Core 5G SA

Fase I - Estudo

Título da Ideia

Core 5G SA – Evolução do Core e Adaptabilidade da Plataforma OCS

Objetivos

• Entender a transição do Core 5G NSA para Core 5G SA, com foco no impacto técnico e operacional.

• Mapear adaptações necessárias em plataformas existentes (ex: OCS) para suportar cobrança e políticas em ambiente 5G SA.

• Avaliar benefícios e desafios na implementação de um core nativo 5G standalone.

Conceito

A pesquisa está inserida no contexto do avanço do 5G no Brasil, que desde dezembro de 2024 tem faixa liberada em todos os municípios e prazo de instalação até 2029 . A Anatel exige que as operadoras migrem do NSA para SA usando o 5G Release 16 Projetos correlatos incluem iniciativas na Algar (ex: Drive Test 5G e OCS interno) e em outras operadoras que estão avaliando o modelo SA. Internacionalmente, empresas como Vivo, TIM e Claro no Brasil testam SA, mas ainda limitam o serviço a planos específicos e regiões piloto

• Conceitos e arquitetura do 5G SA vs NSA
  • Definições e Visão Geral
    • 5G NSA (Non‑Standalone): modo de implantação que permite à rede usar o RAN 5G (gNodeB) para dados, enquanto mantém o core 4G (Evolved Packet Core) para controle, autenticação, mobilidade e chamadas. Utiliza o canal de controle LTE para iniciar sessões e depois adiciona a camada 5G para oferecer aumento de velocidade
    • 5G SA (Standalone): rede totalmente baseada em 5G — com RAN e core nacionais. Utiliza a arquitetura Service-Based do 3GPP, com funções modulares: AMF, SMF, PCF, CHF, UDR/UDSF, UPF, NEF etc.
  • Diferenças Técnicas Principais

• • Arquitetura de Rede
    • NSA
      • O UE conecta-se simultaneamente a LTE e NR (EN‑DC
      • A camada de controle LTE gerencia sessões.
      • O tráfego NR é adicionado ao core 4G.
    • SA:
      • O UE conecta diretamente ao gNodeB, que interage com o 5G Core: funções como AMF, SMF, PCF, CHF, UDR, UPF e NEF .
      • Comunicação entre funções via APIs REST, permitindo orquestração cloud-native.
  • Casos de Uso e Benefícios
    • NSA:
      • Vantagem: rollout rápido com baixo investimento.
      • Desvantagem: não habilita URLLC e slicing nativo; consumo de energia mais alto; dependência contínua do LTE.
    • SA:
      • Habilita slicing, URLLC, mMTC, redes privadas, IoT massivo e voz nativa sobre 5G (VoNR) .
      • Latência real < 5 ms e suporte a velocidades teóricas de 10‑20 Gbps.
      • Redução do consumo de energia e maior confiabilidade.
  • Desafios e Considerações
    • Custos: SA exige novo core, NFV/cloud, treinamento de equipes.
    • Dispositivos compatíveis: necessitam firmware e módulos com suporte a VoNR, NSA/SA e bandas específicas .
    • Complexidade de implantação: RAN, core e operações devem ser redesenhados.
  • Evidências e Feedback de Operadores
    • Implantação global: até setembro de 2023 menos de 50 operadoras lançaram SA comercialmente.
    • Experiências de uso (via Reddit):
      • “5G SA handles load much better than LTE in general. In busy areas […] NSA mode slows to a crawl”.
      • “SA oferece melhor latência, melhor alcance e melhor bateria, enquanto NSA oferece maior banda”.
    • Esses relatos confirmam vantagens reais do SA em ambientes congestionados e na eficiência energética.
  • Implicações para a Algar
    • Transição técnica: migrar do NSA atual para SA exigirá suporte nativo do core, integração de PCF, CHF, UDR, e adaptação da OCS existente ao novo modelo.
    • Oportunidades: habilitar serviços premium (slicing, VoNR); IoT industrial; cidades inteligentes.
    • Riscos: investimento e tempo; compatibilidade de dispositivos; dependência de fornecedores e maturidade das plataformas.
• O OCS atual funciona bem em NSA, mas em SA precisa ser intermediado por um CHF conforme 3GPP Release 16.
• O CHF unifica cobrança online/offline, centraliza eventos de consumo e se conecta tanto à PCF quanto ao OCS.
• Há soluções que permitem uso progressivo do OCS legado, com tradutores de protocolo, antes da substituição total por CCS.

Características 

A ideia apresenta as seguintes características principais:

Foco em evolução tecnológica: A proposta parte da premissa da transição obrigatória do 5G NSA para o 5G SA no Brasil, considerando os prazos e exigências regulatórias da Anatel, bem como tendências internacionais.

Abordagem técnico-operacional: O estudo vai além da descrição arquitetural, explorando os impactos diretos no plano de controle, plano de dados e nos sistemas de suporte à operação e cobrança (BSS/OSS), com ênfase no papel do OCS (Online Charging System).

Integração com contextos reais: Considera projetos internos em andamento, como o uso do OCS proprietário da Algar e os testes de Drive Test com 5G, permitindo correlação entre teoria e prática.

Análise modular da arquitetura SA: A pesquisa detalha os principais componentes do core 5G SA (AMF, SMF, UPF, CHF, PCF, NEF, etc.), destacando suas interações e interfaces via APIs REST, promovendo visão moderna, orientada a microsserviços e cloud-native.

Adaptação de sistemas legados: Um dos eixos do estudo é entender como sistemas legados, como o OCS atual, podem ser adaptados para funcionar em ambiente SA, utilizando soluções intermediárias como CHF (Charging Function) e tradutores de protocolo.

Exploração de casos de uso avançados: O projeto contempla a ativação de novos modelos de serviço viabilizados apenas com 5G SA, como slicing de rede, voz nativa (VoNR), redes privadas, URLLC e aplicações industriais e de IoT massivo.

Consideração de riscos e dependências: A proposta reconhece os desafios práticos na implementação do core SA, incluindo custos de transição, complexidade de operação, maturidade da cadeia de fornecedores e necessidade de atualização de dispositivos terminais.

Relevância estratégica: O estudo é relevante para o planejamento de médio e longo prazo da infraestrutura da operadora, fornecendo subsídios técnicos e estratégicos para decisões sobre investimento, evolução de rede e roadmap de serviços.

Estudo Dirigido

• Dominar plataformas
• Estudar evolução das tecnologias de rede móvel
• Estudar tecnologia 5G SA e NSA
• Entender as principais diferenças entre as tecnologias
• Definir os requisitos para implantação do SA em relação as plataformas
  • OCS
  • SMS
  • EIR

Fase II - Ensino

Conteúdo

https://algarnet-my.sharepoint.com/:b:/r/personal/lclaudio_inovacaobrain_com_br/Documents/Brain/PoC%20e%20P%26D/Core%205G%20SA/Core%205G%20SA_NSA.pdf?csf=1&web=1&e=yh37ZM

Apresentação

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

Metodologia

A pesquisa adota uma abordagem exploratória, técnico-analítica, com as seguintes metodologias:

Estudos básicos para conhecimento do potencial do 5G SA frente ao NSA, com foco em arquitetura, benefícios operacionais e viabilidade técnica.

Estudos para entendimento sobre o problema, com análise do impacto da migração para 5G SA nas plataformas atuais, especialmente o OCS.

Hipóteses

 Que questões envolvem a pesquisa? 
O que se espera provar?
O que se espera como resultado?
Explicações e argumentos que subsidiem a investigação em curso

A pesquisa parte das seguintes hipóteses centrais:

H1: A transição do Core 5G NSA para SA exige mudanças estruturais significativas nos sistemas de suporte à operação e cobrança (como o OCS). Espera-se comprovar que o modelo atual, baseado em EPC e integrações legadas, não é suficiente para atender às exigências do 5G SA, principalmente em termos de orquestração, eventos em tempo real e suporte a slicing.

H2: A plataforma OCS existente pode ser adaptada progressivamente para o ambiente 5G SA através da introdução de componentes intermediários, como o CHF (Charging Function). A pesquisa busca evidenciar que é possível manter parte da infraestrutura legada utilizando tradutores de protocolo ou gateways de integração, adiando a substituição completa do sistema.

H3: A adoção de um core 5G SA nativo oferece ganhos mensuráveis de performance, eficiência energética, escalabilidade e novos modelos de serviço. Com base em benchmarks e feedbacks de operadoras, espera-se comprovar que o SA é tecnicamente superior ao NSA em ambientes reais, especialmente em redes congestionadas ou para habilitação de serviços avançados (VoNR, slicing, IoT industrial, etc.).

H4: A evolução para o 5G SA apresenta desafios operacionais e estratégicos que requerem planejamento de médio e longo prazo. A pesquisa deverá confirmar que fatores como custo de implantação, capacitação técnica, compatibilidade de dispositivos e maturidade do ecossistema impactam diretamente o ritmo de adoção do SA.

Fase III - Exemplo de Caso de Negócio

Product Backlog

Descreva os requisitos deste projeto

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

Pesquisa de Mercado e Análise de Tendências

 Coletar dados relevantes sobre o mercado, como tamanho, crescimento, concorrência e comportamento do consumidor. Identificar tendências tecnológicas, comportamentais ou regulatórias que possam impactar o projeto.

Análise de Concorrentes e Soluções Existentes

 Pesquisar e analisar soluções concorrentes ou similares no mercado. Entender como os concorrentes monetizam suas soluções e identificar oportunidades de diferenciação.

Público - Alvo

  Identificar os principais segmentos de clientes (B2B, B2C, etc.). Descrever as características demográficas, comportamentais e necessidades do público-alvo.

Cenários e Oportunidades

  Avaliar a possibilidade de contratar fornecedores externos para acelerar o desenvolvimento. Considerar o desenvolvimento interno da solução, se for viável. Explorar parcerias estratégicas com outras empresas ou investidores.

Premissas Financeiras

  Listar os principais custos envolvidos no desenvolvimento e operação da solução. Estimar a receita esperada com base em projeções de mercado. Considerar reajustes anuais de preços ou custos.

Riscos do Projeto

  Identificar os principais riscos do projeto (tecnológicos, financeiros, de mercado, etc.). Propor estratégias para mitigar os riscos identificados.

Business Case

    Anexar material de apresentação do Business Case (caso exista)

Alinhamento com Lei do Bem

• Projeto possui algum elemento tecnologicamente novo ou inovador?

Elemento tecnologicamente novo ou inovador pode ser entendimento como o avanço tecnológico pretendido pelo projeto, ou a hipótese que está sendo testada

• Projeto possui barreira ou desafio tecnológico superável?

Barreira ou desafio tecnológico superável pode ser entendido como aquilo que dificulta o atingimento do avanço tecnológico pretendido, ou dificulta a comprovação da hipótese

• Projeto utiliza metodologia/método para superação da barreira ou desafio tecnológico?

Metodologia/método para superação da barreira ou desafio tecnológico pode ser entendido como aqueles atividades que foram realizadas para superação da barreira ou do desafio tecnológico existente no projeto

• Projeto é desenvolvido em parceira com alguma instituição acadêmica, ICT ou startup?

Se sim, o desenvolvimento tecnológico é executado por associado ou por alguma empresa terceira? qual o nome da empresa? 
Anexar cópia do contrato

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)

Privacidade (LGPD)

• Avaliar condições referentes à Lei Geral de Proteção de Dados

Detalhamento Técnico

Descreva especificamente os aspectos técnicos desta pesquisa

Histórico

Responsável: Gabriel de Freitas Villela

Semana de 05 à 09/05/2025

• Ideação (considerado o kickoff da pesquisa) - 06/05/2025

Semana de 12 à 22/05/2025

• Estudo dirigido sobre conceitos do 5G
• Estudo dirigido sobre evolução da rede móvel

Semana de 36 à 30/05/2025

• Estudo sobre 5G SA (Avaliar diferenças entre SA e NSA).
• Estudo sobre Plataforma OCS (Começar pela Wiki).

Semana de 02 à 06/06/2025

• Ideação - 05/06/2025

Semana de 09 à 13/06/2025

• Continuação de Estudo sobre 5G SA (Avaliar diferenças entre SA e NSA).
• Correlacionar Plataforma OCS com 5G SA.

Semana de 16 à 18/06/2025

• Necessário realizar reunião com Ericsson para definir próximos passos

Semana de 23 à 27/06/2025

• Alinhamento sobre atualilzação da pesquisa
  • Participantes: Gabriel Villela, Luiz Cláudio
• Acionar Quartela para discussão das plataformas OCS e SMS.
  • Retorno que tivemos do Danilo é que está com uma demanda muito alta e está precisando priorizar, vamos seguir com Ericsson.

Semana de 30 à 04/07/2025

• Aprofundar no entendimento de plataformas
  • OCS - 40% (01/07/2025)
  • SMS - 5%
  • EIR - 0%
• Reunir com Ericson, para definição de próximos passo (Ele não foi brifado ainda)
• LC: Alinhar próximos passos com Ericson e Reginaldo ou Elias

Semana de 14 à 18/07/2025

• Avaliação Sponsor

Semana de 28 à 01/08/2025

• Avaliação Sponsor - 30/08

Pesquisadores

• Gabriel de Freitas Villela
• Heloisa Marimoto