SMART CITIES

5GciTY:

UnLeASHinG THe POWeR OF 5G SeRViceS

SeRGi FiGUeROLA CTIO AT THE I2CAT FOUNDATION

5GCity is a unique 5G PPP EC project that validates its innovations in city deployments. In Barcelona, particularly, these validations take place 5GCity és un projecte europeu únic de col·laboració publicoprivada en què es validen les innovacions de la tecnolo· gia 5G que s’implanten a la ciutat. A

within the 22@ district. 5GCity provides the design, development and deployment of a distributed cloud and radio platform for municipalities and infrastructure owners acting as 5G neutral hosts. The main goal of 5GCity has been to build and deploy a common, multi-tenant, open platform that extends the centralised cloud model to the extreme edge of the network, with live demonstrations and trials to be run in three different cities: Barcelona (ES), Bristol (UK) and Lucca (IT).

Most of 5GCity’s work impacts directly in cities, unleashing the power of new value-added 5G services for the benefit of citizens.

Key Innovations and progresses: 5GCity has designed a completely decentralised 3-tier architecture where computing, storage and networking are allocated between the core and edge segments of the 5G network infrastructure.

Key outcomes are: 1. A unified control and orchestration framework for the orchestration of all 5G-based edge services, capable of controlling the underlying city infrastructure as well; 2. Availability of powerful

APIs through which it is possible to access, define and programme the different edge services and the orchestrator functionalities; 3. Access, via a service SDK, to a rich set of primitive functions for network and vertical application services (e.g. programmable connectivity with QoS, media acquisition and transcoding or traffic monitoring).

Fig. 5Gcity Neutral host concept

Barcelona, aquestes valida· cions es produeixen, en con· cret, al districte 22@. 5GCity proporciona el disseny, el desenvolupament i l’ús d’una plataforma en núvol distri· buït i d’accés per ràdio als ajuntaments i propietaris d’infraestructures que fan d’operadors neutres 5G. L’ob· jectiu principal de 5GCity ha estat crear i desplegar una plataforma comuna, com· partida i oberta que amplia el model de núvol centralit· zat a l’avantatge extrem de la xarxa, amb demostracions i assajos en directe previstos en tres ciutats: Barcelona (Es· panya), Bristol (Regne Unit) i Lucca (Itàlia).

Gran part del treball de 5GCity té un impacte direc· te sobre les ciutats i desple· ga tota la potència dels nous serveis 5G, amb un valor afe· git, en benefici de la ciutada· nia.

Innovacions i millores clau: 5GCity ha dissenyat una ar· quitectura de tres nivells totalment descentralitzada en què la informàtica, l’em· magatzematge i la gestió de xarxes se situen entre el nu· cli i els extrems de la infraes· tructura de la xarxa 5G.

Els resultats clau són: 1. Un marc unificat de control i orquestració per a l’orquestració de tots els serveis edge ba· sats en la tecnologia 5G, amb la capacitat de con· trolar també la infraestructura subjacent de la ciu· tat; 2. Disponibilitat d’API potents que permeten accedir, definir i programar els diferents serveis edge i les funcions de l’orquestrador; 3. L’accés, mitjançant un servei SDK, a un gran con· junt de funcions primitives per als serveis d’aplica· cions verticals i en xarxa (per exemple, la connec· tivitat programable amb la tecnologia qualitat de servei (Quality of Service, QoS), l’adquisició mul· timèdia i la transcodificació o el monitoratge del trànsit).

To address these challenges, 5gcity has produced the following key innovations:

• 5G Neutral Host business model. A business model which can ease the practical difficulties in terms of space, power and backhauling stemming from the increased number of sites required in 5G. The 5GCity Neutral

Host (i.e. the municipality and any other party with virtualization infrastructure in the city) develops and provides “network slices” (i.e. wholesale access) to different tenants, each with a set of virtualized resources on top of the shared physical infrastructure.

The 5GCity Neutral Host business model offers incentives to all players within the ecosystem, from operators (cost and complexity reduction) and vertical industries (guaranteed performance, private networks) to service providers (operator agnostic value proposal, ease of service creation) and function developers (ease of function and services development).

• MEC Node Virtualization Platform and

Guest Optimizations. 5GCity provides virtualization extensions for city-wide infrastructures. In particular, the aspects of security, connectivity and performance are covered:

- Security through Trusted Computing - Connectivity through Multi-PoP support and Wireless Virtualization

• Flexible Orchestration & Control layer and

SDK. 5GCity provides a platform for managing network slice lifecycle, network service design and orchestration, optimized resource and monitoring.

- SDK toolkit for designing slicing and SLA aware network services - Multi-access slices and multi-layer orchestration

• The 5GCity platform interim release has been successfully demonstrated in several events and in the city environments with three 5GCity use cases, including Waste dump detection in cities, video acquisition & production and 360° immersive services for museums. Per fer front a aquests reptes, 5gcity ha generat les innovacions clau que s’exposen a continuació:

• Model de negoci d’operador neutre 5G. Un model de negoci que pot alleugerir les dificultats pràctiques en termes d’espai, potència i retorn derivades del nombre creixent de llocs que la tecnologia 5G requereix. L’operador neutre de 5GCity (és a dir, l’ajuntament i qualsevol altre actor amb infraestructura de virtualització de la ciutat) desenvolupa i ofereix «porcions de xarxa» (és a dir, accés a l’engròs) a diferents usuaris, cadascun amb una sèrie de recursos virtualitzats, a més de la infraestructura física compartida.

El model de negoci d’operador neutre de 5GCity ofereix incentius a tots els actors de l’ecosistema, des dels operadors (reducció dels costos i la complexitat) i les indústries verticals (funcionament garantit, xarxes privades) fins als proveïdors de serveis (proposta de valor per a qualsevol operador, facilitat de la creació de serveis) i els desenvolupadors de funcions (facilitat del desenvolupament de funcions i serveis).

• Plataforma de virtualització de nodes MEC (Multi-Access Edge Computing) i optimitzacions dels convidats. 5GCity ofereix extensions de virtualització per a les infraestructures d’abast urbà. En concret, es cobreixen els aspectes relacionats amb la seguretat, la connectivitat i el rendiment:

- Seguretat amb informàtica fiable - Connectivitat gràcies al suport amb diversos punts de presència (POP) i virtualització sense fil

• Orquestració flexible + capa de control i SDK. 5GCity proporciona una plataforma per a la gestió del cicle de vida útil de la porció de xarxa, el disseny i l’orquestració del servei en xarxa i l’optimització dels recursos i la supervisió.

- Joc d’eines SDK per dissenyar les porcions i els serveis en xarxa amb detecció de l’SLA - Porcions multiaccés i orquestració multicapa

• El llançament provisional de la plataforma 5GCity s’ha produït amb èxit en diversos esdeveniments i als entorns urbans amb tres casos pràctics de 5GCity, inclosos la detecció d’abocadors a les ciutats, l’adquisició i producció de vídeos i els serveis d’immersió 360˚ per a museus.