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Centros de datos en el extremo de la red

Las redes móviles de quinta generación se han diseñado específicamente para admitir aplicaciones y casos de uso innovadores con requisitos de rendimiento exigentes en términos de velocidad, capacidad, latencia y fiabilidad. También se espera que la gran cantidad de dispositivos 5G conectados genere grandes volúmenes de tráfico de datos: IDC predice 90 ZB de datos de dispositivos de Internet de las cosas (IoT) solo para 2025. Pero no toda esa información debe almacenarse y procesarse de manera centralizada.

 

De hecho, gran parte terminará siendo manejada en instalaciones ubicadas en el extremo de la red. De esa manera, se minimiza la distancia que los datos tienen que viajar a través de las redes de conexión entre el dispositivo del usuario final y la infraestructura de procesamiento / alojamiento requerida. Eso puede ayudar a reducir las latencias promedio a alrededor de 10 milisegundos inicialmente, e incluso por debajo del 1 ms exigido por GSM Alliance (GSMA) en implementaciones posteriores de 5G.

 

Tener recursos de almacenamiento y procesamiento localizados significa que la información se puede filtrar, analizar y retroalimentar a los usuarios finales más rápidamente sin tener que hacer el viaje de ida y vuelta a través de una serie de conmutadores, enrutadores, estaciones base, puntos de presencia y redes troncales de telecomunicaciones a una instalación distante. que pueden afectar negativamente al rendimiento.

 

Como tal, es probable que 5G presagie la llegada de un mayor número de centros de datos más pequeños situados más cerca de donde se crean realmente los datos: centros de datos de tipo micro o pod, por ejemplo, así como una arquitectura de alojamiento adecuada integrada en equipos de transmisión de telecomunicaciones (estaciones base , torres de antenas, micrositios y centros de acceso, etc.) e incluso los propios puntos finales (incluidos PC, teléfonos inteligentes y dispositivos IoT).

La topología depende de la aplicación

Ese cambio radical en la estrategia y el enfoque, junto con los vastos volúmenes de datos anticipados, está impulsando inevitablemente cambios en la forma en que las empresas de telecomunicaciones y los MNO brindan conectividad de red. El 5G está diseñado para ser una arquitectura impulsada por el servicio, por lo que la topología exacta que vincula el dispositivo con el centro de datos donde sea que esté probablemente dependerá de la aplicación en sí en la mayoría de los casos.

 

Para una banda ancha móvil mejorada (es decir, conectividad a Internet móvil de alta velocidad desde los teléfonos inteligentes de los usuarios), eso significará una combinación de estaciones base 5G, 4G y WiFi que forman una red de acceso por radio (RAN) que agrega información de los dispositivos del usuario antes de enviarla a un centro de datos local. donde gran parte se almacena en caché (contenido de video, por ejemplo). Las estaciones base transfieren datos a esas instalaciones locales (o de Edge) a través de conmutadores de red de área amplia (WAN) cableados (o arquitecturas de malla inalámbrica en algunos casos) con centros de datos locales que luego se conectan a concentradores regionales o centralizados a través de redes troncales de telecomunicaciones Edge, acceso y núcleo.

 

Se pueden aplicar topologías similares a cargas de trabajo masivas de comunicaciones de tipo de máquina (mMTC), pero se modifican para casos de uso de comunicación de baja latencia ultra confiable (URLLC) que se centran en la conectividad de Internet de las cosas (IoT), incluidas redes de servicios públicos inteligentes, vehículos autónomos, cirugía remota y sistemas de transporte inteligentes, por ejemplo. En este caso, es probable que no se requiera ningún centro de datos local: el filtrado, el procesamiento y el análisis iniciales se pueden realizar en la propia estación base antes de que se transfieran subconjuntos de datos a la instalación de alojamiento regional.

 

RAN depende de antenas densamente empaquetadas

El 5G RAN se compone de varios componentes, que incluyen celdas pequeñas, mástiles y torres de transmisión, estaciones base e incluso concentradores domésticos que agregan tráfico residencial antes de transmitirlo a la estación base más cercana. Las celdas pequeñas con rangos de alrededor de 10 ma algunos cientos de metros son cruciales para brindar redes de ondas milimétricas (mmWave) de gran ancho de banda necesarias para la conectividad eMBB. Debido a que el rango de frecuencia en la banda de ondas de 28-40 GHz que usa mmWave es muy corto, se necesitan más antenas para proporcionar una conexión continua, lo que significa que se utilizarán grupos densamente empaquetados para atender a un gran número de usuarios a la vez. En otros lugares, las macrocélulas 5G utilizarán antenas de múltiples entradas y múltiples salidas (MIMO) para enviar y recibir mayores volúmenes de datos simultáneamente, y MIMO masivo proporcionará nuevamente una mayor densidad en áreas muy congestionadas como ciudades y centros de transporte.

 

En la mayoría de los casos, 5G RAN transmitirá datos a servidores locales que agregan el tráfico de usuarios a las redes de telecomunicaciones centrales a través de algún tipo de conexión WAN de fibra óptica cableada, aunque en algunos casos se utilizarán troncales 5G de ultra alta capacidad que ofrecen un ancho de banda inalámbrico de hasta 10 Gbps. para retroceder el tráfico RAN. Cuando se necesite o se implemente el uso compartido de red con infraestructura 4G, el servidor local también agregará datos de macro sitios 4G, así como puntos de acceso WiFi donde se proporciona cobertura (en el centro de las ciudades, por ejemplo).

 

Cambios en la red central

La RAN no es el único lugar donde se están realizando cambios fundamentales en la configuración de la red para soportar mejor las nuevas arquitecturas 5G orientadas al Edge. También se está llevando a cabo una renovación de los segmentos de la red 5G que no son de radio que conectan dispositivos a los centros de datos, incluidos los nodos de fronthaul y backhaul que agregan tráfico, la red central, el Edge móvil y las redes de acceso.

 

Las empresas de telecomunicaciones y los MNO han pasado los últimos años introduciendo gradualmente redes definidas por software (SDN) y tecnologías de virtualización de funciones de red (NFV) en su arquitectura, principalmente con la intención de reducir costos, acelerar el aprovisionamiento y simplificar la administración de la red, al tiempo que respaldan una mayor computabilidad y colaboración entre diferentes plataformas de telecomunicaciones.

 

Los cambios clave en la red central incluyen mecanismos de señalización rediseñados y servidores distribuidos que nuevamente ayudan a acortar la ruta de transmisión entre los dispositivos y el centro de datos para reducir la latencia y mejorar el rendimiento de la aplicación. También se están implementando las llamadas redes "nativas de la nube" diseñadas específicamente para admitir cargas de trabajo en la nube pública, privada e híbrida alojadas en centros de datos a gran escala, diseñadas principalmente para aumentar la velocidad de distribución y actualizaciones de software y acelerar el aprovisionamiento automatizado de cargas de trabajo. El 3GPP también ha estandarizado las funciones de la red central 5G que serán nativas de la nube y basadas en contenedores, respaldadas por nuevos marcos de seguridad y modelos de calidad de servicio (QoS) para la infraestructura- (IaaS), plataforma- (PaaS), software- (SaaS) y otras aplicaciones "como servicio" alojadas en centros de datos de proveedores de servicios.

 

Esa arquitectura está diseñada para escalar rápidamente el ancho de banda bajo demanda para admitir esos servicios en la nube, al mismo tiempo que es lo suficientemente flexible para admitir nuevos casos de uso e ir a estrategias de mercado a través de capacidades de configuración y aprovisionamiento dinámico. Está diseñado para admitir la división de redes, que puede dividir conexiones de red únicas en conexiones virtuales múltiples y distintas y asignarlas a diferentes clases de dispositivos 5G, aplicaciones y conjuntos de datos, por ejemplo, con métricas de rendimiento para cada uno (velocidad, capacidad y confiabilidad, por ejemplo) regido por un acuerdo de nivel de servicio específico (SLA).

 

No hay talla única para todos

Gartner predice que para 2025, el Edge computing representará el 75 por ciento de los datos generados por las empresas. Sin embargo, las cargas de trabajo empresariales seguirán representando un poco más de una fracción del total, que superará los 175 zettabytes en 2025, frente a los 33 ZB en 2019. No solo eso, sino que casi la mitad (49 por ciento) de los datos todavía se almacenarán en entornos de nube pública. a menudo instalaciones centralizadas a gran escala, mientras que la cantidad de datos almacenados en el núcleo será más del doble del volumen almacenado en los puntos finales a pesar de la proliferación de teléfonos inteligentes con grandes capacidades de almacenamiento flash local, por ejemplo (hasta 256 GB por dispositivo en algunos casos).

 

Las redes 5G traerán cambios significativos en la forma en que se operan y conectan los centros de datos, pero la cantidad de dispositivos conectados que vincularán y la gran cantidad de información que crean significa que los múltiples enfoques para el alojamiento de datos y aplicaciones seguirán existiendo uno al lado del otro durante mucho tiempo.

 

ACERCA DE INGEAL

Ingeal es un integrador en Infraestructura física para Data Center y Aplicaciones Críticas Sostenibles con un portafolio que involucra productos y servicios de tecnología de punta con más de 32 años de experiencia en Colombia. Dentro de las líneas que representa se encuentran RITTAL, APC, MGE, Uniflair, Ecostruxure todas de Schneider Electric, ABB, Vertiv, Canatal y Leviton. Sus diseños y soluciones se caracterizan por mitigar los impactos en el cambio climático del planeta por lo que participa activamente en asociaciones mundiales como ASHRAE, ACAIRE, BICSI, AFCOM, ACIEM, THE GREEN GRID, e IEEE.

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