5G Lab RUDN оснащена современным и высокоточным оборудованием, развернута в формате модельной сети, которая состоит из семи взаимосвязанных сегментов, позволяющих воссоздать сценарии, реализуемые в сетях 5G/5G+ и их приложениях. К таким сегментам относятся:
В научные исследования подключены элементы роботизированных систем с обратной связью для демонстратора 5G/5G+ тактильного интернета:
- актуатор тактильных ощущений: система воспроизведения точных удаленных механических движений в виде анатомической кисти человека для демонстрации передачи тактильных ощущений через сеть интернет;
- сенсор тактильных ощущений: анализ проблемы передачи тактильных ощущений, воспроизведение систем передачи оцифрованных механических движений со сверхнизкой задержкой. Считывание движений как оптическим методом, так и механическим прикосновением.
Рис.2
Сегмент модельной сети включает в себя облачное хранилище, очки и камеру дополненной реальности. На базе такого оборудования демонстрируются и исследуются способы доставки слоев вспомогательной информации в очки дополненной реальности в зависимости от окружающей обстановки. Для минимизации задержек и обеспечения показателей качества обслуживания QoS (англ. Quality of Service), характерных сетям 5G/5G+, а также методы обработки данных на облачном хранилище в режиме реального времени.
Моделирование движения устройств в беспроводных сетях 5G/5G+ с учетом статистических данных о мобильности для оценки интерференции, создаваемой перемещающимися устройствами, и связанных с ней вероятностных характеристик периодов недоступности радиоканала. Моделирование управления радиоресурсами в сетях 5G/5G+ в терминах теории случайных процессов с учетом гетерогенной инфраструктур сети и перемещения устройств.
Рис.3
Рис.4
Рис.5
В лаборатории представлен сегмент IoT, в которой проводятся исследования на основе таких технологий, как LoRa, NB-IoT, LTE-M. Развернутые программно-определяемые радиосистемы позволяет гибко проводить эмуляции на всех возможных радиоинтерфейсах IoT. Для проведения научных экспериментов используются 100 устройств IoT, которые в режиме реального времени генерируют данные с датчиков и передают их в облачную платформу или в среду граничного вычисления множественного доступа на базе протоколов MQTT, CoAP, XMPP, AMQP и др.
Рис.6
Оборудование этого сегмента позволяет проводить исследования беспроводных сетей радиодоступа. Входящее в состав оборудование и ПО такие как: платы NI USRP, предоставляющие возможность эффективно изучать, анализировать/эмулировать сети LTE/LTE-A, 5G New Radio и другие беспроводные технологии; программные комплексы GNU Radio, Amarisoft, srsLTE дают возможность изучать/тестировать сетевые протоколы, технологии сигнализации и доступа к радиоканалу. В настоящее время проводятся эксперименты по работе с программным пакетом OpenAirInterface для виртуализации компонентов мобильной связи.
В лаборатории развернута виртуальная среда, в которой установлены vEPC, Amarisoft ввиде контейнеров и виртуальных машин для удобного управления инфраструктурой, что дает возможность эмулировать виртуализированные компоненты беспроводной сети радиодоступа (HSS,vSGW, vPGW, vMME). Такой сценарий позволяет организовать гибкое развертывание необходимых элементов инфраструктуры сети на лабораторном стенде для исследования показателей надежности и отказоустойчивости. Появляется возможность бесшовной миграций элементов сети и сервисов для уменьшения задержек предоставления доступа к услугам.
Логическая транспортная сеть лаборатории является полностью виртуальной сущностью. Транспортный туннель строится как направленный граф от начального узла до конечного и включает в себя:
Контроллер SDN обеспечивает поддержку качества обслуживания (QoS), в том числе:
Для исследовательских работ применяется программный интерфейс API к контроллеру SDN, который может интегрироваться со всеми сегментами лаборатории.