Programmierbare Infrastruktur - 6G für Mensch, Umwelt & Gesellschaft

Programmierbare Infrastruktur

Ein 6G-Netz wird die statische Partitionierung von Funktionalität (in RAN/Access/Core etc.) überwinden und Funktionen dort erbringen, wo sie tatsächlich benötigt werden. Hierbei werden die verfügbaren HW Ressourcen berücksichtigt werden. Dabei werden Anwendungs- wie Netzfunktionen (z.B. Game-Server vs. AAA) einbezogen und eine kontinuierliche, agile Adaption an sich ändernde Last-/Dienstanforderungen wie Infrastrukturverfügbarkeit berücksichtigt. Daraus entsteht ein “organisch wachsendes” dezentrales, robustes, skalierbares – und damit evolutionäres – 6G-System. Diese Vision einer solchen “organischen Infrastruktur” benötigt u.a. die Fähigkeit, zwischen verschiedenen Varianten einer Funktionalität zu vermitteln, um diese zu nutzbringenden Gesamtdiensten zu verbinden, und dabei die Anforderungen des Datenpfades zu unterstützen. Funktionen können von sehr schlank und zustandslos bis zu komplex-zustandsbehaftet reichen, die heterogen in Dienste verbunden werden, mit unterschiedlichen Anforderungen an Management (z.B. Starten neuer Instanzen vs. Zustandsmigration).

Entscheidungen können auch dezentral fallen. Eine tiefere Integration von (klassischen) Radio-, Kern- und Nutzerfunktionen öffnet zudem reichhaltige Datenquellen für KI/ML-Verfahren, die in Datenpfadprozessen (“linerate inference”) wie in Management-Prozesse (z.B. Rekonfiguration von Services bei Wechsel der Handover-Strategie) eingebunden sind. Zur Entwicklung und zum Betrieb eines solchen, einer kontinuierlichen Evolution unterworfen Systems sind die Ideen von DevOps und Web-Scale Software Engineering in ein „network scale DevOps” (z.B. Parallelbetrieb verschiedener Versionen, “Continuous Fault Injection” für Robustheit) weiterzuentwickeln.

Ziele im Projekt

Entwicklung eines organischen Kernnetzes, das in der Lage ist:
- sich je nach Dienstanforderungen und verfügbarer Infrastruktur dynamisch neu zusammenzusetzen
- je nach Bedarf dynamisch zur verfügbaren Netzinfrastruktur zu migrieren
- maßgeschneiderte Konnektivitätsdienste bereitzustellen (Mobilität und QoS-Unterstützung, Authentifizierung und Autorisierung usw.) 
- die automatisierte Netzverwaltung zu unterstützen – ultraflexible Skalierung und „nahtlose“ Software-Upgrades
Die Lösung basiert auf:
- umfassender Berücksichtigung der Vorteile von Software-Engineering-Technologien für Konnektivitätsdienste
- Übernahme der Software-basierten Architektur (SBA) bis hin zur Benutzerausrüstung (UE)
- Dynamische Integration von heterogenen Backhauls
- Einsatz von Hardware-beschleunigter Echtzeit-Datenverarbeitung für virtualisierte RAN Komponenten
- Ausweitung der „DevOps“ Prinzipien auf „nahtlose“ Software-Upgrades

Rolle im Projekt

AP9 spielt eine zentrale Rolle innerhalb des Open6GHub durch die Entwicklung von Softwaretechnologie. Als solches liefert es die funktionale Basis und die Interaktion mit der Hardware für die anderen Arbeitspakete, die sich mehr auf das Netzwerkmanagement und die Optimierung beziehen, wie AP4, AP7 und AP8 und die Integration mit dem Funk von AP6.

Bisherige Ergebnisse und Erfolge

grundlegende Machbarkeitsstudie über die Möglichkeit, zusätzliche Software-Engineering-Konzepte in eine neue Software-Architektur zu integrieren
Definition einer Reihe von internen Netzdiensten: Skalierung, Migration, Upgrades usw.
erstes Konzeptdesign für ein vollständiges Softwarenetz

Technik und Ressourcen

Dieses Arbeitspaket konzentriert sich auf die Entwicklung der Softwarenetzwerke, um das System dynamisch auf allgemeine, universelle Infrastrukturen zu verteilen. Als solches ist die Unabhängigkeit von der Hardware ein Ziel. Es werden jedoch spezifische Integrationen mit Beschleunigungsbibliotheken und -technologien in Betracht gezogen, um die erwartete Netzkapazität zu erreichen, insbesondere in den RAN-Zentraleinheiten und der Datenebene des Kernnetzes.