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5G: Nuevas oportunidades para el despliegue de servicios de media

Tecnologías 5G pantalla smartphone

Por Carlos Alberto Martín Edo, Senior Project Engineer en ATOS.

Nuevas necesidades del mercado

Desde sus comienzos, 5G no se ha planteado como una mera evolución de las tecnologías de comunicaciones móviles, sino como una oportunidad de integración de redes con unos requisitos iniciales muy exigentes en términos de tasa de datos, número de clientes atendidos, latencia extremo a extremo, densidad de dispositivos, fiabilidad, eficiencia, disponibilidad y velocidad de los dispositivos [1].

En el ámbito de 5G se han identificado sectores o industrias verticales que pueden beneficiarse del salto cualitativo que suponen estos exigentes requisitos respecto a tecnologías precedentes [2]. Uno de estos sectores verticales es, precisamente, “Media y entretenimiento”. De esta forma 5G pretende satisfacer las nuevas necesidades de los usuarios en cuanto a consumo de contenidos audiovisuales. Así, aunque el consumo de TV lineal en el televisor del hogar continúa siendo mayoritario y se espera que siga así en el futuro [2], el aumento del consumo en dispositivos móviles es muy claro. Como se detalla en el informe [3], un 80% del tráfico de Internet corresponderá en 2020 a vídeo y TV.

Los espectadores desean ver cualquier contenido en cualquier sitio y en cualquier dispositivo, lo que está impactando en la forma en la que los productores publican los contenidos. Así, los nuevos operadores over-the-top (OTT) ofrecen sus series por temporadas enteras, frente a la forma tradicional de un nuevo episodio por semana. Esto a su vez causa picos de demanda entre los usuarios. Este patrón de consumo se observa también en espectáculos deportivos masivos, como los Juegos Olímpicos. Es interesante observar cómo algunos de estos operadores OTT no provienen de la industria de Media y también como los operadores OTT no se limitan a la distribución de contenidos, sino que también han entrado en la producción. Además, los consumidores se convierten con frecuencia también en productores de contenidos, que comparten en directo en redes sociales.

Los operadores europeos de radio y televisión, y en especial los de servicio público, agrupados en la Unión Europea de Radiodifusión (UER o EBU), encuentran en 5G oportunidades para la creación de nuevos servicios de media y nuevos modelos de negocio [4] y reclaman que se tengan en cuenta los requisitos para la distribución masiva de servicios de radio y televisión y para la interoperabilidad con las actuales redes mayoritarias de difusión de televisión [5].

Test 5G con intervención de un político

Captura del servicio de media desplegado en el proyecto 5G NORMA, con contenidos del Congreso de los Diputados. El servicio se creó mediante la composición de varias máquinas virtuales (servidor de vídeo, mezclador, inyector de subtítulos, etc.) y permitió ilustrar la migración dinámica de componentes entre el core y el edge de la red en función de las necesidades instantáneas.

5G: Casos de uso para Media

Dentro de la industria vertical de “Media y entretenimiento” se suelen distinguir ([2] [6]) estos seis casos de uso para 5G:

  • Medios de ultra alta fidelidad. Este caso de uso se refiere a los contenidos de alta calidad e inmersividad que permiten las nuevas tecnologías de adquisición y presentación, tales como la TV de ultra alta definición o el alto rango dinámico. Para preservar la calidad de la experiencia, las redes 5G han de ofrecer un ancho de canal suficiente, lo que puede requerir acercar el contenido a los usuarios mediante copias locales.
  • Experiencias in situ para eventos en directo. Este caso de uso se refiere a la presentación de contenidos adicionales a personas que se encuentren en un evento de asistencia masiva, como un concierto o una competición deportiva. Este tipo de servicio se caracteriza por la alta densidad de usuarios y porque el contenido va a estar vinculado al evento en sí.
  • Contenido generado por los usuarios y contenido generado automáticamente. En los últimos años se viene observando cómo los usuarios de los servicios de media no son sólo consumidores de contenidos sino también productores, que suben a la nube contenidos multimedia y que los comparten a través de las redes sociales. Esta tendencia se extiende también a la generación automática de contenidos (como sucede por ejemplo en el paradigma de Internet de las Cosas).
  • Media inmersivo e integrado. Este caso de uso responde a la tendencia a una mayor inmersividad e interactividad de los contenidos multimedia, incluyendo el hogar, los medios de transporte y los entornos profesionales. Se tiende al vídeo inmersivo y a las experiencias virtuales en 3D. En estas aplicaciones es crítica la baja latencia, de modo que las acciones del usuario tengan repercusión inmediata en el universo virtual (por ejemplo, el movimiento de la cabeza en una experiencia de realidad virtual con un dispositivo de montaje en la cabeza). Además, la transmisión de contenidos realistas y detallados va a requerir un elevado ancho de canal.
  • Producción cooperativa de media. Este caso de uso se refiere a la producción de contenidos multimedia, de modo que la utilización de 5G en cámaras y micrófonos permita la adquisición y la transmisión inmediata, combinando contenidos de distintos usuarios en múltiples localizaciones y adaptándose a los requisitos de distintos dispositivos y experiencias de usuario.
  • Juegos colaborativos. Los juegos evolucionarán hacia experiencias más realistas, caracterizadas por entornos inmersivos y multisensoriales, donde los usuarios colaborarán dentro del juego, en tiempo real y sin limitación en el número de jugadores simultáneos. Los juegos no se limitarán al hogar, sino que la realidad aumentada permitirá experiencias basadas en la localización.

Innovaciones de 5G

Como se ha ido detallando, cada uno de estos casos de uso presenta características que se corresponden con los exigentes requisitos de 5G. Para aumentar la capacidad de las redes móviles en términos de canal y de usuarios atendidos, sólo existen tres vías en cuanto a la interfaz radio: utilizar más bandas de frecuencias o más ancho de banda; desplegar celdas más pequeñas (permitiendo así la reutilización de frecuencias entre ubicaciones más cercanas); y desarrollar técnicas más eficientes de modulación y codificación de canal, optimizando el aprovechamiento del espectro radioeléctrico.

Además, 5G está promoviendo el desarrollo de nuevas tecnologías y nuevos paradigmas tecnológicos en la red, como los que se detallan a continuación:

  • Mobile edge computing (MEC). Se refiere a la utilización de recursos en el borde (edge) de la red, respecto a la utilización de los centros de datos de los operadores. Este paradigma permite así acercar el servicio al usuario final, con lo que ello supone de reducción de la latencia.
  • Network functions virtualisation (NFV). La virtualización de los recursos es una tecnología ya tradicional en el mundo cloud (por ejemplo, almacenamiento o computación en la nube). NFV va más allá y plantea la virtualización del equipamiento de red, de modo que se puedan desplegar routers o switches virtuales en la red, atendiendo a las necesidades instantáneas del servicio.
  • Software defined networking (SDN). Este paradigma consiste en gestionar las redes y el enrutamiento por software, en lugar de utilizar unas tablas fijas. Se consigue separando el plano de los datos (la información que viaja por la red) del plano del control (la gestión del proceso de enrutamiento). De esta forma se consiguen redes más flexibles y configurables.
  • Cloud native. Se trata de un conjunto de características para construir y desplegar aplicaciones escalables en entornos de cloud, tanto públicos como privados e híbridos, incluyendo aspectos como el uso de contenedores y microservicios y automatización. [7]

La clave de estas técnicas es la virtualización, ya que aspiran a la utilización de un hardware de propósito general para sustentar el despliegue flexible y dinámico de instancias virtuales que proporcionen las funcionalidades necesarias.

Representación de conexión de redes 5G en una ciudad

Proyectos de investigación e innovación

Si bien 5G es una iniciativa internacional, en Europa cuenta con el impulso de la Comisión Europea a través de la financiación de proyectos dentro del programa Horizonte 2020. A continuación se listan algunos proyectos en los que está participando ATOS o ha participado recientemente para ilustrar las actividades de I+D en el ámbito multimedia dentro de 5G:

  • 5GTANGO – https://www.5gtango.eu: Este proyecto incluye un caso de uso de media para el despliegue de streaming inmersivo. 5GTANGO está desarrollando el concepto de cloud native y se caracteriza por el uso de contendores como tecnología de virtualización y el despliegue de funcionalidades de media en el edge de la red.
  • FLAME – https://www.ict-flame.eu: Este proyecto está utilizando las mencionadas tecnologías de red para desplegar servicios de media sobre una plataforma programable, sustentada por infraestructuras desplegadas en ciudades inteligentes. El proyecto cuenta con cuatro escenarios de validación que en gran medida se corresponden con los seis casos de uso antes enunciados.
  • 5G-TRANSFORMER – http://5g-transformer.eu: Tiene como objetivo expandir la capacidad de las redes móviles existentes incluyendo el soporte a industrias verticales donde se encuentran los servicios de media y entretenimiento. Este proyecto permitirá a industrias verticales satisfacer sus requisitos de servicio mediante la creación y gestión de network slices adaptadas. El apoyo a estas industrias verticales con redes 5G incluyen mejoras como reducción de latencia de red y anchos de banda eficientes transformando la red en una plataforma orientada a industrias específicas y habilitando el edge para el despliegue de servicios de vídeo con un óptimo rendimiento y calidad.
  • 5G NORMA – http://www.it.uc3m.es/wnl/5gnorma: En este proyecto, ATOS desarrolló un servicio de media que podría establecerse en futuras redes 5G, compuesto por varios componentes desplegados como distintas máquinas virtuales (por ejemplo, un mezclador de vídeo, un repositorio de contenidos y un generador de subtítulos) para demostrar que es posible la instanciación dinámica y la migración de recursos entre los nodos core y edge de la red 5G en función de la evolución de las necesidades del servicio.

Estos proyectos, además de desarrollar nuevos conceptos como NFV, SDN y MEC, persiguen la optimización de los servicios de Media y la creación de nuevas oportunidades y modelos de negocio alrededor de ellos, estimulando un retorno para los operadores de telecomunicaciones y para los actores del sector de media y entretenimiento.

Imagen conceptual de la extensión de las redes 5G en el mundo

Agradecimientos

El autor desea agradecer la información facilitada sobre proyectos a sus compañeros en ATOS: Ignacio Domínguez Gómez, Arturo Zurita Sánchez, Ignacio Labrador Pavón y Felipe Vicens González.

Referencias

[1] 5G-PPP. “5G Vision. The 5G Infrastructure Public Private Partnership: the next generation of communication networks and services” (febrero de 2015). Disponible en:

https://5g-ppp.eu/wp-content/uploads/2015/02/5G-Vision-Brochure-v1.pdf

[2] 5G-PPP. “5G empowering vertical industries” (febrero de 2016). Disponible en:

 https://5g-ppp.eu/wp-content/uploads/2016/02/BROCHURE_5PPP_BAT2_PL.pdf

[3] ATOS. “Accelerating the race to value.” Serie Look Out 2020+; Industry Trends – Telecom. Disponible en:

https://atos.net/content/mini-sites/look-out-2020/assets/pdf/ATOS_LOOK%20OUT_TELCO.pdf

 [4] Unión Europea de Radiodifusión. “5G and Public Service Media (PSM): Opportunities in distribution of audiovisual content and services». Resumen ejecutivo. Febrero de 2018. Disponible en: https://tech.ebu.ch/docs/bpn/Exec_Sum_Public_BPN_109.pdf

[5] Javier Sánchez. “¿Necesitará realmente la radio al 5G?”. BITAM Show. Madrid, 21 de noviembre de 2018.

[6] 5G-PPP y NEM.  “5G and Media & Entertainment. Whitepaper». Enero de 2016. Disponible en:

https://5g-ppp.eu/wp-content/uploads/2016/02/5G-PPP-White-Paper-on-Media-Entertainment-Vertical-Sector.pdf

[7] CNFC. “Cloud Native Definition v1.0”. Disponible en: https://github.com/cncf/toc/blob/master/DEFINITION.md

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