Le futur des réseaux 5G privés cloud natifs s’invente et se teste avec les partenaires français du projet PIIEC ME/CT

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Lancée en 2022 pour cinq ans avec le financement de la BPI, la déclinaison française du projet européen PIIEC ME/CT vise à stimuler l’innovation dans les technologies de la 5G. Coordonné par Orange, le volet participatif du projet en France réunit des partenaires académiques (IMT, CNAM, Eurecom, CEA) et industriels (Obvios, Ekinops, Kalray). Ensemble, ils explorent de nouvelles pistes pour la 5G couvrant différents sujets : réseaux radio O-RAN, automatisation, exploitation intelligente des données, véhicules connectés et réseaux mobiles privés. Le but est de proposer des innovations pour faire évoluer la 5G et son marché.

Afin de faciliter l’intégration des différentes innovations produites par les partenaires, une plateforme de Telco Cloud Sylva est progressivement mise en place. Cette plateforme préfigure le déploiement d’infrastructures Telco Cloud distribuées, open source, programmables et modulaires, qui pourront servir de substrat pour les futurs réseaux de télécommunications.

Le projet Sylva est un projet opensource hébergé par la fondation Linux. Fondé à l’origine par des opérateurs et constructeurs Telco Européens (Orange, TIM, Telefonica, Deutsche Telekom, Vodafone, Nokia, Ericsson), Sylva est devenu une pile de référence pour le cloud télécom (ou Telco Cloud).

Sylva apporte une couche cloud unique et opensource qui accueille tout type de fonction réseau virtualisée ou conteneurisée « cloud-native » (VNFs, CNFs). Sylva permet l’interopérabilité, l’automatisation, la durabilité tout en offrant une efficacité accrue dans un contexte où la rapidité d’innovation rapide n’a jamais été aussi importante.

L’évolution de Sylva repose sur cinq piliers techniques fondamentaux :

• Performance : Sylva intègre des technologies spécifiques pour garantir une haute disponibilité.
• Efficacité énergétique : les clients réduisent leur empreinte carbone et leur consommation d’énergie en gérant leurs infrastructures en pool de ressources mutualisées.
• Opensource : Sylva est 100% opensource et auditable, assurant une interopérabilité totale et l’absence de dépendances vis-à-vis d’un fournisseur.
• Sécurité : Sylva suit les exigences techniques de sécurité les plus strictes, y compris EUCS.
• Automatisation basée sur une approche déclarative : Sylva assure un niveau d’automatisation très élevé pour gérer un volume important de nœuds et clusters.

Le déploiement du Telco cloud ME/CT Sylva se fait directement sur des serveurs en mode « Bare Metal » (serveurs mis à disposition dans le cadre d’un partenariat lancé depuis 2019 entre Orange et Lenovo). Deux laboratoires d’Orange à Lannion et à Rennes sont interconnectés via un VPN dédié, et hébergent chacun plusieurs nœuds et clusters de Telco Cloud. La plateforme évolue pour raccorder les différents partenaires souhaitant valider les solutions 5G innovantes développées dans le projet ME/CT sur un réseau expérimental presque entièrement virtualisé et Cloud Natif, à l’exception des antennes radio et de certains logiciels de traitement du signal. La plateforme vise également à accueillir des composants spécifiques fournis par les membres du projet, tels que des cartes Kalray ou des routeurs d’entreprises CPE (Customer Premises Equipment) ouverts d’Ekinops afin de vérifier leur intégrabilité dans un environnement Sylva.

Dans le projet PIIEC ME/CT participatif français, la solution industrielle de réseau 5G privé DOME d’Obvios a été déployée et automatisée sur la plateforme Sylva. DOME comprend le plan de contrôle du réseau 5G avec les différentes fonctions standardisées par le 3GPP (AMF, SMF, AUSF, etc.), le plan de transfert des données des utilisateurs (UPF), les fonctions de supervision et de gestion. L’automatisation du déploiement est assurée dans les clusters via des charts, facilitant l’intégration du système de supervision et de gestion des alertes de DOME avec celui de la plateforme Sylva, les mises à jour de versions et l’ajout de sites distants gérés par un unique réseau cœur 5G.

Des tests de bout en bout sont réalisés à l’aide de simulateur de réseau radio et terminaux 5G, ce qui garantit le bon fonctionnement et la validation complète de la chaîne réseau 5G. La plateforme a également permis le test de déploiement automatisé de solutions de réseaux cœurs 5G open source comme Free5GC et OAI Core Network.

Pour aller plus loin dans un développement modulaire des réseaux, le projet expérimente le déploiement de réseaux 5G privés avec des fonctions de transfert distribuées sur des sites distants et raccordées de manière sécurisée à un plan de contrôle unique et mutualisé sur la plateforme Sylva. Ainsi le plan de transfert 5G UPF de DOME est porté sur un routeur d’entreprise ouvert développé par Ekinops pour héberger des fonctions 5G en périphérie de sites distribués de réseaux d’entreprises. Ce type de routeur OVP (Open Virtual Platform) permettra d’héberger directement des fonctions cloud-natives de manière automatisée à partir d’un système de gestion réseau unique déployé dans le Cloud. D’autres cas d’usage sont à l’étude, notamment tous les services en bordure de réseau, comme des réseaux radio virtualisés ou de l’Intelligence Artificielle implémentée dans des clusters Sylva déployés dans les points de présence de l’opérateur (PoP) ou chez les clients.

Les travaux de Recherche du projet ME/CT ont permis d’élaborer les différents composants techniques et leur architecture avant de les déployer et les intégrer dans la plateforme Telco Cloud Sylva. Cette approche permet de décorréler la gestion du cycle de vie de l’infrastructure cloud de celle des fonctions réseaux cloud natives qui tirent parti de cette infrastructure. Cela nécessite de travailler dans le projet à l’élaboration d’un haut niveau d’automatisation permettant de créer à la volée des réseaux 5G privés distribués sur plusieurs sites.

Design de haut niveau de la plateforme avec la distribution des fonctions réseaux 5G sur plusieurs sites via des clusters Telco Cloud Sylva.