Desvendando 5G — Network Slicing
Este artigo foi escrito por Pedro Lira e Emanuel Martins
A revolução 5G já é uma realidade. Indo muito além de apenas uma nova geração do desenvolvimento tecnológico, a rede 5G possibilitará novas formas de interação com o mundo. Cidades serão inteligentes, carros serão autônomos, serviços de saúde serão mais rápidos e precisos. Os benefícios destas mudanças vão desde uma melhor gestão de recursos básicos, como água e energia elétrica, até a redução do impacto de desastres, como incêndios ou acidentes de trânsito, bem como a prestação de melhores atendimentos médicos que salvarão vidas.
Para viabilizar que estas mudanças ocorram, várias tecnologias de rede estão envolvidas na concepção e operação do 5G. Dentre elas, a Redes Definidas por Software (SDN — Software Defined Network), que permite a criação e configuração de redes por código, abstraindo dos operadores a interação direta com a camada física; e a Virtualização de Funções de Rede (NFV — Network Function Virtualization), que possibilita a criação de entidades virtuais que substituem hardwares de rede específicos. Essas tecnologias permitem uma customização e especificação de forma ampla, além do uso de recursos de forma dinâmica, barateando custo e aumentando a produtividade.
Apesar destas tecnologias já suprirem uma gama de requisitos dos serviços propostos para a 5G, algo escapa. Como proporcionar qualidade para todos os clientes e serviços conectados à rede? Como garantir que um serviço, quando oferecido, não seja afetado por outro que foi recentemente adicionado à infraestrutura? Como compartilhar recursos de forma eficiente? Para responder estas questões, precisamos do Fatiamento de Rede (Network Slicing).
O Network Slicing é uma rede lógica que possui características e funcionalidades específicas. De modo transversal (end-to-end) ao ecossistema, ela consiste de três camadas:
- Serviços — Considerando veículos autônomos, é fundamental que se tenha baixíssima latência, alta disponibilidade e altíssima velocidade de transmissão. Esta camada formaliza estes requisitos;
- Instanciação — Uma vez com os requisitos dos Serviços, é preciso definir uma instância de slice que supra estes requerimentos. Nesta camada é acertado quais elementos internos serão utilizados para este fim;
- Recursos — aplica a configuração de rede definida nos recursos físicos disponíveis (rádio, switches, etc) por meio de SDNs, também criando quaisquer serviços necessários por meio dos NFVs.
Desta forma, recursos físicos antes estáticos podem ser utilizados de forma dinâmica, de acordo com os requisitos dos slices ativos, suprindo demandas on-the-fly e possibilitando múltiplos clientes utilizarem os mesmos recursos de rede. O custo total de operação cai e múltiplas demandas são atingidas, tudo isso mantendo o isolamento e preservando os slices ativos.
Utilizando do Network Slicing as a Service, é possível orquestrar a criação e atuação dos slices de rede de acordo com a demanda.
Imaginemos uma cidade inteligente em horário de pico, com alto tráfego de carros autônomos e uma chuva torrencial inundando vários pontos da cidade. Conectados à rede 5G, vários sensores espalhados pela cidade reportam em tempo real aos órgãos responsáveis os níveis de água corrente em pontos críticos numa slice própria. Os carros autônomos realizam suas computações em outra slice específica que, apesar da chuva, precisa manter seus recursos intactos.
Tudo funciona bem, até que surge um novo ponto de inundação, bloqueando ruas e ilhando pessoas. Neste momento, é disparado um alerta no Orquestrador de Slices e uma nova slice, exclusiva para as equipes de resgate com serviços que facilitam a operação de resgate, entra em operação. Desta forma, os carros autônomos continuam em operação, modificando sua rota, os sensores continuam enviando dados para a Central de Observação e a equipe de resgate possui canal exclusivo de comunicação e dados para que a operação de resgate seja um sucesso. Tudo isso simultaneamente, em tempo real.
Este cenário demonstra bem as possibilidades com a rede 5G e tecnologias emergentes para solução de problemas práticos do dia-a-dia.
