trabalho "Network Slice Broker" - Aryadne
    • Discussão sobre Trial 5G

Pesquisadores

• Adriano Ghenov Pimenta
• Daniel Ricardo Cunha Oliveira
• Daniel Pereira Lima -
• Enock Cabral Almeida Vieira
• Fernando Bagliano Junior
• Igor Henrique Leite
• Lucas Gonçalves Pereira
• Murilo Henrique Duarte
• Paulo Vitor Costa Lima
• Rafael Gil Nascimento
• Tiago Barros de Souza
• Vinicius Faustino Silva

• UFU
  • Flávio Oliveira Silva
  • Aryadne Guardieiro Pereira Rezende
  • Gustavo Silveira
  • Luiz Cláudio Theodoro