Sviluppo di un prototipo di orchestratore RAN 5G = Development of a prototype 5G RAN orchestrator

L'orchestrazione è attualmente uno degli argomenti centrali della rivoluzione tecnologica che sta vivendo la rete di accesso. L'orchestrazione di rete è un modello di architettura mirato all'automazione della rete di accesso e alla riduzione quanto più possibile dell'intervento umano nella sua gestione e manutenzione. Tutte le attuali definizioni di orchestrazione includono l'idea di selezionare automaticamente le risorse per soddisfare le richieste dei Client. L'orchestratore è quindi quella componente software che ottimizza l'utilizzo delle risorse per poter erogare un servizio al client. Ma attenzione a considerare l'orchestrazione come un'unica componente, piuttosto la si può considerare come un pattern di progettazione che si ripete a vari livelli, ad esempio nella rete di accesso potrebbero indicarsi le seguenti componenti di orchestrazione: una per la gestione dei servizi, un'altra per la gestione dell'accesso radio, un'altra ancora per la gestione della core network, una componente per la gestione della rete virtualizzata ed ecc. Questa tesi si pone molteplici obiettivi. Tra cui definire in maniera dettagliata il concetto di orchestrazione, un pattern di progettazione presente in molti ambienti tecnologici odierni e spiegare le aree dove l'orchestrazione trova il suo impiego, concentrandosi sulla rete di accesso. Ma in primis si è posto l’obiettivo di sviluppare un prototipo di orchestratore di accesso radio per svolgere un use case di monitoraggio della rete, tramite campagne MDT attivate sugli UEs presenti nella rete. Questa componente di orchestrazione è prevista per lavorare insieme con un controllore di rete di più basso livello. Le due componenti espongono delle API con cui è possibile interagire e cooperano insieme al fine di fornire un primo livello di automazione della rete di accesso. Per costruire il livello di orchestrazione adeguato agli obiettivi, si è sviluppata un'architettura a microservizi di back-end implementata in Java. Per questa prima parte si è scelto di usufruire del supporto del framework Spring. Successivamente, invece, si è realizzata un'interfaccia web che rappresenta una console di controllo per un utente addetto alla rete. Questa è stata realizzata in Python con il supporto del framework Django. Tramite l'interfaccia è possibile iniziare una nuova campagna MDT, su un insieme di celle o su degli UE specifici e visualizzare le misure effettuate con i vari MDT raccolti. I parametri di misurazione scelti sono stati RSRP e RSRQ. Nella parte più corposa di questo lavoro di tesi si illustreranno le scelte e i dettagli dell’architettura sviluppata. In particolare si esaminerà la struttura a microservizi realizzata con le relative scelte e valutazioni architetturali in diversi ambiti come: autenticazione, autorizzazione, storage e discovery. Un’analisi più dettagliata sarà destinata al microservizio che comunica col controllore di basso livello e si esaminerà l’interfaccia web sviluppata spiegando le funzionalità realizzate. Infine l’ultimo capitolo è destinato alla stesura delle adeguate conclusioni e ad un’analisi delle performance dell’architettura sviluppata.