DAEMON: Más allá del 5G con Inteligencia de Red

IMDEA Networks es coordinador de proyecto aDAptive and sElf-Learning MObile Networks (DAEMON) (Inteligencia de red para redes móviles adaptativas y de aprendizaje automático), financiado por la convocatoria de tecnologías de la información y la comunicación H2020-ICT-2020-2 de la Unión Europea. Desde enero de 2021 a diciembre de 2023, el equipo de investigadores trabajará sobre la aplicación de la Inteligencia de Red a sistemas 6G, así como sobre una gestión de red totalmente automatizada, con una importante participación de la industria, incluyendo fabricantes de liderazgo mundial como Nokia y NEC Corporation y operadores líderes como Telefónica and OTE, así como pymes innovadoras como SRS, ADLINK or WINGS ICT.

6G se ejecutará por completo en diversas clases de servicios, y lo hará con un rendimiento sobresaliente: una latencia cercana a cero, con aparente capacidad infinita, y un 100% de fiabilidad y disponibilidad que harán que la infraestructura de comunicación sea de una transparencia total para las aplicaciones. Alcanzar este ambicioso objetivo supone hacer crecer la ya importante complejidad de las arquitecturas de red móvil para orquestar al instante recursos físicos y Funciones de Red Virtual (Virtual Network Functions – VNF) a través de diferentes dominios de red, en línea con las demandas variables en el tiempo y los requisitos de multi-usuario. Las tecnologías sin contacto que automaticen la operación de la red se convertirán en estándar, y el éxito de 6G dependerá en gran medida de la calidad de la Inteligencia de Red que será usada por programadores, controladores y orquestadores a través de dominios de red, y de la auténtica gestión de la infraestructura.

Aunque los modelos de Inteligencia Artificial se suelen considerar como la piedra angular para  el diseño de la Inteligencia de Red, no son la mejor solución para cada acción en este sentido. A partir de la práctica habitual, DAEMON expondrá un diseño práctico del diseño de la Inteligencia de Red, identificando funcionalidades de red para las que la Inteligencia Artificial (no) es una herramienta adecuada, y diseñando modelos de ‘machine learning’ a medida que respondan a las necesidades específicas de dichas funcionalidades. Con la creación de estos modelos, DAEMON diseñará una arquitectura nativa de Inteligencia de Red ‘de extremo a extremo’ 6G que coordina completamente las funcionalidades asistidas por Inteligencia de Red.

Eficiencia y sostenibilidad

Los avances se aplicarán en entornos prácticos de red, y permitirán un rendimiento extremadamente alto al tiempo que se hace un uso eficiente de los recursos radioeléctricos y computacionales subyacentes. Además, las soluciones del proyecto tienen como objetivo reducir la huella energética de las redes móviles y aumentar su fiabilidad. En concreto, DAEMON diseñará algoritmos prácticos para ocho funcionalidades prácticas asistidas por Inteligencia de Red, y el rendimiento de los algoritmos se evaluará en condiciones reales a través de cuatro sitios experimentales, y a escala con enfoques basados en datos a partir de dos conjuntos de datos de medición del tráfico a nivel nacional, confrontados a nueve objetivos de KPI ambiciosos pero factibles.

Estos resultados serán mejorados por el desarrollo de soluciones de ‘machine learning’ adecuadamente adaptadas e integradas en los entornos de red, a través de tres objetivos técnicos:

• Comprendiendo los límites de la Inteligencia Artificial para redes móviles: DAEMON realizará el primer análisis sistemático y crítico sobre los problemas de Inteligencia de Red que puedan resolverse adecuadamente con modelos de Inteligencia Artificial en lugar de otras técnicas.
• Diseñando algoritmos prácticos de Inteligencia de Red con técnicas de Inteligencia Artificial altamente personalizadas: para los problemas de los Inteligencia de Red en los que la Inteligencia Artificial es una solución adecuada, el proyecto diseñará modelos a medida que respondan a las necesidades específicas de las funcionalidades de gestión de la red.
• Diseño de una arquitectura nativa ‘de extremo a extremo’: se definirá una arquitectura nativa de Inteligencia de Red que, a partir de las tendencias actuales de estandarización, permite la coordinación de las numerosas y diversas instancias de NI desplegadas en la red, y va más allá de la orquestación centralizada para proporcionar NI directamente a nivel de VNF.

El Dr. Marco Fiore, Coordinador de Proyecto y Research Associate Professor en IMDEA Networks, destaca la importancia de este desarrollo, al que se le ha concedido una cantidad cercana a los cinco millones de euros: “DAEMON expone un enfoque innovador, controvertido y potencialmente perturbador de la gestión automatizada de las redes 6G. Mientras que los esfuerzos actuales para integrar la Inteligencia de Red en las redes móviles tienen como objetivo ajustar las soluciones de aprendizaje automático para que se adapten a los entornos de red, DAEMON pone al día el enfoque, y busca actualizar la arquitectura de la red para que soporte de forma nativa las operaciones de la Inteligencia de Red. El proyecto cuestiona la actual forma de pensar que considera modelos de Inteligencia Artificial de moda pero complejos, como las redes neuronales profundas, como las ‘balas de plata’ para todos los problemas de gestión de red; en cambio, fomenta la adaptación de estos modelos de Inteligencia Artificial al contexto de la red, así como su combinación con enfoques estadísticos, analíticos o híbridos siempre que sea pertinente”.

Una visión disruptiva que puede revolucionar la forma por la que la Inteligencia Artificial se integrará en la futura generación de arquitecturas de redes móviles, y jugará un papel clave para ayudar a 6G a encontrarse con sus muy altas expectativas. “DAEMON -subraya el Dr. Fiore- es un proyecto especialmente importante para IMDEA  Networks, al ser uno de los dos proyectos ICT con fondos de la Unión Europea hasta la fecha, donde el instituto actúa como coordinador general, y el primero en el contexto del programa de trabajo H2020 ICT. Además, es el primer Proyecto bajo el paraguas de 5G PPP,  coordinado por el instituto“.