CE25 - Sciences et génie du logiciel - Réseaux de communication multi-usages, infrastructures de hautes performances

Planification hiérarchique désagrégée pour les réseaux au-delà de la 5G – HEIDIS

Résumé de soumission

L'industrie des télécoms traverse une transformation profonde conduisant à la transition vers des architectures ouvertes et des réseaux logiciels. Cette tendance progresse rapidement et prend de l'ampleur grâce aux logiciels et aux normes open-source des composants de l'infrastructure de communication. D'une part, une approche d'architecture ouverte pourrait aider les opérateurs à s'émanciper du blocage des fournisseurs et des dépenses d’exploitation et d’investissement élevées qui en découlent. D'autre part, elle pourrait aider les fournisseurs à échapper aux lignes de conception et de production matérielles complexes et à se concentrer plutôt sur des fonctionnalités avancées des interfaces et des modèles de maintenance des logiciels. Comme initiative qui favorise l'ouverture et l'intelligence des réseaux sans fil de la prochaine génération, l'alliance Open Radio Access Network (O-RAN) a été fondée par cinq grands fournisseurs de services, dont Orange, afin de briser la dernière barrière dans le développement de réseaux d'accès radio entièrement logiciels. Dans les systèmes RAN traditionnels, les composants matériels et les codes logiciels propriétaires sont étroitement couplés, de sorte que les implémentations atomiques fermées n'ont pas d'interfaces pour prendre en charge l'interopérabilité entre différents fournisseurs. L'ossification du RAN qui résulte de l’O-RAN génère des îlots verrouillés par le fournisseur dans les réseaux de backhauls cellulaires. La virtualisation des fonctions réseau et des interfaces ouvertes activées dans O-RAN permet des fonctions réseau basées sur des logiciels et, naturellement, permet l'interopérabilité entre les différents composants, éditeurs de logiciels et fournisseurs. De plus, elle dévoile la désagrégation des fonctions RAN, permettant le développement indépendant de chaque fonction du RAN, conduisant à plus d’innovation et de flexibilité. Par rapport au RAN traditionnel, une nouvelle logique d’ordonnancement à trois couches apparaît dans O-RAN: temps non-réel, temps quasi-réel et temps réel. Ces nouvelles couches décisionnelles doivent interagir ensemble et leur comportement algorithmique doit encore être défini, évalué et expérimenté. La prise de décision en temps non-réel est laissée à la couche d'orchestration, où une fonction en temps non-réel RAN Intelligent Control (Non-RT RIC) réel prend des décisions à long terme. Le RIC Non-RT pourrait être construit sur ONAP (Open Network Automation Platform), une autre initiative open-source qui a été choisie par l'alliance O-RAN comme couche d'orchestration de référence / gestion de réseau, et les preuves de concept (PoC) utilisent actuellement ONAP et ORAN. ONAP prend en charge l'optimisation intelligente du RAN en temps non réel à l'aide de l'analyse de données et de la formation et de l'inférence AI / ML. Le Near-RT RIC est une nouvelle pile intermédiaire entre les orchestrateurs et les ordonnanceurs en temps réel: Le Near-RT RIC est nouveau dans sa notion (qui n'existait pas avant) et dans sa fonction de liaison algorithmique des décisions d'ordonnancement en temps réel aux décisions d'orchestration. Plus précisément, il prend en charge le contrôle et l'optimisation en temps quasi réel des ressources et des nœuds O-RAN et il peut également piloter le comportement des ordonnanceurs temps réel. Poussé par cette évolution dans le segment des accès radio, la chaîne complète de planification, d'allocation et d'approvisionnement des ressources de bout en bout va changer. Dans une certaine mesure, cette évolution du réseau de bout en bout devrait suivre et être liée à la refonte de l'accès radio, avec une planification à 3 couches également. HEIDIS étudiera et expérimentera la liaison entre les algorithmes et les architectures de gestion des ressources radio, de liaison et de calcul, et en particulier les défis de coordination de l'architecture de planification verticale et horizontale à 3 couches qui en résultent.

Coordination du projet

Sahar HOTEIT (Laboratoire des Signaux et Systèmes)

L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.

Partenaire

SMILE SMILE
CEDRIC CENTRE D'ETUDES ET DE RECHERCHE EN INFORMATIQUE ET COMMUNICATIONS
L2S Laboratoire des Signaux et Systèmes
Orange SA Orange Labs Networks / Service TGI/OLN/SAS/WBH
EDF ELECTRICITE DE France, Direction R&D / Département de Recherche SYSTEME

Aide de l'ANR 784 767 euros
Début et durée du projet scientifique : janvier 2022 - 36 Mois

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