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RETO2 Streaming EiTB UPF separado.docx

CURSO INSTALACIÓN Y CONFIGURACIÓN DE REDES 5G

“Caso de uso:
Retransmisión de eventos deportivos: gNB y UPF en San Mamés, Core en EiTB (Donostia)”

Situación:

EiTB no solo produce contenidos en sus instalaciones, sino que también realiza retransmisiones deportivas en directo, por ejemplo partidos de fútbol en San Mamés.

En este escenario aparecen nuevos requisitos técnicos:

  • Necesidad de baja latencia para vídeo en tiempo real.
  • Elevado tráfico de subida (uplink).
  • Evitar que todo el tráfico de usuario tenga que volver al Core central.
  • Mayor resiliencia y escalabilidad de la red.

Para cumplir estos requisitos, EiTB decide separar el plano de control y el plano de usuario, desplegando el User Plane Function (UPF) cerca del evento deportivo.

Servicios del escenario:
La red debe dar servicio, al menos, a:

  • Terminal 1:
    Móvil del personal técnico del estadio.
    Uso: comunicaciones y acceso a servicios corporativos.
  • Terminal 2:
    Cámara de vídeo / router 5G para retransmisión en directo.
    Uso: streaming de vídeo hacia la infraestructura de producción.


Imagen: Red privada 5G para streaming deportivo

Arquitectura de la red

La red 5G se distribuye geográficamente del siguiente modo:

  • Core 5G (Open5GS sin UPF)
    Ubicación: instalaciones de EiTB en Donostia.
    Funciones de control:

  • AMF

  • SMF
  • AUSF
  • UDM
  • NRF

  • UPF (Open5GS)
    Ubicación: San Mamés (edge).
    Función: encaminamiento del tráfico de usuario.

  • Radio gNB
    Ubicación: San Mamés.
    Proporciona cobertura radio en el estadio.

  • VPN (Mikrotik)
    Interconecta:

  • Core 5G ↔ UPF
    de forma segura a través de red IP.

Desarrollo del entrenamiento

A partir de una red privada 5G ya funcional (Día 1), se procederá a:

  • Separar el User Plane Function (UPF) del Core.
  • Desplegar el UPF en una ubicación remota.
  • Asegurar la conectividad mediante una VPN.
  • Verificar el impacto de esta arquitectura en la latencia y el rendimiento.

Parámetros de configuración

EQUIPO 1 – Core 5G (sin UPF)

Parámetros principales a revisar y adaptar:

  • Dirección IP del Core.

  • Interfaces N2 y N4.

  • Asociación con SMF.

  • Eliminación del UPF local.

  • Definición de UPF remoto (IP, N4).

EQUIPO 2 – UPF remoto

  • Dirección IP del UPF.

  • Interfaz N4 hacia el SMF.

  • Interfaz N3 hacia el gNB.

  • Enrutamiento del tráfico de usuario.

  • Salida hacia red local / Internet.

Parámetros a configurar en la VPN (Mikrotik)

  • Dirección IP local y remota.

  • Tipo de VPN (IPsec / WireGuard).

  • Rutas estáticas:

  • Core ↔ UPF

  • UPF ↔ gNB

  • Comprobación de conectividad IP extremo a extremo.

Parámetros a revisar en la radio gNB

  • Dirección IP del AMF

  • PLMN.

  • TAC.

  • gNB ID.

  • Asociaciones N2 / N3.

1. Esquema de red distribuida

Realiza un esquema lógico donde se represente:

  • Core 5G centralizado.
  • UPF en el edge.
  • gNB remoto.
  • VPN entre sedes.
  • Flujo del plano de control y del plano de usuario.

Resultado esperado:
Diagrama claro que muestre la separación CP / UP.

2. Separación del UPF

Configura la red para que:

  • El Core 5G deje de manejar tráfico de usuario.
  • El UPF remoto gestione el tráfico de datos.

.

3. Verificación de funcionamiento

Comprobar:

  • Registro correcto del UE en red (NAS, AMF).
  • Establecimiento de sesión PDU.
  • Paso de tráfico IP a través del UPF remoto.

Herramientas recomendadas:

  • Logs del Core y del UPF.
  • Ping desde el UE.
  • Traceroute.
  • Capturas de tráfico.

4. Análisis de rendimiento y latencia

  • Medir latencia y velocidad con:
  • UPF cercano (edge).
  • Comparar con:
  • UPF centralizado (Día 1).

Registrar resultados en una tabla comparativa.

¿Qué pasa si…?

Analiza y documenta el comportamiento de la red en los siguientes casos:

  1. Se pierde la VPN entre Core y UPF
  2. ¿El UE sigue registrado?
  3. ¿Hay tráfico de datos?
  4. Se detiene el UPF remoto
  5. ¿Qué ocurre con la sesión PDU?
  6. ¿Qué mensajes aparecen en el SMF?
  7. El gNB apunta a un UPF incorrecto
  8. ¿Se registra el UE?
  9. ¿Hay conectividad IP?
  10. Aumenta la latencia entre Core y UPF
  11. Impacto en el servicio.
  12. Servicios más afectados (vídeo vs datos).

Conclusiones

Responder y justificar:

  • ¿Por qué es clave separar el UPF en escenarios de eventos?
  • ¿Qué ventajas aporta una arquitectura distribuida?
  • ¿Qué servicios se benefician más del edge computing?

EXTRA

  • Implementar un radioenlace (o simulación de enlace limitado) entre Core y UPF.
  • Repetir las pruebas observando el impacto en:
  • Throughput.
  • Latencia.
  • Calidad del vídeo.