Implementación de redes 5G privadas en Azure
La cuarta revolución industrial, a menudo denominada la Industria 4.0, ya está aquí. La Industria 4.0 va de la mano de 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 funcionar 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 proceso perimetral multiacceso (MEC). Las redes LTE/5G privadas proporcionan a las empresas la velocidad, seguridad, movilidad y calidad de servicio que necesitan para procesar los datos de forma eficaz. El proceso perimetral admite aplicaciones industriales sensibles a la latencia y la localización de datos y permite que los datos sujetos a limitaciones temporales se procesen rápidamente en el perímetro.
Es necesario abordar algunos desafíos antes de que las empresas puedan aprovechar las ventajas de las redes LTE/5G privadas. Estos desafíos incluyen reducir la complejidad operativa y de ingeniería, garantizar la visibilidad integral de las empresas multisitio, proporcionar seguridad de acceso y mejorar la entrega de soluciones automatizadas basadas en software.
Para superar 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 privada totalmente integrado que se crea para empresas. Una lista creciente de operadores móviles y proveedores de servicios administrados ofrece y administra estos servicios. La solución combina Azure, Azure Network Function Manager, Azure Arc, Azure Stack Edge, Azure Kubernetes Service y Azure Private 5G Core. Todos estos servicios se administran y orquestan desde la nube de Azure.
Este enfoque aborda la complejidad y los desafíos de costos a los que se enfrentan los integradores de sistemas y las empresas. Permite a las empresas implementar redes 5G privadas de alto rendimiento y seguridad mejorada que pueden fomentar la adopción de aplicaciones industriales modernas.
Esta es la primera parte de los dos artículos 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 de hiperescala y la arquitectura MEC integrada para reducir CapEx y OpEx, fomentar la innovación y abrir nuevas oportunidades de ingresos.
Redes privadas mejoradas mediante 5G
Las redes privadas mejoradas mediante 5G están transformando los servicios de telecomunicaciones. Las características principales de radio y de 5G permiten la escala y entrega densas de banda ancha móvil mejorada (eMBB), comunicaciones de baja latencia ultra confiables (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 permitir la introducción de nuevos modelos comerciales.
Las ofertas orientadas a consumidores, como voz, texto, datos y vídeo, seguirán siendo una parte integral de la cartera de servicios de los operadores de telecomunicaciones. Sin embargo, nuevas ofertas orientadas a empresas, como redes privadas LTE/5G para robótica, inteligencia artificial de vídeo, IoT a gran escala para aplicaciones de gemelos digitales 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 el MEC.
Hay varios factores que motivan la implementación de redes móviles empresariales privadas:
- Las limitaciones de escala y alcance de los sistemas inalámbricos actuales instalados
- La cantidad creciente de datos y vídeos generados
- La creciente 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, puede aprovechar las aplicaciones para el análisis que se ejecuta en el perímetro lejano, en la nube o entre ubicaciones híbridas.
Estos son algunos de los casos de uso del sector que las redes 5G privadas pueden ofrecer:
Las redes 5G privadas representan un caso de uso sólido para los servicios empresariales 5G, ya que estas funcionalidades respaldarán los servicios más sofisticados, como los espacios inteligentes y las aplicaciones de la Industria 4.0. Sin embargo, a pesar de las ventajas de una red privada 5G, los operadores y las empresas deben enfrentarse a ciertos desafíos. El mayor desafío es la complejidad de la implementación y administración de una red 5G en un entorno empresarial. Las redes 5G implican consideraciones que se encuentran fuera del conjunto de aptitudes empresariales tradicionales, desde el diseño de la frecuencia de radio (RF) hasta arquitecturas de núcleo móvil 5G. Además, los operadores de telecomunicaciones podrían carecer de la cartera tecnológica o la superficie mínima necesaria para implementar de forma rentable redes 5G y el proceso perimetral administrado por la nube en un entorno empresarial.
Microsoft propone un enfoque simplificado de MEC como servicio que combina una plataforma en la nube de hiperescala global con componentes de red como un núcleo independiente 5G nativo de la nube que potencia 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 el acceso a espectros compartidos como CBRS en regiones geográficas limitadas cambió la economía de la red privada 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 de núcleo 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 ampliado 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 supera las limitaciones de cobertura de las tecnologías por cable y Wi-Fi que son comunes en entornos de tecnología operativa. El uso de radios 4G y 5G de 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 en grandes sitios. Estos sitios incluyen aeropuertos, puertos marítimos, minas abiertas, centros de distribución, campus y obras de construcción. La flexibilidad de usar diferentes opciones de espectro optimiza la cobertura y las tasas de datos para casos de uso tanto en interior como en exterior.
Mayor rendimiento
La tecnología 4G puede proporcionar el rendimiento que requieren muchas aplicaciones de red privada. Pero la tecnología 5G puede ofrecer de 10 a 20 veces más rendimiento que la de 4G, lo que amplía la gama de aplicaciones que se pueden admitir de forma inalámbrica. Las futuras opciones de espectro, como la onda de milímetros, se pueden implementar para su uso interior para optimizar la 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 una latencia muy por debajo que la de las redes 4G. La baja latencia es importante para aplicaciones sensibles al tiempo, como sistemas de control robótico, que normalmente tienen una asignación 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.
Compatibilidad con el acceso determinista
La radio 5G, por diseño, admite el acceso determinista. Este diseño coloca un límite superior garantizado en la latencia y la inestabilidad, lo que es importante para muchos tipos de aplicaciones. En esta categoría, 5G está mucho más cerca del rendimiento de Ethernet por cable. Gracias a la tecnología 5G, las aplicaciones que en el pasado requerían conexiones cableadas ahora pueden funcionar sin cables.
Localización y privacidad de datos
Mediante el uso de redes corporativas tradicionales, las empresas pueden limitar eficazmente la exposición de los datos a regiones específicas delimitadas geográficamente. Sin embargo, con la adopción generalizada de tecnologías inalámbricas, la capacidad de limitar la exposición de datos conllevaba la restricción del acceso. Las redes 5G privadas, combinadas con el proceso perimetral, pueden proporcionar una mejor visibilidad y control sobre dónde se accede a los datos y dónde se procesan. Esta visibilidad y control proporciona a la empresa un nivel mucho mayor de soberanía de datos. Las redes 5G privadas y el proceso perimetral permiten mantener información altamente confidencial con una mayor seguridad local y sin exponerla, incluso al operador, a través de conexiones de red externas.
Simplicidad operativa
Los operadores se enfrentan a la implementación de varias versiones de la 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 funciona para los empleados dentro y fuera de la oficina.
Ahorros de retroconexión
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 las instalaciones de proceso local para evitar el alto costo de la retroconexión de grandes volúmenes de datos en una nube centralizada. Las redes 5G privadas hacen posible esta implementación. La conectividad a las instalaciones centralizadas en la nube, entonces, tiene que controlar solo los datos resumidos, por ejemplo, información acerca de los eventos sobre los que se puede actuar 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 las amenazas a su seguridad de información y comunicaciones. La tecnología 5G tiene mecanismos de seguridad más 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 5G: caso práctico de fabricación
Los dispositivos inteligentes, la automatización, la nube y la tecnología de banda ancha móvil impulsan la revolución de la Industria 4.0. Esta revolución, a su vez, está creando una demanda de redes 5G privadas en la industria manufacturera, que es el consumidor líder de redes 5G privadas. Las redes 5G privadas pueden proporcionar una base para los fabricantes que desean conectar dispositivos inteligentes y usar datos de telemetría para poder tomar decisiones en tiempo real y mejorar las eficiencias operativas. La capacidad de procesar eficazmente 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
Fábricas 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
- Administración de activos e inventario inteligente
- Optimización y supervisión del rendimiento
- Visibilidad operativa de un extremo a otro
El enfoque de Microsoft para las redes 5G privadas es ideal para las aplicaciones de IoT y de la Industria 4.0. La capacidad de procesar datos en una sola plataforma local y retroconectar de forma inteligente datos selectivos para procesarlos en Azure permite la toma de decisiones en tiempo real y la automatización con latencias bajas. Una reducción del tráfico retroconectado también reduce los costos, para la empresa y el operador.
El modelo de Azure de confianza cero 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 permiten que los operadores se olviden de la tarea de proteger los datos de los clientes en tránsito o en el almacenamiento.
Ruta de acceso de telecomunicaciones a redes 5G privadas
Las redes 5G privadas existen en la intersección de la LAN empresarial tradicional, redes industriales especializadas y la red móvil pública. Ofrecen a los operadores la oportunidad de ampliar el ámbito de los servicios 5G a nuevos mercados.
Al considerar cómo implementar redes 5G privadas, muchas empresas considerarán favorablemente a los operadores de red móvil como proveedores potenciales. Las empresas ven a los 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. Dependiendo 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 una red 5G privada.
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 atender el mercado de banda ancha móvil. Están altamente optimizadas para ese propósito. Las aplicaciones empresariales solicitarán nuevas y diferentes demandas a 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 5G privada que aporte seguridad a los operadores y las empresas requiere tres atributos clave:
Conectividad administrada. Muchas empresas tienen experiencia con la administración de sus redes Wi-Fi y puntos de acceso móvil. Pocas tienen experiencia con el diseño de la red de radio 4G/5G, la activación de SIM y la implementación de soluciones de un extremo a otro. Esta situación presenta una oportunidad para que los operadores proporcionen 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 proporcionar aplicaciones que aporten un valor significativo a la empresa. Trasladar la administración total de soluciones a un entorno centralizado basado en la nube permite a los operadores y a los proveedores de servicios administrados proporcionar 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 claro de rentabilidad de la inversión para que las empresas adopten redes 5G privadas.
Aplicaciones administradas. Los casos de uso de las 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 se configuran, implementan y administran las plataformas perimetrales y las redes.
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 lo escribieron 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 la versión preliminar de Azure Private 5G Core?
- Componentes principales de una red móvil privada
- Requisitos de diseño de red móvil privada
- Ruta de aprendizaje: Implementación de servicios 5G con Azure