Instalada em dois centros de pesquisa da universidade, a estrutura apoiará experimentos com redes 5G privativas e abertas, assim como o desenvolvimento de aplicações para segurança e monitoramento ambiental do campus
A Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN) apresentou a infraestrutura que receberá a nova ilha do Programa OpenRAN@Brasil na Região Nordeste. A estrutura foi detalhada pelo pesquisador Augusto José Venâncio Neto, coordenador da iniciativa na instituição, e deverá ampliar as possibilidades de experimentação com redes 5G abertas, desagregadas e programáveis.
A implantação integra a expansão nacional do testbed do OpenRAN@Brasil. A UFRN foi uma das instituições selecionadas para hospedar as novas ilhas do Programa, ao lado da Universidade Federal do Pará (UFPA), na Região Norte, e de um conjunto de instituições no Rio Grande do Sul. A universidade também coordena o Sentinel-5GO, uma das aplicações escolhidas para ser desenvolvida e testada nessa infraestrutura.
Infraestrutura distribuída no campus
A ilha da UFRN será distribuída entre duas unidades localizadas no campus central, em Natal: o Centro de Excelência Líder em Tecnologias Avançadas (LANCE), no Centro de Tecnologia, e o Instituto Metrópole Digital (IMD). Os dois pontos estão separados por pouco mais de um quilômetro e contam com data centers, sistemas de energia de contingência e fibras ópticas já instaladas.
A unidade principal ficará no LANCE, que receberá uma antena externa no topo do prédio e uma interna. O local reúne equipamentos para experimentos de rede 5G Stand Alone privativas, incluindo soluções capazes de emular grande quantidade de dispositivos conectados e uma estrutura de testes que será ampliada durante o projeto.
A unidade secundária ficará no IMD, que também receberá uma antena externa no topo do prédio e uma interna. As conexões ópticas dedicadas entre os dois centros passam pela Superintendência de Tecnologia da Informação da universidade e pelo Ponto de Presença da RNP no Rio Grande do Norte (PoP-RN).
De acordo com a simulação de cobertura apresentada pelo pesquisador, a ilha deverá alcançar diferentes áreas do campus central e parte do Parque das Dunas, unidade de conservação situada ao lado da universidade. Essa abrangência permitirá testar aplicações em ambientes urbanos, acadêmicos e de preservação ambiental.
Segurança e meio ambiente como casos de uso
Uma das aplicações previstas para a infraestrutura é o Sentinel-5GO – Monitoramento Colaborativo de Segurança e Meio Ambiente em Redes 5G Open RAN. Coordenado por Augusto Neto, o projeto reúne iniciativas desenvolvidas na UFRN desde 2016 e articula duas frentes: o apoio à segurança no campus e o acompanhamento ambiental e do Centro de Pesquisa e Desenvolvimento em Telecomunicações (CPQD), o Instituto de Pesquisas Eldorado e o Instituto Nacional de Telecomunicações (Inatel)e biodiversidade.
A proposta prevê o uso combinado de sensores de Internet das Coisas, câmeras, veículos aéreos não tripulados, quadricópteros e robôs terrestres. Os equipamentos deverão coletar e transmitir dados para sistemas de visão computacional e processamento em tempo real, com apoio da conectividade de baixa latência proporcionada pelo 5G.
Na área de segurança, a aplicação deverá apoiar a identificação de situações como assaltos, violência e assédio. Também está previsto o desenvolvimento de um aplicativo por meio do qual estudantes, professores e técnicos poderão comunicar ocorrências ao sistema. Os alertas e as imagens serão reunidos em um painel de controle experimental operado pela equipe do projeto.
Para o monitoramento ambiental e biodiversidade, os pesquisadores pretendem acompanhar eventos críticos, condições ambientais e espécies da fauna presentes no campus e no Parque das Dunas. A infraestrutura também poderá apoiar a coleta de indicadores relacionados ao carbono e a outras variáveis ambientais.
Entre os equipamentos integrados ao projeto está a Aeronave de Defesa Social (AEDES), desenvolvida na UFRN. O veículo poderá realizar voos de acompanhamento e transmitir localização e imagens em tempo real, contribuindo para a avaliação de eventos identificados pelo sistema.
Processamento distribuído e gestão inteligente da rede
A arquitetura apresentada pela UFRN está organizada em três níveis de processamento: nuvem central, borda e borda extrema, incluindo recursos embarcados nos próprios dispositivos. Essa distribuição busca reduzir o tempo necessário para analisar imagens, emitir alertas e adaptar os recursos da rede às demandas de cada aplicação.
O projeto também pretende empregar fatiamento de rede de ponta a ponta (o network slicing) para criar segmentos virtuais adequados aos diferentes serviços. O plano de controle deverá monitorar desde os dispositivos até as funções de rede, coletando dados para modelos de previsão de carga e para a alocação antecipada de conectividade, processamento e memória.
A equipe ainda prevê evoluir soluções de orquestração desenvolvidas anteriormente pela universidade, incorporando funções de manutenção e gestão proativa. A expectativa é que os dados obtidos durante os experimentos apoiem novas pesquisas sobre automação, desempenho e gerenciamento de redes 5G Open RAN.
O trabalho reúne pesquisadores com experiência em redes, telecomunicações, inteligência artificial, visão computacional, antenas, Internet das Coisas (IoT), robótica e infraestrutura. Também conta com a colaboração da Aveiro Tech City, em Portugal, e da Brisanet, que já forneceu equipamentos de conectividade FWA para a camada de sensores e IoT.
Os softwares produzidos no âmbito da iniciativa serão disponibilizados à RNP, com o objetivo de apoiar sua utilização em outros campi e ambientes de experimentação. Com a nova ilha, o OpenRAN@Brasil amplia sua presença no Nordeste e fortalece uma infraestrutura nacional compartilhada para pesquisa, formação de especialistas e desenvolvimento de aplicações 5G.
Assista à apresentação: https://eduplay.rnp.br/app/video/475333