Generación de entornos educativos para el estudio de los procesos involucrados en las tecnologías 4G y 5G mediante el uso de herramientas Open Source

Abstract

Hoy en día existe una problemática debido a la adopción tardía de 5G en el Perú, la cual radica en 3 factores: la brecha en la cobertura 4G, la ausencia de un marco regulatorio basado en estándares internacionales y el déficit de capital humano debidamente capacitado para operar, desplegar y hacer uso de las nuevas características de esta tecnología de forma productiva. Ante este panorama, se busca a través de la generación de entornos educativos virtualizados mediante la adopción de herramientas open source, desarrollar los conocimientos tanto prácticos como teóricos sobre las tecnologías 4G y 5G, al igual que las tecnologías emergentes tal como es Open RAN haciendo uso del Near RT-RIC, SBA, CUPS y network slicing. Para cumplir con este propósito, se diseñó e implementó un sistema basado en la integración entre un gestor de infraestructura abierto como Openstack y un microorquestador, el cual mediante APIs era capaz de desplegar distintas topologías según el escenario de interés. Asimismo, se generaron imágenes de máquinas virtuales acondicionadas con los componentes de core y de RAN y herramientas que permiten la trazabilidad de forma que facilite el estudio para cada tipo de escenario propuesto. Adicionalmente, la solución provee acceso a los elementos de red y sus interfaces externas de forma que se puedan realizar las pruebas de funcionamiento respectivas. Para demostrar el funcionamiento de los escenarios se realizaron diversas capturas de paquetes, tanto a nivel de core como RAN, y, haciendo uso de la herramienta Wireshark, se validó mediante una comparación con los estándares propuestos por la 3GPP y la O-RAN Alliance. Finalmente, con la validación obtenida se pudo evidenciar que los escenarios generados cumplen con los requerimientos educativos pues contribuía con la formación académica de los profesionales que necesita el país y la industria móvil; a su vez, esto permite la apertura de nuevas líneas de investigación en el desarrollo de las tecnologías móviles y surge como una alternativa económica ante las soluciones COTS de alto precio.