Implementación automatizada de un servicio de telefonía de protocolo de Internet en vehículos aéreos no tripulados mediante la virtualización de funciones de red

Este protocolo puede ayudar en el despliegue automatizado de servicios de telecomunicaciones a través de dispositivos restringidos, como con el servicio de telefonía prestado a través de una red aérea de vehículos aéreos no tripulados. La ventaja de esta solución es que facilita el despliegue rápido de servicios en las áreas geográficas limitadas, para las que las infraestructuras de comunicación pueden no estar disponibles o ser insuficientes. Este protocolo se ha definido dentro del área de investigación en la tercera generación de redes móviles y se basa en tecnologías de utilización de funciones normales de última generación.

Este método se ha demostrado utilizando los prototipos avanzados disponibles aquí en 5TONIC, el laboratorio líder europeo en 5G, pero se puede demostrar también sin nuestros sistemas virtuales 5G. Para comprobar la configuración correcta de una plataforma en la nube UAV, acceda a la pestaña Administrador, Sistema, Información del sistema utilizando la información de inicio de sesión adecuada y haga clic en las secciones Servicio de computación y Agente de red para comprobar que el estado de los elementos mostrados está en funcionamiento. Para configurar un experimento, descargue las imágenes VNF que implementan los diferentes componentes del servicio de telefonía IP desde el repositorio de experimentos.

Para cargar las imágenes VNF en su VIM correspondiente, haga clic en Crear imagen y cree una imagen con el formulario que se muestra. Después de cargar las imágenes para cada VIM correspondiente, descargue los descriptores VNF del experimento desde el repositorio del experimento e inicie sesión en la interfaz gráfica de usuario de OSM con las credenciales de administrador. Arrastre y suelte los descriptores en la pestaña Paquetes VNF.

A continuación, descargue el NSD desde el repositorio de experimentos y arrastre y suelte el NSD en la pestaña NS Packages de la interfaz gráfica de usuario de OSM. Para agregar una cuenta VIM para la plataforma en la nube UAV VIM y para la plataforma en la nube principal VIM, en la pestaña Cuentas de VIM, haga clic más Nuevo VIM y complete el formulario mostrado con la información solicitada para ambos VIM. Para iniciar un experimento, acceda a la interfaz de línea de comandos de OSM e implemente el servicio de red.

Escriba el comando para ejecutar el servicio de red en la interfaz de línea de comandos especificando el VIM que se utilizará para hospedar cada VNF. Cuando la interfaz gráfica de usuario de OSM indique una implementación correcta del servicio de red, active los UAV e inicie sesión en la aplicación de control de vuelo UAV. A continuación, controlar el vuelo de cada UAV para mantener establemente el vehículo a una altura intermedia y evitar cualquier turbulencia causada por la rotación de los motores cerca de una superficie.

Para preparar un teléfono IP para realizar una llamada, conecte una voz inalámbrica a través del teléfono IP a uno de los puntos de acceso ofrecidos por el servicio de red. A continuación, haga clic en Avanzado y TCP/IP y compruebe que las direcciones IP y router están configuradas correctamente. Para habilitar el intercambio adecuado de mensajes de señalización con el servidor de telefonía IP, abra la aplicación y haga clic en Asistente y use una cuenta SIP para crear una cuenta de usuario.

A continuación, especifique el nombre de host del servidor de telefonía IP, VNF. Si utiliza una voz de mano sobre un teléfono IP, tome pasos similares a lo que se acaba de mostrar. Para crear una entrada en una guía telefónica IP, haga clic en Opciones e introduzca la dirección o el número de teléfono en la ventana.

Una vez que el experimento presenta a los participantes de la llamada en sus ubicaciones respectivas, uno de los usuarios puede iniciar una llamada de telefonía IP. Para iniciar la llamada a la otra parte, pulse el botón Llamar. Cuando el otro teléfono del IP comienza a sonar, utilice el botón de la llamada para aceptar la llamada entrante.

Para recopilar los resultados experimentales, conecte un portátil básico a uno de los puntos de acceso inalámbricos y ejecute la herramienta de línea de comandos ping a la dirección IP que el teléfono conectó al otro punto de acceso durante 180 segundos. Una vez que la conexión se ha establecido con el Punto de acceso, verifique la Conectividad IP con el teléfono del IP, y salve las medidas del tiempo de ida y vuelta. Para capturar el tráfico intercambiado durante la llamada IP, ejecute la herramienta de línea de comandos de volcado TCP en uno de los VNF del punto de acceso en ejecución y guarde este tráfico en un archivo, habilitando el indicador de escritura de la herramienta de línea de comandos en el momento de la ejecución y especificando el nombre del archivo.

Entonces realice una nueva llamada de telefonía IP y mantenga la llamada para un período específico de tiempo antes de terminar la llamada. Aquí, los datos de una llamada de voz sobre IP real demuestran la función de distribución acumulativa del retardo de extremo a extremo medido entre dos elementos del equipo del usuario final. Más del 80% de las mediciones de retardo de extremo a extremo estaban por debajo de 60 milisegundos en este análisis y ninguna de las mediciones fue superior a 140 milisegundos, garantizando las métricas de retardo adecuadas para la ejecución de una llamada de voz.

Aquí, un intercambio de los mensajes de señalización DNS y SIP se ilustra con los mensajes correspondientes al registro de uno de los usuarios en el servidor de telefonía IP y al establecimiento de la llamada de voz. En este gráfico representativo del tráfico de datos capturado durante una llamada, se muestra una secuencia constante de paquetes de voz transmitidos y recibidos por uno de los teléfonos inalámbricos durante la llamada. En este gráfico, se puede observar el jitter en la dirección de avance del tráfico de datos, con un valor medio inferior a 1 milisegundo.

Al reproducir este protocolo, es importante tener en cuenta la utilización de equipos de un solo puerto para ejecutar los contenedores de virtualización. Este protocolo podría usarse potencialmente en otros entornos en los que los dispositivos con restricciones de recursos podrían estar disponibles, por ejemplo, en los entornos del noreste. Si el protocolo incluye un experimentador de procedimiento de vuelo, asegúrese de seguir las medidas de seguridad adecuadas y la declaración reglamentaria correspondiente.