Implementación de redes 5G privadas en Azure
La cuarta revolución industrial, a menudo denominada Industria 4.0, está aquí. La industria 4.0 aporta aplicaciones industriales modernas que cambiarán la forma en que operan las empresas. Estas aplicaciones han mejorado la potencia de procesamiento y la conectividad. Recopilan y procesan datos de toda una organización para ayudar a las empresas a ejecutarse de forma más estratégica y eficaz. A medida que las empresas se escalan, necesitan soluciones que puedan controlar estas cargas de trabajo.
Para cumplir estos requisitos, las empresas modernas necesitan redes 5G privadas y soluciones de informática perimetral multiacceso (MEC). Las redes PRIVADAS LTE/5G proporcionan a las empresas la velocidad, la seguridad, la movilidad y la calidad del servicio que necesitan para procesar los datos de forma eficaz. El cómputo en el borde admite aplicaciones industriales sensibles a la latencia y la localización de datos, y permite que los datos críticos en tiempo se procesen rápidamente en el borde.
Es necesario abordar algunos desafíos antes de que las empresas puedan aprovechar las ventajas de las redes LTE/5G privadas. Estos desafíos incluyen la reducción de la complejidad operativa e ingeniería, lo que garantiza la visibilidad integral de las empresas multisitio, proporcionar seguridad de acceso y mejorar la entrega de soluciones automatizadas basadas en software.
Para cumplir estos desafíos, Microsoft ha introducido un enfoque que combina los servicios administrados de Azure, incluidos los servicios de plataforma y redes junto con un ecosistema de ISV de radio y aplicación. La solución es un servicio de red 5G privado totalmente integrado creado para empresas. Una lista creciente de operadores móviles y proveedores de servicios administrados ofrecen y administran estos servicios. La solución combina Azure, Azure Network Function Manager, Azure Arc, Azure Stack Edge, Azure Kubernetes Servicey Azure Private 5G Core. Estos servicios se administran y orquestan desde la nube de Azure.
Este enfoque aborda los desafíos de complejidad y costo que enfrentan los integradores de sistemas y las empresas. Permite a las empresas implementar redes 5G privadas de alto rendimiento y seguridad mejorada que pueden impulsar la adopción de aplicaciones industriales modernas.
Se trata de una de las dos partes que explican cómo los integradores de sistemas y los operadores pueden crear redes privadas para empresas mediante el uso de servicios de Azure. Estas redes aprovechan las ventajas de una nube hiperescala y una arquitectura MEC integrada para reducir CapEx y OpEx, impulsar la innovación y abrir nuevas oportunidades de ingresos.
Redes privadas mejoradas por 5G
Las redes privadas mejoradas por 5G están transformando los servicios de telecomunicaciones. Las principales características de radio y núcleo en 5G permiten la escalabilidad y entrega densa de banda ancha móvil mejorada (eMBB), comunicaciones ultra-fiables de baja latencia (URLLC) y comunicaciones masivas de tipo máquina (mMTC). Esto permite a los operadores ofrecer nuevos servicios orientados a los desarrolladores de aplicaciones industriales de alto rendimiento y habilitar la introducción de nuevos modelos comerciales.
Las ofertas basadas en consumidores, como voz, texto, datos y vídeo, seguirán siendo una parte integral de la cartera de servicios de operador de telecomunicaciones. Sin embargo, las nuevas ofertas basadas en empresas, como las redes privadas LTE/5G para robótica, inteligencia artificial de vídeo, IoT a gran escala para aplicaciones de gemelo digital y experiencias de realidad aumentada con dispositivos como HoloLens, crearán nuevas oportunidades de ingresos para los operadores. Para ofrecer estos servicios, los operadores de telecomunicaciones deben ir más allá de la arquitectura de red de telecomunicaciones tradicional y usar más directamente la nube de hiperescala y MEC.
Varios factores motivan la implementación de redes móviles empresariales privadas:
- Las limitaciones de escala y alcance de los sistemas inalámbricos actuales en el edificio
- Cantidad creciente de datos y vídeos generados
- La mayor necesidad de mayores niveles de movilidad y seguridad y la demanda de procesamiento de datos en tiempo real
La combinación de 5G, MEC y la nube permite crear redes inalámbricas privadas rápidas, altamente seguras y escalables, y puede aprovechar las aplicaciones para el análisis que se ejecuta en el perímetro lejano, en la nube o en ubicaciones híbridas.
Estos son algunos de los casos de uso del sector que las redes privadas de 5G pueden ayudar a ofrecer:
Las redes 5G privadas representan un caso de uso seguro para los servicios empresariales 5G, ya que estas funcionalidades respaldarán los servicios más sofisticados, como los espacios inteligentes y las aplicaciones del sector 4.0. Sin embargo, a pesar de las ventajas de una red privada 5G, los desafíos siguen siendo para los operadores y las empresas. El mayor desafío es la complejidad de implementar y administrar una red 5G en un entorno empresarial. Las redes 5G implican consideraciones que se encuentran fuera del conjunto tradicional de aptitudes empresariales, desde el diseño de frecuencia de radio (RF) hasta arquitecturas de núcleo móvil 5G. Además, los operadores de telecomunicaciones podrían carecer de la cartera de tecnología o la superficie mínima necesaria para implementar de forma rentable redes 5G y informática perimetral administrada por la nube en un entorno empresarial.
Microsoft propone un enfoque simplificado de MEC como servicio que combina una plataforma en la nube global de hiperescala con componentes de red como un núcleo independiente 5G nativo de la nube que impulsa un conjunto de aplicaciones en la nube. Este enfoque permite a las empresas recopilar datos de entre sus redes y procesar de forma eficaz datos confidenciales sensibles a retrasos temporales en el perímetro y seguir aprovechando la capacidad de procesar grandes cantidades de datos en Azure.
Ventajas de las redes 5G privadas
La llegada de 4G y acceso a espectros compartidos como CBRS en regiones geográficas limitadas cambió la economía de red privada de 5G. Este cambio se produjo porque permitió a las empresas implementar y experimentar mediante redes móviles privadas dedicadas que usan tecnología de celda pequeña y funciones de red virtualizadas. Las optimizaciones 5G RAN y core proporcionan un conjunto más completo de funcionalidades, incluidas velocidades más rápidas, latencia ultra baja, métodos de seguridad y eficiencias de costos. Estas características 5G son críticas en sectores como la fabricación y el transporte, donde los desafíos de la cobertura geográfica y el uso en expansión de las aplicaciones de IoT requieren características de red mejoradas.
Varios sectores verticales pueden beneficiarse de estas mismas características, como se describe en las secciones siguientes.
Cobertura confiable
Muchas aplicaciones industriales y empresariales requieren conectividad que supere las limitaciones de cobertura de las tecnologías cableadas y Wi-Fi que son comunes en entornos de tecnología operativa. El uso de radios 4G y 5G del espectro dedicado para limitar la interferencia dinámica y aumentar la potencia de transmisión, y las capacidades de movilidad inherentes, proporcionan un alto rendimiento, una alta capacidad y una conectividad inalámbrica rentable a través de sitios grandes. Estos sitios incluyen aeropuertos, puertos marítimos, minas de conversión abierta, centros de distribución, campus y sitios de construcción. La flexibilidad de usar diferentes opciones de espectro optimiza la cobertura y las tasas de datos tanto para casos de uso interior como exterior.
Mayor rendimiento
La tecnología 4G puede proporcionar el rendimiento requerido por muchas aplicaciones de red privada. Pero 5G puede ofrecer de 10 a 20 veces el rendimiento de 4G, que amplía la gama de aplicaciones que se pueden admitir de forma inalámbrica. Las próximas opciones de espectro, como la onda milimétrica, se pueden implementar para su uso interior para optimizar una mayor densidad de dispositivos incluso cuando se distribuyen en entornos de RF ruidosos. Esto da como resultado una red escalable.
Baja latencia
Las redes 5G proporcionan latencia que es un orden de magnitud menor que el de las redes 4G. La baja latencia es importante para las aplicaciones sensibles al tiempo, como los sistemas de control robótico, que normalmente tienen presupuestos de latencia de ida y vuelta de 10 ms o menos. Las redes 5G que tienen aplicaciones implementadas en las instalaciones de proceso perimetral local pueden admitir cómodamente estos requisitos de latencia.
Soporte para el acceso determinista
La radio 5G, por diseño, admite el acceso determinista. Este diseño coloca un límite superior garantizado en la latencia y la vibración, que es importante para muchos tipos de aplicaciones. En esta categoría, 5G está mucho más cerca del rendimiento de Ethernet cableada. Debido al 5G, las aplicaciones que antes requerían conexiones cableadas ahora pueden ser inalámbricas.
Localización y privacidad de datos
Mediante el uso de redes corporativas tradicionales, las empresas pueden limitar eficazmente la exposición de datos a regiones específicas delimitadas geográficamente. Sin embargo, con la adopción generalizada de las tecnologías inalámbricas, la capacidad de limitar la exposición de datos llegó al precio de restringir el acceso. Las redes privadas 5G, combinadas con la informática perimetral, pueden proporcionar una mejor visibilidad y control sobre dónde se accede a los datos y se procesan. Esta visibilidad y control proporciona a la empresa un nivel mucho mayor de soberanía de datos. Las redes 5G privadas y la informática perimetral permiten mantener información altamente confidencial con una mayor seguridad de manera local y no exponerla, ni siquiera al operador, a través de conexiones de red externas.
Simplicidad operativa
Los operadores se enfrentan a la implementación de varias versiones de tecnología de red, junto con el control de acceso y otras funciones de seguridad en función de la necesidad de acceso por cable, Wi-Fi y, cada vez más, el acceso de banda ancha móvil a los recursos corporativos. Las redes inalámbricas privadas ofrecen a los equipos de TI empresariales la oportunidad de crear una arquitectura de acceso simplificada que funcione para los empleados dentro y fuera de la oficina.
Ahorros de backhaul
Algunos tipos de aplicaciones industriales y empresariales, como cámaras de vídeo de alta resolución para vigilancia o inspección, generan grandes cantidades de datos. Estas aplicaciones suelen implicar una combinación de almacenamiento y análisis. Normalmente no son muy sensibles a la latencia. Sin embargo, tiene sentido implementar estas aplicaciones en instalaciones de proceso locales para evitar el alto costo de rehaulizar grandes volúmenes de datos en una nube centralizada. Las redes 5G privadas hacen posible esta implementación. Después, la conectividad a las instalaciones de nube centralizadas tiene que controlar solo los datos resumidos, por ejemplo, información sobre los eventos accionables detectados por el análisis local.
Mejoras en el cumplimiento normativo y legal
Las redes móviles 5G privadas no solo permiten que los datos se conserven localmente. También ayudan a las empresas a protegerse de amenazas a su seguridad de información y comunicaciones. 5G tiene más mecanismos de seguridad integrados que cualquier generación anterior de tecnología de telefonía móvil e incluye una protección mejorada frente a ataques sofisticados, como IMSI-catcher y Stingray. Mediante el uso de varias capas de seguridad y herramientas insertadas de Azure, como Defender for Cloud, el operador puede implementar, supervisar y operar cargas de trabajo y aplicaciones críticas con una seguridad mejorada, incluso cuando se ejecuta en el perímetro del cliente.
Red privada de 5G: caso práctico de fabricación
Los dispositivos inteligentes, la automatización, la nube y la tecnología de banda ancha móvil impulsan la revolución industria 4.0. Esta revolución, a su vez, está creando la demanda de redes privadas de 5G en la industria manufacturera, que es el consumidor líder de redes 5G privadas. Las redes privadas 5G pueden proporcionar una base para los fabricantes que desean conectar dispositivos inteligentes y usar datos de telemetría para admitir decisiones en tiempo real y mejorar la eficiencia operativa. La capacidad de procesar de forma eficaz los datos de red en la nube ayuda a los fabricantes de varias maneras:
Predicción de mantenimiento
- Supervisión y seguimiento de la calidad
- Reducir el desgaste de la máquina, las averías y los cuellos de botella
- Mejora de la eficiencia operativa
Factorías inteligentes
- Aplicaciones de fábrica conectadas
- Aplicaciones de seguridad del personal y gestión de la calidad del aire
- Control de acceso (seguridad) y análisis inteligente
Operaciones de fabricación
- Gestión de activos, fabricación inteligente e inventario
- Optimización y supervisión del rendimiento
- Visibilidad operativa de un extremo a otro
El enfoque de Microsoft para redes 5G privadas es ideal para aplicaciones de IoT e Industria 4.0. La capacidad de procesar datos en una sola plataforma local y transferir de manera inteligente datos selectivos para su procesamiento en Azure permite la toma de decisiones en tiempo real y la automatización con baja latencia. Una reducción del tráfico en cola también reduce los costos, para la empresa y el operador.
El modelo de Confianza cero de Azure ayuda a garantizar que los datos de fabricación permanezcan seguros a medida que se mueven entre las funciones de red móvil, la empresa y la nube. Estas mejoras de seguridad también liberan operadores de la tarea de proteger los datos del cliente en tránsito o en el almacenamiento.
Ruta de acceso de telco a redes 5G privadas
Existen redes 5G privadas en la intersección de la RED empresarial tradicional, redes industriales especializadas y la red móvil pública. Ofrecen a los operadores la oportunidad de ampliar el ámbito de los servicios 5G en nuevos mercados.
Cuando consideren cómo implementar redes privadas 5G, muchas empresas verán con buenos ojos a los operadores de redes móviles como posibles proveedores. Las empresas ven operadores como asociados de confianza en las comunicaciones y las relaciones comerciales ya están establecidas. Los operadores tienen experiencia en la implementación y funcionamiento de redes móviles seguras y confiables. En función de las licencias de espectro local, puede haber un requisito normativo o una condición de espectro que indique que una empresa debe asociarse con un operador de telefonía móvil para implementar un 5G privado.
Algunos operadores de red pueden ver redes 5G privadas como una extensión natural de sus redes móviles públicas. Podrían aprovechar sus recursos de red existentes y usar la segmentación de red para particionar de forma segura el tráfico móvil de la empresa desde redes públicas. Sin embargo, las empresas quieren una red dedicada con conectividad localizada y más control de lo que pueden obtener con ese enfoque. Y las redes públicas se construyen principalmente para servir al mercado de banda ancha móvil. Están altamente optimizados para ese propósito. Las aplicaciones empresariales colocarán nuevas y diferentes demandas en la red, lo que no proporcionará la flexibilidad necesaria. El sector está adoptando una red inalámbrica privada basada en el perímetro que también permite una integración profunda con la red del operador. Las empresas deben aprovechar la flexibilidad de 5G.
Una solución de red privada de 5G que los operadores y las empresas pueden sentirse seguros sobre requiere tres atributos clave:
Conectividad administrada. Muchas empresas tienen experiencia con la administración de sus redes Wi-Fi y puntos de acceso móvil. Pocos tienen experiencia con el diseño de la red de radio 4G/5G, la activación SIM y la implementación de soluciones integrales. Esta situación presenta una oportunidad para que los operadores traigan una solución de radio y espectro administrada para satisfacer las necesidades de las empresas.
Servicios administrados. Un asociado que puede proporcionar implementación y administración de redes 5G privadas de un extremo a otro y desarrollar y entregar aplicaciones agrega un valor significativo a la empresa. Mover la administración total de soluciones a un entorno centralizado basado en la nube permite a los operadores y a los proveedores de servicios administrados entregar servicios administrados de un extremo a otro desde una sola ubicación. Aprovechar la automatización, la seguridad y la escala de las arquitecturas basadas en la nube es esencial para proporcionar un modelo de ROI claro para que las empresas adopten redes privadas de 5G.
Aplicaciones administradas. Los casos de uso de redes 5G privadas son tan únicos como las empresas a las que sirven. Por ejemplo, una plataforma remota de perforación de petróleo no tendrá las mismas preocupaciones que un fabricante de automóviles. Para abordar estos diversos casos de uso, debe haber flexibilidad y simplicidad en la forma en que las plataformas perimetrales y las redes están configuradas, implementadas y administradas.
La instalación y administración de redes inalámbricas privadas con las aplicaciones MEC deseadas se simplifica tanto para el operador como para la empresa.
Colaboradores
Microsoft mantiene este artículo. Originalmente fue escrito por los siguientes colaboradores.
Autor principal:
- Rick Lievano | Director de estrategia empresarial
Otro colaborador:
- Mick Alberts | Escritor técnico
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Pasos siguientes
- ¿Qué es Azure Private 5G Core Preview?
- componentes clave de una red móvil privada
- requisitos de diseño de red móvil privada
- ruta de aprendizaje de : Implementación de servicios 5G con Azure