· 4 min de lectura · Gaia Lab
A qué se conecta: la infraestructura de experimentación 5G y B5G del Campus de Espinardo
Recorrido por la red 5G SA, las unidades V2X, la red LoRaWAN, los centros de datos y la red programable que sostienen la experimentación de Gaia Lab.
Cuando presentamos el vehículo experimental solemos detenernos en lo que lleva a bordo. En esta entrada damos la vuelta a la pregunta y explicamos a qué se conecta: el vehículo es el extremo móvil de la infraestructura de experimentación 5G y B5G que en Gaia Lab, dentro del grupo ANTS de la Universidad de Murcia, hemos desplegado en el Campus de Espinardo. Describimos sus cinco bloques y cómo el vehículo cierra el circuito.
Red 5G SA privada #
La base es una red 5G en modo autónomo (SA), privada del campus. Combina radio definida por software (Ettus B210 y N310, BladeSDR) con equipos comerciales, y disponemos de núcleo y radio de Amarisoft, Open5GS, Nokia, OAI y srsRAN. Esta variedad nos permite montar una misma prueba sobre implementaciones distintas y comparar su comportamiento.
Varios gNB repartidos por edificios del campus hacen posibles los ensayos en movimiento: el traspaso entre estaciones base, su predicción mediante inteligencia artificial y la transmisión de vídeo 4K resistente a pérdidas de cobertura. El vehículo se conecta a través de su módem 5G y sus antenas exteriores, y cada medida de red queda georreferenciada por el receptor GNSS de alta precisión.
Comunicaciones cooperativas: C-ITS / V2X #
Para las comunicaciones vehiculares contamos con unidades Cohda MK6 de doble rol, que actúan como unidad de carretera o de a bordo, desplegables en el campus, con conectividad 5G, PC5 y servicios C-ITS. Con ellas ensayamos el intercambio de mensajes cooperativos entre el vehículo y la infraestructura, y entre vehículos, tanto por PC5 / ITS-G5 como a través de la red 5G. La OBU de la cabina es su contraparte móvil y emite en tiempo real mensajes de posición y velocidad.
Internet de las Cosas: LoRaWAN en el campus #
La capa IoT se apoya en dos pasarelas Kerlink iStation a 868 MHz, con un servidor de red ChirpStack e integración con The Things Network. Recoge los datos de los sensores del campus (tráfico, energía, entorno). Su interés para el vehículo es la correlación: la radio LoRaWAN de la cabina nos permite cruzar lo que mide el vehículo con lo que mide la infraestructura fija, en el mismo lugar y en el mismo momento.
Cómputo y nube #
La experimentación en redes B5G exige más cómputo del que cabe en un vehículo. Disponemos de tres centros de datos, ATICA, PLEIADES y GAIA, con más de 1500 CPU y cerca de 15 TB de RAM, orquestados con Proxmox, OpenStack, OSM y Kubernetes. Sobre ellos se ejecutan los núcleos de red y los servicios de red e inteligencia artificial que no viajan en el vehículo, así como los gemelos digitales en el borde de la red.
El vehículo replica una parte de esta capacidad en movimiento: su unidad de cómputo a bordo y su rack de borde de clase servidor, con espacio para equipos de hasta 8U, ejecutan servicios que normalmente vivirían en un centro de datos. Así podemos estudiar qué conviene procesar en el borde y qué enviar a la nube, con la red 5G en medio.
Red programable #
La infraestructura se apoya en una troncal SONiC con enlaces de 100 Gbps entre sedes y de 25/40 Gbps internos. Sobre ella experimentamos con redes programables mediante OpenFlow y P4, y mantenemos la sincronización de tiempo con PTP. La primera nos permite reconfigurar el encaminamiento entre bloques sin tocar el cableado; la segunda proporciona una referencia de tiempo común a los equipos de la infraestructura.
El vehículo como extremo móvil #
La tabla resume cada bloque y su contraparte en el vehículo.
| Bloque | Equipamiento | Uso en la experimentación | Contraparte en el vehículo |
|---|---|---|---|
| Red 5G SA | Ettus B210 y N310, BladeSDR; Amarisoft, Open5GS, Nokia, OAI, srsRAN; varios gNB | Pruebas en movimiento, traspasos entre gNB, vídeo 4K | Módem 5G y antenas exteriores |
| C-ITS / V2X | Cohda MK6 de doble rol | Mensajes cooperativos por PC5 / ITS-G5 y 5G | OBU en la cabina |
| IoT LoRaWAN | Dos Kerlink iStation a 868 MHz, ChirpStack, The Things Network | Correlación con los sensores del campus | Radio LoRaWAN en la cabina |
| Cómputo y nube | ATICA, PLEIADES y GAIA; > 1500 CPU, ~15 TB RAM; Proxmox, OpenStack, OSM, Kubernetes | Núcleos y servicios de red, gemelos digitales | Unidad de cómputo y rack de borde de hasta 8U |
| Red programable | Troncal SONiC, 100 Gbps entre sedes, 25/40 Gbps internos, OpenFlow, P4, PTP | Interconexión, experimentos SDN, sincronización | Red interna del vehículo |
Visto así, el vehículo es el punto en el que todos estos bloques coinciden en movimiento y sobre terreno real: sube a la red 5G lo que captan sus sensores, intercambia mensajes cooperativos con las unidades de carretera y reparte el cómputo entre su rack de borde y los centros de datos.
En próximas entradas documentaremos cada bloque por separado.