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11/06/2019 1 Alunos: Austerli Nunes Vieira RA 895055 José Luiz Nogueira Filho RA 227000 Arquivo: Seminário 5G-Conceitos Básicos-v1-rev3.pptx

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11/06/2019 1

Alunos:

Austerli Nunes Vieira RA 895055

José Luiz Nogueira Filho RA 227000

Arquivo: Seminário 5G-Conceitos Básicos-v1-rev3.pptx

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Parte 1: Introdução e Visão Geral

◦ Conceitos – Motivadores - Evolução Histórica –Cenários – Requisitos - Melhorias - Pilares

Parte 2: Soluções

◦ Entidades Internacionais

◦ Arquiteturas: Acesso Rádio; Núcleo da Rede

Parte 3: Conclusão

◦ Questões abertas – Pergunta

◦ Referências Bibliográficas

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5G – Conceitos Básicos - Conteúdo

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1ª Parte

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O que é 5G?

5G é a 5ª geração de rede móvel

Permite o uso da rede móvel não só por pessoas mas também para interconectar e controlar coisas

Melhora o desempenho da rede sem fio

◦ taxa de transmissão de dados,

◦ latência etc

Permite novas negócios

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Capacidade da infraestrutura existente

Aumento de tráfego

Projeção esperada

Novas Aplicações

◦ IoT, M2M etc

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5G - Motivadores

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5G-Motivadores

4/5/19-https://www.cisco.com/c/m/en_us/solutions/service-provider/visual-networking-index.html

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5G - Motivadores

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Um salto gigante

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5G: Motivadores

14/5/19-https://networks.nokia.com/5g

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5G – Evolução Histórica

http://www.eventos.momentoeditorial.com.br/wp-content/uploads/2016/09/CRR-Leonardo-5G-ISP-CEMIG-Telecom.pdf - Acesso em 2/5/19

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5G – Cenários

30/4/19- https://itu.int/dms_pubrec/itu-r/rec/m/R-REC-M.2083-0-201509-I!!PDF-E.pdf

IMT International Mobile Telecommunications = Telecomunicações Móveis Internacionais

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5G – Relevância dos Requisitos x Cenários

http://www.eventos.momentoeditorial.com.br/wp-content/uploads/2016/09/CRR-Leonardo-5G-ISP-CEMIG-Telecom.pdf - Acesso em 2/5/19

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ITU-R M.2083-0: melhorias (de IMT-Avançado para IMT-2000)

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5G – Requisitos (Objetivos)

2/5/19-http://www.eventos.momentoeditorial.com.br/wp-content/uploads/2016/09/CRR-Leonardo-5G-ISP-CEMIG-Telecom.pdf30/4/19-https://itu.int/dms_pubrec/itu-r/rec/m/R-REC-M.2083-0-201509-I!!PDF-E.pdf

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Flexibilidade de espectro e largura de banda

Confiabilidade

Resiliência

Segurança e privacidade

Tempo de vida operacional

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5G – Outros Requisitos

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5G – Melhorias

30/4/19-https://www.gsmaintelligence.com/research/?file=c88a32b3c59a11944a9c4e544fee7770&download

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5G – Melhorias

30/4/19-https://www.gsmaintelligence.com/research/?file=c88a32b3c59a11944a9c4e544fee7770&download

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5G – Pilares

22/4/19-https://5g.itrc.ac.ir/sites/default/files//Fundamentals%20of%205G%20Mobile%20Networks-Wiley%20%282015%29.pdf

Evolução das tecnologias existentes de acesso via rádio (RAT)

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RAT = tecnologias de acesso via rádio

◦ Latência

◦ Compatilhamento de acesso flexível entre redes de acesso de rádio de vários vendedores

◦ Eficiência de uso

do espectro

da energia

◦ MIMO para suportar grau de liberdade espacial

Melhorar cancelamento de interferência

◦ Escolha da melhor interface de conexão com a rede de acesso de rádio com base na QoS

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5G – Pilares

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Implantação de pequenas células hiperdensas(Hyperdense Small‐Cell Deployment)

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5G – Pilares

Acesso em 2/5/19 -https://www.researchgate.net/profile/Kari_Horneman/publication/262416969_Cooperative_Distributed_Optimization_for_the_Hyper-Dense_Small_Cell_Deployment/links/56e0045208ae979addf0e0a9/Cooperative-Distributed-Optimization-for-the-Hyper-Dense-Small-Cell-Deployment.pdf

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Implantação de pequenas células hiperdensas(Hyperdense Small‐Cell Deployment)

HetNet (Rede Heterogênea)

◦ Mesma tecnlogia (multi‐tier HetNet) micro-células, pico-células, femto-células

◦ Tecnologias diferentes (multi‐RAT HetNet) HSPA, LTE, WiFi etc

Qualcomm: ◦ Dobra-se a capacidade ao se dobrar quantidade

de células Interferências aumentam

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5G – Pilares

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5G – Pilares

3/5/19-https://www.qualcomm.com/documents/1000x-more-small-cells

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5G – Pilares

30/4/19-https://www.gsmaintelligence.com/research/?file=c88a32b3c59a11944a9c4e544fee7770&download

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Rádios com comprimento de onda de milímetros◦ (Millimetre‐Wave RATs)

Hoje: abaixo de 3 GHz (100 m)

◦ Vantagens: muito espectro disponível

Obter maiores taxas com mais espectro antenas menores

Permite usar várias antenas em um dispositivo Melhora o ganho na estação de rádio e nos dispositivos do

usuário Melhor compactação no hardware

◦ Dificuldades frequências maiores (mmWave) Atenuação do percurso (“path loss”) Maior perda de penetração em freq. altas

Rádio externo acessar usuário indoor Propagação em linha de visada

Bloqueio por objetos móveis Atenuação elevada quando chove

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5G – Pilares

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Redimensionamento dos links de backhaul

◦ Aumento do tráfego nas estações rádio base

Eficiência de energia

◦ Redução de custo operacional

◦ Redução de poluição

◦ Aumento duração uso com baterias

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5G – Pilares

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Alocação de novo espectro para 5G

◦ 1.000 x mais tráfego

◦ 10 x mais espectro

Compartilhamento de espectro

Virtualização de rede de acesso de rádio

◦ Compartilhar infraestrutura wireless entre várias operadoras

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5G – Pilares

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2ª Parte

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3GPP Third Generation Partnership Project

acesso rádio, núcleo / rede, serviços, ...

5GPPP 5G Public Private Partnership

Plataforma flexível para novos negócios

ITU-T International Telecommunications Union

Telecommunication StandardizationSector

Ex.: uso compartilhado espectro frequências

ETSI European Telecom. Standards Institute

Ex.: GSM, 3G, 4G, 5G, DECT etc

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5G - Entidades Internacionais Padronizações

30/4/19-https://5g-ppp.eu/wp-content/uploads/2018/01/5G-PPP-5G-Architecture-White-Paper-Jan-2018-v2.0.pdf

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IETF Internet Engineering Task Force

IP para suporte à virtualização, fatiamento, ...

IEEE Institute of Electrical and Electronic

Engineers

WiFi, Ethernet, ...

ONF Open Networking Foundation

OpenFlow, SDN

BBFBroadband Forum

Convergência redes fixa e sem fio; acesso híbrido em casa inteligente

https://youtu.be/MWuJl8Ow1Zc

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5G - Entidades Internacionais Padronizações

30/4/19-https://5g-ppp.eu/wp-content/uploads/2018/01/5G-PPP-5G-Architecture-White-Paper-Jan-2018-v2.0.pdf

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Camada Física, ex:◦ “Massive-MIMO”, “adaptive beamforming”

Radio Access Network (RAN), ex.:◦ RANs baseadas em nuvem, ◦ computação na borda e na nuvem (edge /fog)

Núcleo de pacote evoluído(Evolved Packet Core, EPC):◦ SDN (Software Defined Network)◦ NFV (Network Function Virtualization)◦ Fatiamento de rede (Network Slicing)◦ Planos de controle e de dados programáveis

Padrões (frameworks) de desenvolvimento de aplicação.

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3GPP – Áreas de Trabalhos

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(Release-15)

2 bandas de frequências

◦ Abaixo de 6 GHz

◦ 24-86 GHz: ondas milimétricas

Arquiteturas:

◦ Rede de acesso via rádio

Radio Access Network (RAN)

◦ Núcleo de rede evoluído

Evolved Packet Core (EPC)

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3GPP - Padrões 5G

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Necessidade de tempo real ?

RAN (Radio Access Network)(rede de acesso de rádio)

C-RAN (Cloud-RAN)Rede de acesso de rádio em nuvem

NG-RAN (New Generation RAN)Rede de acesso de rádio de nova geração

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C-RAN x NG-RAN

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CUPS (Control and User Plane Separation(separação de planos de controle e de usuário)

NG-RAN (New Generation RAN)

Rede de acesso de rádio

de nova geração

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NG-RAN - CUPS

http://www.engagingwithcommunications.com/publications/ITP_Papers/5G_network_architecture/ITP_Journal_Vol12_Part1_Pages9-15_5G_Network_Architecture.pdf - 21/5/19

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Acessos via rádio

◦ NR = New (access) Radio: novo acesso de rádio

◦ LTE - Long Term Evolution: evolução de longa duração

Núcleos da rede

◦ EPC = Evolved Packet Core: núcleo evoluído de pacote

◦ 5GC = (new) 5G core network: núcleo da rede 5G

SA = standalone

◦ uma tecnologia acesso via rádio

5G NR ou Evolved LTE

Cada uma com seu núcleo

de rede separado

NSA = non-standalone

◦ Ambos acessos: NR e LTE

◦ Conectividade dupla de rádio

◦ Núcleo: EPC, 5GC

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3GPP-Possibilidades: Rádio x Núcleo da Rede

21/5/19-https://www.gsma.com/futurenetworks/wp-content/uploads/2018/04/Road-to-5G-Introduction-and-Migration_FINAL.pdf

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Núcleos da rede

◦ Diferentes princípios de projeto

EPC = Evolved Packet Core: núcleo evoluído de pacote

Foco: evolução da rede prévia de núcleo de pacotes

5GC = (new) 5G core network: núcleo da rede 5G

“cloud native”

Computação em nuvem

Virtualizaçao

Fatiamento de rede

Melhores Recursos de QoS

Separação dos planos de controle e de usuário (*)

Melhor suporte para fatiamento de rede, computação na borda

Mais flexibilidade para conexão de usuários

Mais fácil suportar vários tipos de tecnologias de acesso

(*) – também disponível para 4G a partir do Rel 14 / 3GPP

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3GPP-Possibilidades: Rádio x Núcleo da Rede

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3GPP – Opções de Implantação

21/5/19-https://www.gsma.com/futurenetworks/wp-content/uploads/2018/04/Road-to-5G-Introduction-and-Migration_FINAL.pdf

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EPC: núcleo da rede 4G (simplificado)◦ Gerenciamento de mobilidade e de sessão

EPC = Evolved Packet Core: Núcleo Evoluído de PacoteMME = Mobility Management Entity = Entidade de gerenciamento de mobilidade (1)HSS = Home Subscriber Server = Servidor de Origem do AssinanteS-GW = Serving Gateway = Gateway Servidor (2)P-GW = Packet Data Network Gateway = Gateway da rede de dados por pacote (2)PCRF = Policy and Charging Rules Function) => (políticas - ex.:QoS) e charging

(1) - plano de controle(2) - planos de controle e de usuário

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Arquitetura EPC

21/5/19-https://www.gsma.com/futurenetworks/wp-content/uploads/2018/04/Road-to-5G-Introduction-and-Migration_FINAL.pdf

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Arquitetura EPC - CUPS Simplificado, sem roaming

EPC = Evolved Packet Core: Núcleo Evoluído de PacoteCUPS = Control and User Plane Separation = separação de planos de controle e de usuário (3GPP Release 14 on)

MME = Mobility Management Entity = Entidade de gerenciamento de mobilidadeHSS = Home Subscriber Server = Servidor de Origem do AssinanteS-GW = Serving Gateway = Gateway ServidorS-GW-C = Serving Gateway Control Plane = Plano de controle do Gateway ServidorS-GW-U = Serving Gateway User Plane = Plano de usuário do Gateway ServidorP-GW = Packet Data Network Gateway = Gateway da rede de dados por pacoteP-GW -C= Packet Data Network Gateway Control Plane = plano de controle do P-GWP-GW-U = Packet Data Network Gateway User Plane = plano de usuário do P-GWPCRF = Policy and Charging Rules Function) = função de política e “cobrança”

21/5/19-https://www.gsma.com/futurenetworks/wp-content/uploads/2018/04/Road-to-5G-Introduction-and-Migration_FINAL.pdf

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Simplificado, sem roaming

AF: Application Function = função da aplicaçãoAMF: Access and Mobility Management Function = função de gerenciamento de acesso e mobilidade

AUSF: Authentication Server Function = função do servidor de autenticaçãoNEF: Network Exposure Function = função de exposição de redeNRF: Network Repository Function – função de repositório de redeNSSF: Network Slice Selection Function = função de seleção de fatia de redePCF: Policy Control Function = função de controle de políticaSMF: Session Management Function = função de gerenciamento de sessãoSMSF: SMS (Short Message Service) Function = função de mensagens curtasUDM: User Data Management = gerenciamento de dado de usuároUPF: User Plane Function = função do plano do usuário

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5GC - Arquitetura do Núcleo 5G

21/5/19-https://www.gsma.com/futurenetworks/wp-content/uploads/2018/04/Road-to-5G-Introduction-and-Migration_FINAL.pdf

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Funções virtualizadas e hospedadas na nuvem

A fronteira física entre os elementos de rede tradicionais da EPC (MME, SGW, PGW) são “borradas” pela virtualização

Flexibilidade para atender requisitos de diversidade de serviços.

Menor “time to market”

Arquitetura baseada em serviço (Service BasedArchitecture = SBA)◦ Os elementos da SBA são definidos como

funções de rede para a

interconexão com as

funções do resto da rede

11/06/2019 38

5GC - Arquitetura do Núcleo 5G

21/5/19-https://www.gsma.com/futurenetworks/wp-content/uploads/2018/04/Road-to-5G-Introduction-and-Migration_FINAL.pdf

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Recurso “atomizado”, Alta coesão, Baixo acoplamento

Gerenciamento independente de outros serviços

Pode ser atualizado de forma independente

◦ Pouco impacto em outros serviços

Pode ser implantado sob demanda

É gerenciado por um “framework” que inclui

◦ Registro, Autorização, Descoberta

Interação entre serviços

◦ Invocação via API◦ (Application Program

Interface = interface de

programa da aplicação)

11/06/2019 39

5GC - Arquitetura do Núcleo 5G – Serviço

21/5/19-https://www.gsma.com/futurenetworks/wp-content/uploads/2018/04/Road-to-5G-Introduction-and-Migration_FINAL.pdf

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SBA = Service BasedArchitecture

◦ Arquitetura baseada em serviço

11/06/2019 40

3GPP – Funções de Rede no Núcleo NG - SBA

1/6/19-http://accs.magnumdev.webfactional.com/an-overview-of-the-5g-mobile-network-architecture/

UE: User Element(R)AN (Radio) Access NetworkUPF :User Plane FunctionDN: Data Network

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SBA = Service BasedArchitecture

◦ Arquitetura baseada em serviço

11/06/2019 41

3GPP – Funções de Rede no Núcleo NG - SBA

1/6/19-http://accs.magnumdev.webfactional.com/an-overview-of-the-5g-mobile-network-architecture/

AUSF: Authentication Server FunctionAMF: Access and Mobility Management FunctionSMF: Session Management Function

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SBA = Service BasedArchitecture

◦ Arquitetura baseada em serviço

11/06/2019 42

3GPP – Funções de Rede no Núcleo NG - SBA

1/6/19-http://accs.magnumdev.webfactional.com/an-overview-of-the-5g-mobile-network-architecture/

NEF: Network Exposure FunctionNRF: Network Repository FunctionPCF: Policy Control FunctionUDM: Unified Data ManagementAF: Application Function

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SBA = Service Based Architecture◦ Arquitetura baseada em serviço

Funcionalidades 5G com mais granularidade e desacoplamento◦ Implantação rápida novos serviços e negócios◦ Rede modular, composta de serviços

modularizados◦ Suporte para reuso; ex.: Um serviço pode ser invocado por outro Rede aberta Pode ser exposta para usuários externos sem

conversão de protocolos Ex.: para 3G

11/06/2019 43

SBA – Benefícios para 5G

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11/06/2019 44

5GPPP – Arquitetura Geral – Setores Verticais

30/4/19-Figura 2.1, pag 14, encontrada em:https://5g-ppp.eu/wp-content/uploads/2018/01/5G-PPP-5G-Architecture-White-Paper-Jan-2018-v2.0.pdf

AMF Access and Mobility Management Functione2e end to end (fim a fim)SDM-C Software-Defined Mobile network ControlSDN Software Defined NetworkSMF Service Management FunctionUPF User Plane Function

Modelo Recursivo - Exemplo com 2 “fatias” (“slices”) sob

demanda (“on demand”)

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CP = Control Plane D2D = Device to Device

UP = User Plane RAT = Radio Access Technology

Fatiamento de Rede (Network Slicing)

4/6/19-https://www.ngmn.org/fileadmin/ngmn/content/images/news/ngmn_news/NGMN_5G_White_Paper_V1_0.pdf11/06/2019 45

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11/06/2019 46

5GPPP-Arquitetura de Camadas Funcionais

30/4/19-Figura 2.4, pag 21, encontrada em:https://5g-ppp.eu/wp-content/uploads/2018/01/5G-PPP-5G-Architecture-White-Paper-Jan-2018-v2.0.pdf

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3ª Parte

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Solução centrada no usuário ao invés de na ERB

Usa as vantagens de FDM, TDM e SDM

Uso de ondas mm

◦ Muitas antenas no dispositivo (MIMO massivo)

◦ SDMA (multiplexação por divisão espacial)

◦ Ganho na qualidade do sinal

◦ Antenas direcionais

◦ Menos interferência

◦ Menos potência

Células de rádio menores: femto, pico, micro, macro

◦ Qtd diferente de usuários x raios diferentes cobertura

16/50m; 100x200m; 200 x 2km; >1000 x 40 km

RAN centralizada / distribuída; RAN na nuvem

Variedade de usuários, dispositivos e serviços

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5G - Conclusão

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Compatibilidade com tecnologias legadas

◦ Redes heterogêneas (HetNet)

Direcionamento do lóbulo dos feixes das antenas (beamforming)

Rapidez atender novas necessidade de mercado

◦ NFV (virtualização das funções de rede)

permite o fatiamento (slicing)

substitui funções de rede de roteadores, firewalls etcpor instâncias de software virtualizadas (hw como commodity)

◦ SDN: separação dos planos de controle e de usuário

Rede auto organizável (SON):

◦ planejamento, configuração, gerenciamento, otImização, recuperação

◦ RAN autoconfigurável e “plug and play”11/06/2019 49

5G - Conclusão

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1) Confiabilidade

2) Taxa de dados

3) Largura de banda

4) Latência

5) Energia

6) Diversidade de cenários

7) Compatibilidade futura

8) Conectividade dupla

11/06/2019 50

5G - Conclusão

2/6/19-https://www.intel.com/content/dam/www/public/us/en/documents/guides/5g-nr-technology-guide.pdf

21

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Latência fim-a-fim

Segurança

Conectividade de tecnologias de diferentes rádios

Convergência fixo-móvel

Gerenciamento fim-a-fim em ambiente com vários domínios

Protocolos de OAM

Complexidade da sinalização

11/06/2019 51

5G- Questões em Estudo (Jun/2018)

CARUGI, M. Progress of 5G studies in ITU-T: overview of SG13 standardization activities. In: ITU Regional Forum on “Internet of Things, Telecommunication Networks and Big Data as basic infrastructure for Digital Economy” Saint-Petersburg, Russian Federation, 4-6 June 2018. https://www.itu.int/en/ITU-T/Workshops-and-Seminars/20180604/Documents/Session1.pdf - 17/5/19

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Perguntas ?

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Por que o uso de IoT em redes 5G contribui para o aumento da vulnerabilidade de ataques nestas redes ?

Referência:◦ AHMADY, I. et all. Security for 5G and Beyond.

DOI 10.1109/COMST.2019.2916180, IEEE Communications Surveys & Tutorials. https://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?tp=&arnumber=8712553 – Acesso em 4/6/19

◦ Apresentação de hoje e algumas referências:https://drive.google.com/open?id=1wRHBjqW8cVrUjSYekZPiHb4AjWPJ92zb

11/06/2019 53

Pergunta

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AHMADY, I. et all. Security for 5G and Beyond. DOI 10.1109 / COMST.2019.2916180, IEEE Communications Surveys & Tutorials. https://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?tp=&arnumber=8712553–Acesso em 4/6/19

https://www.ngmn.org/fileadmin/ngmn/content/images/news/ngmn_news/NGMN_5G_White_Paper_V1_0.pdf - 4/6/19

https://www.etsi.org/deliver/etsi_tr/138900_138999/138913/14.03.00_60/tr_138913v140300p.pdf - Acesso em 17/5/19

3GPP TR 38.913 version 14.3.0 Release 14 13 ETSI TR 138 913 V14.3.0 (2017-10) - Acesso em 17/5/19

https://5g-ppp.eu/wp-content/uploads/2018/01/5G-PPP-5G-Architecture-White-Paper-Jan-2018-v2.0.pdf - 30/4/19

http://www.engagingwithcommunications.com/publications/ITP_Papers/5G_network_architecture/ITP_Journal_Vol12_Part1_Pages9-15_5G_Network_Architecture.pdf - Acesso em 21/5/19

https://itu.int/dms_pubrec/itu-r/rec/m/R-REC-M.2083-0-201509-I!!PDF-E.pdf - Acesso em 30/4/19

https://5g.itrc.ac.ir/sites/default/files//Fundamentals%20of%205G%20Mobile%20Networks-Wiley%20%282015%29.pdf -Acesso em 22/4/19

30/4/19-https://www.gsmaintelligence.com/research/?file=c88a32b3c59a11944a9c4e544fee7770&download - Acesso em

https://www.gsma.com/futurenetworks/wp-content/uploads/2018/04/Road-to-5G-Introduction-and-Migration_FINAL.pdf -Acesso em 21/5/19

http://accs.magnumdev.webfactional.com/an-overview-of-the-5g-mobile-network-architecture/ - Acesso em 1/6/19

https://www.researchgate.net/profile/Kari_Horneman/publication/262416969_Cooperative_Distributed_Optimization_for_the_Hyper-Dense_Small_Cell_Deployment/links/56e0045208ae979addf0e0a9/Cooperative-Distributed-Optimization-for-the-Hyper-Dense-Small-Cell-Deployment.pdf - Acesso em 2/5/19

http://www.eventos.momentoeditorial.com.br/wp-content/uploads/2016/09/CRR-Leonardo-5G-ISP-CEMIG-Telecom.pdf -Acesso em 2/5/19

https://www.qualcomm.com/invention/5g/what-is-5g - Acesso em 3/6/19

https://www.qualcomm.com/media/documents/files/1000x-more-small-cells-.pdf - Acesso em 3/6/19

https://www.intel.com/content/dam/www/public/us/en/documents/guides/5g-nr-technology-guide.pdf - Acesso: 2/6/19

https://www.cisco.com/c/m/en_us/solutions/service-provider/visual-networking-index.html - Acesso em 4/5/19

https://networks.nokia.com/5g - Acesso em 14/5/19

11/06/2019 54

Bibliografia

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11/06/2019 55

Obrigado !!!

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11/06/2019 56

Material de Suporte à Apresentação

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11/06/2019 57

5G - Melhorias

3/6/19-https://www.qualcomm.com/media/documents/files/1000x-more-small-cells-.pdf

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11/06/2019 58

5G – Motivadores

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Melhorias no IMT-Avançado para o IMT-2020

1. Taxa de dados de pico (Gbps)

2. Taxa de dados experimentada pelo usuário (Gbps)

3. Latência (ms)

4. Mobilidade (km/h)

5. Densidade de conexão◦ Total de dispositivos conectados ou acessíveis por unidade de área

(km2)

6. Eficiência energética (bit/Joule)◦ Lado da rede e lado do usuário

7. Eficiência espectral (bits/s/Hz)

8. Capacidade de tráfego por área (Mbit/s/m2)

11/06/2019 59

5G – Requisitos Estratégicos (*)

(*) - ITU-R- M.2083-0) Key Capabilities

http://www.eventos.momentoeditorial.com.br/wp-content/uploads/2016/09/CRR-Leonardo-5G-ISP-CEMIG-Telecom.pdf - Acesso em 2/5/19

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Comunicação do tipo máquina

◦ Machine type communication (MTC)

◦ Homem com máquina ou

◦ Máquina com máquina (M2M)

◦ Grande quantidade de dispositivos conectadose executando aplcativos em tempo real

◦ Controle remoto

◦ Dispositivos móveis (ex.: veículos)

◦ Baixa latência (ms)

Melhorias de 20 x de 4G para 5G

◦ Internet táctil (“Tactile Internet”)

Velocidade percepção humana

11/06/2019 60

5G – Pilares

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11/06/2019 61

Soluções 5G - RAN

2/6/19-https://www.intel.com/content/dam/www/public/us/en/documents/guides/5g-nr-technology-guide.pdf

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11/06/2019 62

Soluções 5G - RAN

2/6/19-https://www.intel.com/content/dam/www/public/us/en/documents/guides/5g-nr-technology-guide.pdf

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11/06/2019 63

ETSI / 3GPP – Exemplo de Mapeamento (3)

(*) 5G Study on Scenarios and Req for next gen access technologies-2017.pdf17/5/19-https://www.etsi.org/deliver/etsi_tr/138900_138999/138913/14.03.00_60/tr_138913v140300p.pdf

17/5/19-3GPP TR 38.913 version 14.3.0 Release 14 13 ETSI TR 138 913 V14.3.0 (2017-10)

Parte da Tabela 6.1.5-1: High Speed (*)

Interessante: quantidade de antenas x direcionalidade x ganho percursos diferentes

◦ Comprimentos de ondas:

4 GHz = 3*108/4*109 = 7,5 cm

30 GHz = 3*108/30*109 = 0,1 cm

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NG-RAN -New Generation Radio Access Network (rede de acesso de rádio de nova geração)

11/06/2019 64

Soluções 5G - NG-RAN

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3GPP TS 38.460 version 15.3.0 Release 15, Figure 7.1-1: Interface protocol structure for E1

11/06/2019 65

NG-RAN – Interface entre DU e CU

SCTP Stream Control Transmission Protocol

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Arquitetura de Rede IEEE 1914.1 NGFI = Next Generation Fronthaul Interface – (xhaul)

11/06/2019 66

RAN - CU x DU

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Figure A-2: An example of unified transport network architecture for 5G transport

11/06/2019 67

RAN - CU x DU

11/6/19-https://www.itu.int/dms_pub/itu-t/opb/tut/T-TUT-HOME-2018-MSW-E.docx

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Figure A-3: A 2nd example of unified transport network architecture for 5G transport

11/06/2019 68

RAN - CU x DU

11/6/19-https://www.itu.int/dms_pub/itu-t/opb/tut/T-TUT-HOME-2018-MSW-E.docx

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11/06/2019 69

RAN - CU x DU

11/6/19-http://sites.ieee.org/sagroups-1914/files/2018/01/ngfi_17_09_IEEE1914_Checko_BackNets_1.2-Copy.pdf

RoW = Radio Over Ethernet

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11/06/2019 70

RAN - CU x DU: Suporte Diferentes Cenários

11/6/19-http://sites.ieee.org/sagroups-1914/files/2018/01/ngfi_17_09_IEEE1914_Checko_BackNets_1.2-Copy.pdf

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3GPP - Arquitetura do Núcleo 5G

Fig. 4.2.3-2: Non-Roaming 5G System Architecture3GPP TS 23.501 version 15.5.0 Release 15 - ETSI TS 123 501 V15.5.0 (2019-04)

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vPLMN / hPLMN = visited / home Public Land Mobile Network

SEPP = Security Edge Protection Proxy

11/06/2019 72

3GPP - Arquitetura do Núcleo 5G (Roaming)

Fig. 4.2.4-1 Roaming 5G System - System architecture for the 5G System (5GS)3GPP TS 23.501 version 15.5.0 Release 15 - ETSI TS 123 501 V15.5.0 (2019-04)

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V2X = Vehicle-to-Everything

11/06/2019 73

5G – V2X

30/4/19-https://res.mdpi.com/sensors/sensors-19-00550/article_deploy/sensors-19-00550.pdf?filename=&attachment=1

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OpenFlow, SDN Deutsche Telekom, Google, NTT, Comcast,

China Unicom, Ciena, Dell,

T-Mobile, Intel, Samsung,

AT&T etc

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ONF - Open Networking Foundation

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Redes de acesso híbrido: xDSL, PON, IP/MPLS, DOCSIS, WiMax, LTE, 5G, ...

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BBF = Broadband Forum

31/5/19- https://www.broadband-forum.org/projects/connected-home/resources-research-analysis

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BBF = Broadband Forum

31/5/19- https://web.archive.org/web/20111013194329/http://www.broadband-forum.org/memberlist/members.php

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Origem: especificações evoluir 2G (GSM) -> 3G

Acesso de rádio, núcleo da rede, serviços

GPRS, EDGE, 3G, WCDMA (UMTS), HSPPA, IMS, LTE, 5G

Parceiros:

◦ ARIB

◦ ATIS

◦ CCSA

◦ ETSI

◦ TSDSI

◦ TTA

◦ TTC

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3GPP - Third Generation Partnership Project

31/5/19 - https://www.3gpp.org/about-3gpp/partners

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3GPP: third Generation Partnership Project

◦ Projeto de Parcerias (para a) 3ª Geração

5GPPP: 5G Public Private Partnership

◦ Parcerias Públicas (e) Privadas (para a) 5ª Geração

◦ Buscar consenso desde a camada física até a arquitetura geral, o gerenciamento de rede e as redes de software

2015 – Comunidade Europeia

Objetivo: plataforma flexível para habilitar novos negócios e modelos verticais, ex.: automóveis, manufatura, energia, saúde, entretenimento.

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5GPPP

30/4/19-https://5g-ppp.eu/wp-content/uploads/2018/01/5G-PPP-5G-Architecture-White-Paper-Jan-2018-v2.0.pdf

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Objetivo: plataforma flexível para habilitar novos negócios e modelos verticais, ex.: automóveis, manufatura, energia, saúde, entretenimento.

◦ network slicing (“fatiamento de rede”)

Atender às necessidades

Tecnológicas

Negócios de diferentes setores

Domínios administrativos diferentes

Várias operadoras de rede

Gerenciamento e orquestração

Arquitetura de segurança

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5GPPP

30/4/19-https://5g-ppp.eu/wp-content/uploads/2018/01/5G-PPP-5G-Architecture-White-Paper-Jan-2018-v2.0.pdf

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5GPPP-Arquitetura de Camadas Funcionais

30/4/19-Figura 2.4, pag 21, encontrada em:https://5g-ppp.eu/wp-content/uploads/2018/01/5G-PPP-5G-Architecture-White-Paper-Jan-2018-v2.0.pdf

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5GPPP-Arquitetura de Camadas Funcionais

30/4/19-Figura 2.4, pag 21, encontrada em:https://5g-ppp.eu/wp-content/uploads/2018/01/5G-PPP-5G-Architecture-White-Paper-Jan-2018-v2.0.pdf

BSS: Business Support System

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5GPPP-Arquitetura de Camadas Funcionais

30/4/19-Figura 2.4, pag 21, encontrada em:https://5g-ppp.eu/wp-content/uploads/2018/01/5G-PPP-5G-Architecture-White-Paper-Jan-2018-v2.0.pdf

OSS: Operations Support System

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5GPPP-Arquitetura de Camadas Funcionais

30/4/19-Figura 2.4, pag 21, encontrada em:https://5g-ppp.eu/wp-content/uploads/2018/01/5G-PPP-5G-Architecture-White-Paper-Jan-2018-v2.0.pdf

ETSI NFVO: Network Function Virtualisation Orchestration

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5GPPP-Arquitetura de Camadas Funcionais

30/4/19-Figura 2.4, pag 21, encontrada em:https://5g-ppp.eu/wp-content/uploads/2018/01/5G-PPP-5G-Architecture-White-Paper-Jan-2018-v2.0.pdf

VIM: Virtual Infrastructure Manager

VNF: Virtual Network Function

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5GPPP-Arquitetura de Camadas Funcionais

30/4/19-Figura 2.4, pag 21, encontrada em:https://5g-ppp.eu/wp-content/uploads/2018/01/5G-PPP-5G-Architecture-White-Paper-Jan-2018-v2.0.pdf

Inter-slice resource broker: aloca recursos e interage com o gerenciamento de serviço.

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5GPPP-Arquitetura de Camadas Funcionais

30/4/19-Figura 2.4, pag 21, encontrada em:https://5g-ppp.eu/wp-content/uploads/2018/01/5G-PPP-5G-Architecture-White-Paper-Jan-2018-v2.0.pdf

Gerenciamento de aplicaçãoespecífica de um certo domínio: Ex.: domínios legados

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5GPPP-Arquitetura de Camadas Funcionais

30/4/19-Figura 2.4, pag 21, encontrada em:https://5g-ppp.eu/wp-content/uploads/2018/01/5G-PPP-5G-Architecture-White-Paper-Jan-2018-v2.0.pdf 11/06/2019 8730/4/19-Figura 2.4, pag 21, encontrada em:https://5g-ppp.eu/wp-content/uploads/2018/01/5G-PPP-5G-Architecture-White-Paper-Jan-2018-v2.0.pdf

SDM-X/C: Software-Defined Mobile Network Coordinator / Controller

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5GPPP-Arquitetura de Camadas Funcionais

30/4/19-Figura 2.4, pag 21, encontrada em:https://5g-ppp.eu/wp-content/uploads/2018/01/5G-PPP-5G-Architecture-White-Paper-Jan-2018-v2.0.pdf 11/06/2019 8830/4/19-Figura 2.4, pag 21, encontrada em:https://5g-ppp.eu/wp-content/uploads/2018/01/5G-PPP-5G-Architecture-White-Paper-Jan-2018-v2.0.pdf

VNF / PNF Physical / Virtual Network Function