A Tokiói Egyetem, az Internet Initiative Japan (IIJ), az APRESIA és a Fujitsu Limited sikeresen kifejlesztett egy nyílt forráskódú szoftvert a privát 5G/6G mobilrendszerhez, megvalósítva ezzel a hazai gyártású, olcsó 5G maghálózatot (5GC). A kezdeményezést a NEDO Kutatási és Fejlesztési Projektjének és az Enhanced Infrastructures for Post-5G Information and Communication Systems megvalósíthatósági tanulmányának részeként hajtották végre a közreműködő partnerek.
Az 5GC szoftver központi szerepet játszik a mobiltelefon-hálózatok vezérlésében, de a hazai gyártás és a költségcsökkentés iránti igény folyamatos kihívást jelent a kapcsolódó technológiák, például a privát 5G hálózat valóra váltásához. Ennek az új rendszernek a kifejlesztésével az IIJ, az APRESIA és a Fujitsu kifejlesztette az 5GC gyakorlati változatát is, amely nyílt forráskódú szoftveren alapul, kereskedelmi szintű funkcionalitással, teljesítménnyel és a nyílt forráskódú szoftveren alapuló stabilitással. A Tokiói Egyetem hozzájárult egy felhasználói funkcióhoz (UPF), amely fejlettebb adatátvitelt és útvonalválasztást kezel az 5GC és a korábban ismert tulajdonságok kombinálásával.
A partnerek arra számítanak, hogy ennek a technológiának az esetleges, valós bevezetése lehetővé teszi a felhasználók számára, hogy alacsonyabb költséggel vezessenek be privát 5G rendszereket a mindennapi használatba, ami a privát 5G hálózat széles körű elterjedéséhez vezethet a különböző iparágakban. A többi magán 5G-hálózat és a nagy távközlési szolgáltatók által nyújtott szolgáltatások kombinálása végső soron sokoldalúbb kommunikációs környezetek biztosítását teszi lehetővé, mint az egyéni 5G-hálózatok önmagukban véve.
1. Áttekintés
Az 5G mobiltelefon hálózatokat nemcsak kommunikációs eszközként használják, mint a telefonok és okostelefonok esetében, hanem a társadalmat támogató kritikus infrastrukturális rendszerekben is, mint például a fizetések kezelése és a logisztika folyamatok végrehajtása. Bár a mobilhálózatokat alkotó technológia egy közös globális szabványon alapul, a tényleges használt kommunikációs berendezések többségét Japánon kívüli gyártók gyártják, amelyek a kapcsolódó technológiák szellemi tulajdonára vonatkozó szabadalmak nagy részét is birtokolják. Ez potenciális kockázatot jelent a piaci versenyre és a gazdasági biztonságra nézve, ezért a japán vállalatok és kutatók számára fontos prioritássá vált, hogy proaktívan fejlesszék a termékeket és technológiákat az 5G utáni és a következő generációs kommunikációs szabványok előrejelzése érdekében. az említettek várhatóan 2025 után fognak megjelenni. Remélhetőleg az ipar-akadémia-kormányzat együttműködése gyakorlati szintű kommunikációs eszközök kifejlesztéséhez és a problémák megoldásához vezet majd.
Japánban a NEDO végrehajtotta „Az 5G utáni információs és kommunikációs rendszerek továbbfejlesztett infrastruktúráinak kutatási és fejlesztési projektjét”, a „Megvalósíthatósági tanulmányt”, illetve a „Nyílt forráskódú szoftverfejlesztést Local5G-vel.”. A 2020 októberétől 2022 októberéig tartó két éves kezdeményezés eredményeként a partnerek sikeresen fejlesztették ki a hazai, alacsony költséggel előállítható 5G mobilhálózati technológia alapkoncepcióját.
2. A projekt legfontosabb eredményei
A nagy távközlési szolgáltatók 5GC-jével ellentétben, amelyet több tízmillió vonal kezelésére terveztek, az e projekt során kifejlesztett 5GC egy kompakt megvalósítás, amely több, vagy több ezer vonal hatékony kezelésére képes. A nyílt forráskódú szoftverre alapuló fejlesztés a szellemi tulajdon költségeit is csökkentette. Ez alkalmassá teszi olyan környezetekben, ahol sok kisméretű 5G rendszert, például privát hálózatot kell kiépíteni. Mivel Commercial Off-The-Shelf-en (COTS) futó szoftverként valósítják meg, az 5GC felhőalapú is lehet a maximális kihasználtság érdekében.
A projektben kifejlesztett 5GC a free5GC-n alapul, amelyet mérnökök világszerte nyílt forráskódú szoftverként fejlesztenek. Általánosságban elmondható, hogy az ilyen forráskódú szoftverek jobbak átláthatóság tekintetében, mivel minden kód nyilvánosan elérhető, így ellenőrizhető, hogy nem tartalmaznak-e rosszindulatú programokat. Másrészt egyes ilyen forráskódú szoftverek nem rendelkeznek a kereskedelmi használatra szükséges funkciókkal, és vannak olyan technikai problémák, mint például a teljesítmény és a stabilitás nem megfelelő ellenőrzése.
Ebben a projektben a kereskedelmi hálózatokat üzemeltető IIJ tudására alapozva a partnerek a free5GC-t további funkciókkal egészítették ki és javították a teljesítményt. Továbbá a számos kereskedelmi hálózati terméket fejlesztő APRESIA és Fujitsu technológiájával ellenőrizték a stabilitást, valamint a minőséget olyan szintre emelték, ahol mindez kereskedelmi termékként használható. Gazdasági biztonság szempontjából is fontos, hogy a japán vállalatok képesek legyenek rendkívül praktikus, átlátható 5GC-t biztosítani.
Ez a feladat újra definiálja a nyitott és zárt stratégiát, továbbá olyan együttműködési területeket hoz létre, amelyekben a fejlődés eredményeit visszaadják a társadalomnak (nyitott stratégia) és versenyterületeket, amelyeket elfoglalnak (zárt stratégia), hogy megtartsák a piaci környezetben előnyös pozíciót. Az együttműködéshez tartozó eredmények a projektben megvalósított free5GC fejlesztési területek nyilvánosságra kerülnek, így az eredmények világszerte elérhetőek lesznek. Ily módon a japán vállalatok jelenléte egy nyitott fejlesztői környezetben nemcsak az 5G utáni korszakban jelentős, hanem a következő generációs kommunikációs szabványok kezdeményezésében is. A versenyterületen elért mérföldkövek érdekében a partnerek szabadalmat kértek az egyetem legfrissebb eredményeire, hogy javítsák Japán ipari versenyképességét, szellemi tulajdont szerezzenek a globális piaci versenyhez, és hozzájáruljanak a gazdaság élénkítéséhez. Egyengetik az utat olyan üzleti modellek előtt is, amelyek a technológiát az egyetemekről a kockázati vállalkozásokba adják át.
3. Tervek a jövőre nézve
Az APRESIA és a Fujitsu folyamatosan ad ki olyan megoldásokat a privát 5G hálózatokhoz, amelyek egyesítik a projekt során kifejlesztett 5GC technológiát és az egyes vállalatok által gyártott 5G bázisállomásokat és végberendezéseket. Az IIJ emellett olyan kommunikációs szolgáltatások fejlesztését is előmozdítja, amelyek több privát 5G hálózatot is használhatnak a projekt során kifejlesztett 5GC és az IIJ, mint mobil virtuális hálózat üzemeltetője (MVNO) által barangolás útján biztosított nyilvános 5G hálózatok felhasználásával. Továbbá a Tokiói Egyetem azt tervezi, hogy e fejlesztés eredményeit egy egyetemi alapítású kockázati társaság integrált magán 5G rendszerébe szállítja.
A jövőben a Tokiói Egyetem együttműködik a vállalatokkal, hogy jobban elő tudja mozdítani az ipari-akadémiai együttműködést a projektben kifejlesztett 5GC technológiát hasznosító megoldások és szolgáltatások kutatása terén. Továbbá kutatást és fejlesztést végez a nyílt bázisállomási berendezésekkel kapcsolatban (NR: New Radio), amely a nyilvános felhőben működik, hogy felgyorsítsa a Cloud natív 5G mobiltelefon-hálózati technológiák továbbfejlesztésére irányuló erőfeszítéseket.
5G maghálózat:
Az 5G utáni maghálózatok fejlett virtualizációs és számítási erőforrás-menedzsmenttel kapcsolatos technológiákat igényelnek annak érdekében, hogy a lehető legkisebb energiafelhasználással és a lehető legalacsonyabb költséggel, a sokrétű szolgáltatások követelményeinek kielégítése mellett, hatékonyan tudjanak feldolgozni hatalmas mennyiségű forgalmat. Sőt, az alacsony késleltetés és a nagy megbízhatóság iránti igény kielégítése érdekében a jövőben jelentős elmozdulást láthatunk az egyetlen hatalmas adatközpontban történő feldolgozásról a felhő alapú maghálózatok felé, amelyek több földrajzilag szétszórt számítási erőforrást használnak majd fel erre a feladatra.
Nyílt forráskódú szoftver:
A forráskód nyilvános, éppen ezért felhasználható, valamint módosítható és újra terjeszthető kereskedelmi vagy nem kereskedelmi célokra, és a vállalatok aktívan alkalmazzák ezt a kereskedelmi termékek és szolgáltatások piacán. Érdekesen hangozhat, de különösen általános célú könyvtárak számára lehet hasznos ez a megoldás.
techkalauz.hu – az online techmagazin
