Los proveedores de servicios de comunicación (CSP) se están asociando con hiperescaladores para ofrecer redes inalámbricas privadas que son propiedad de quien las construye y las administra en su totalidad. Una red inalámbrica privada (PWN) proporciona el mismo tipo de conectividad que las redes inalámbricas públicas, y las empresas deben sopesar los pros y los contras de las redes inalámbricas privadas que utilizan tecnología 5G. Es importante comprender algunos de los patrones comunes, así como los aspectos de gestión de dichas redes, incluidos los componentes necesarios para crear PWN y su arquitectura.  

Componentes de una red inalámbrica privada 

Hay muchos componentes que constituyen una red inalámbrica privada, pero estos son los elementos clave requeridos: 

• El espectro se refiere a las frecuencias de radio que se utilizan para las comunicaciones (y son asignadas por el estado). La elección de un espectro de radio con o sin licencia depende de los requisitos de cobertura, las condiciones de interferencia y el cumplimiento normativo. 

• El núcleo de la red es el centro de control que proporciona conmutación de paquetes, control de políticas, autenticación, gestión de sesiones, función de acceso y movilidad, enrutamiento y gestión de red. 

• La red de acceso por radio (RAN) incluye una unidad centralizada virtual (vCU), una unidad de distribución virtual (vDU), una unidad de radio (RU), una puerta de enlace y otros equipos basados ​​en Open RAN que permiten la comunicación inalámbrica entre los dispositivos del usuario final y el núcleo de la red. confiable, eficiente y sin interrupciones. 

Al construir una red inalámbrica privada, se necesitan elementos complementarios como orquestación, garantía de servicio, gestión, monitoreo y seguridad. Estos componentes desempeñan un papel fundamental para garantizar el funcionamiento, la optimización y la seguridad sin problemas de la red inalámbrica privada, contribuyendo a su resiliencia y capacidades de alto rendimiento. 

Básicamente, existen tres tipos de empresas que participan en la construcción de estas soluciones: 

• Proveedores de telecomunicaciones (telco) como Nokia, Ericsson, Samsung y Mavenir 
• Hiperescaladores como IBM, AWS, Azure y GCP 

• Proveedores de servicios de comunicaciones como AT&T, Verizon y TELUS 

Los proveedores de telecomunicaciones se asocian con proveedores de nube para ofrecer redes inalámbricas privadas para empresas, ya sea directamente o a través de proveedores de servicios de comunicaciones o socios integradores de sistemas (SI). 

Figura 1. Componentes relacionados con la red de una red inalámbrica privada 

La Figura 1 muestra los componentes de red que un CSP necesitaría para poder ayudar a los clientes a configurar una red inalámbrica privada. Estos son componentes estándar relacionados con la red que los CSP están acostumbrados a implementar. Históricamente, muchos de estos elementos se construyeron utilizando hardware dedicado. Sin embargo, se ha producido un cambio significativo, con un número cada vez mayor de estos componentes haciendo la transición a un paradigma basado en software nativo de la nube: la red de acceso de radio virtualizada (en la mayoría de los casos en contenedores) que incluye componentes relacionados como una vCU, una vDU y el Núcleo de red virtualizado. 

En la Figura 2 se muestra una arquitectura vDU representativa basada en contenedores como ejemplo para darle al lector una idea de cómo el software ha reemplazado al hardware dedicado y diseñado específicamente en los componentes de red. La Figura 2 también muestra los componentes de la arquitectura basada en servicios centrales 5G. Todos los componentes están virtualizados o en contenedores. Esto es importante porque ha brindado a los hiperescaladores una gran oportunidad en un espacio dominado por las empresas de telecomunicaciones. 

Figura 2 arquitectura vDU y Componentes centrales 5G  

La otra mitad de la solución está relacionada con componentes de software, que los proveedores de la nube aportan para aumentar y completar la solución. Pueden abarcar desde scripts de automatización hasta orquestación, garantía de servicio e incluso monitoreo y registro. El aspecto más importante es que el hiperescalador proporciona la plataforma en la nube para alojar la solución y los servicios en la nube correspondientes. Estos se muestran en la Figura 3 como cuadros de color beige.  

Figura 3. Funciones de soporte relacionadas con el software de la red inalámbrica privada 

Beneficios de las redes inalámbricas privadas 

Estas redes independientes se pueden implementar en entornos industriales, como plantas de fabricación, almacenes logísticos, grandes hospitales, estadios deportivos y campus empresariales. Las empresas no tienen que atender a las limitaciones de una red pública. En cambio, pueden implementar y tener control de una red privada que satisfaga sus necesidades exactas. 

La Figura 4 muestra una arquitectura ejemplar en la que la red inalámbrica privada que comprende la RAN 5G y el núcleo 5G, junto con las aplicaciones perimetrales, se implementan en una plataforma hiperescaladora. Uno de los principales requisitos es que el PWN se implemente localmente. Esa topología se ajusta a la Satélite de la nube de IBM® donde la ubicación local puede ser una ubicación de IBM Cloud Satellite que está conectada a un Nube IBM® región a través de un enlace seguro de IBM Cloud Satellite. Este diseño podría servir a los clientes empresariales que buscan proximidad a los componentes de red 5G necesarios, que ofrecen capacidad de baja latencia y alto rendimiento.  

Figura 4. Diagrama de bloques de una red inalámbrica privada  

Este patrón de arquitectura cumple con el requisito de servir a los usuarios finales, dispositivos y aplicaciones más cerca de donde se encuentran. Para admitir casos de uso de misión crítica en tiempo real, las aplicaciones del plano de usuario se colocan en la ubicación de IBM Cloud Satellite. Estas ubicaciones satelitales podrían ser un centro de datos local o cualquier ubicación de nube pública.  

Diseño de red inalámbrica privada en IBM Cloud 

Al implementar una red 5G privada, las grandes empresas pueden llevar una red 5G personalizada a sus instalaciones y mantenerla segura mientras utilizan sus funciones de alta velocidad, gran ancho de banda y baja latencia. Como la mayoría de las soluciones de red, esto consta de dos partes: los componentes "administrados desde" y los componentes "administrados hacia". Los componentes "administrados desde" están alojados en la nube de los hiperescaladores asociados, y los componentes "administrados hasta" generalmente se encuentran en las instalaciones de la empresa con conectividad segura de alta velocidad entre esas dos ubicaciones. En nuestro ejemplo, IBM Cloud aloja los componentes "gestionados desde" mientras la ubicación satélite ejecuta los componentes "gestionados hasta".  

La Figura 5 muestra un patrón en el que la red inalámbrica privada se implementa localmente a la izquierda (en una ubicación "remota" de IBM Cloud Satellite). Las cargas de trabajo que se ejecutan en esa ubicación satélite pueden acceder a los servicios de soporte alojados en IBM Cloud a la derecha. Los componentes de red proporcionados por una empresa de telecomunicaciones se muestran en azul. La mayoría de ellos se implementan en la ubicación satelital, pero algunos sistemas de administración de telecomunicaciones pueden ejecutarse en la nube y potencialmente podrían ofrecer capacidad de arrendamiento múltiple para respaldar múltiples empresas. 

Figura 5. Arquitectura de red inalámbrica privada en la ubicación local de IBM Cloud Satellite 

Imagine una planta de fabricación que tiene diferentes tipos de robots móviles y estacionarios y otros dispositivos programables operando dentro de la planta. La empresa podría optar por emplear una red inalámbrica privada porque eso acelerará las intercomunicaciones necesarias para operar los dispositivos y, al mismo tiempo, mantendrá las cosas seguras.  

En tal escenario, la planta de fabricación podría configurarse como una ubicación remota de IBM Cloud Satellite que ejecuta las cargas de trabajo requeridas y los componentes relacionados con la nube en las instalaciones. Más importante aún, la conectividad de red requerida en la ubicación la proporcionaría el PWN. Esta configuración podría duplicarse en otras unidades de fabricación de la empresa o en sus proveedores asociados, en todo el estado o el país. Cada unidad tendría su propio PWN y se configuraría como una ubicación de IBM Cloud Satellite. Todas estas ubicaciones satélite se gestionarían desde una región de IBM Cloud. 

Hay un plano de control maestro que se ejecuta en IBM Cloud que monitorea todas las ubicaciones de Satellite y proporciona servicios de registro y seguridad centralizados como parte de los servicios gestionados. Los ingenieros de confiabilidad del sitio de IBM Cloud se encargan de todas las actualizaciones y parches del sistema. Mencionamos que el enlace satelital entre la ubicación de IBM Cloud Satellite e IBM Cloud es un túnel TLS 1.3 rico en seguridad. Las empresas también podrían utilizar el servicio Direct Link de IBM para conectarse. Notará que todas las conexiones de red descritas en esta topología son seguras.   

Cloud Pak for Network Automation (CP4NA) de IBM, junto con un sistema de gestión de elementos de una empresa de telecomunicaciones, proporcionaría funciones de orquestación y garantía de servicios. IBM Cloud proporcionaría servicios de monitoreo y registro junto con gestión de acceso de identidad para acceder al entorno de la nube. El CSP podría proporcionar servicios adicionales de monitoreo de red. Esto subraya la necesidad de que el proveedor de la nube trabaje en estrecha colaboración con el proveedor de telecomunicaciones. Desde una perspectiva empresarial, la interfaz de usuario empresarial sirve para enmascarar la complejidad, ofreciendo una interfaz unificada para una gestión optimizada, suministro de servicios y monitoreo y registro integrales. Esta interfaz de usuario actúa como un centro de control singular, simplificando las operaciones y mejorando la eficiencia general. 

Las empresas que quieran configurar una red inalámbrica privada pueden hacerlo por su cuenta o subcontratarla a un hiperescalador como IBM. Los hiperescaladores terminan asociándose con un CSP para construir y administrar estas redes. Es muy importante asegurarse de que la red esté construida sobre una plataforma flexible y pueda ampliarse en el futuro. Aunque las empresas deben ser conscientes de los costos, cada vez más empresas eligen PWN porque brindan una alternativa segura y confiable a una red pública. 

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