Dalla collaborazione di UNIPI e INTEL nasce Simu5G, il primo simulatore 5G Open-Source che funziona in tempo reale

04 Maggio 2021
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(english version below)

Pubblicato in aprile dal Dipartimento di Ingegneria dell’Informazione dell’Università di Pisa, è totalmente libero e gratuito, permette la simulazione di una rete 5G a imprese e università.

Da un progetto congiunto di INTEL e del Dipartimento di Ingegneria dell’Informazione dell’Ateneo Pisano nasce Simu5G, il primo simulatore di rete 5G Open-Source che funziona in real-time, liberamente scaricabile dal sito www.simu5g.org.

Simu5G simula lo standard della rete cellulare di quinta generazione, il cosiddetto 5G, che consente comunicazioni ultra veloci e interazioni in tempo reale di un numero elevato di dispositivi connessi, da computer e telefoni fino a oggetti, come robot al lavoro nelle moderne industrie e veicoli autonomi, abilitando applicazioni avanzate proprie dell’Internet of Things.

“Simu5G nasce nei nostri laboratori grazie a una collaborazione con INTEL, che ha poi rilasciato il prodotto all’Università di Pisa. A nostra volta, abbiamo deciso di renderlo pubblico, gratuito e a disposizione i tutti, sia aziende che enti di ricerca, proprio perché ne comprendiamo le potenzialità in termini di supporto ai processi di innovazione e digitalizzazione necessari al nostro paese”, spiega Giovanni Stea, autore del simulatore assieme a Giovanni Nardini e Antonio Virdis, tutti in forza al Dipartimento di Ingegneria dell’Informazione dell’Ateneo pisano.

I moderni settori industriali hanno e avranno in futuro la necessità di spostare quote crescenti delle proprie attività sulle reti di nuova generazione grazie alla garanzia della velocità di trasferimento dati e alla possibilità di gestire un gran numero di dispositivi connessi contemporaneamente. Tuttavia, lo stato di diffusione delle reti 5G in Europa è ancora notevolmente ridotto, con appena 779 utenti 5G ogni 100.000 abitanti secondo i dati del novembre 2020. Come progettare quindi sistemi efficaci basati su un’infrastruttura ancora poco diffusa? Ecco quindi l’idea di un simulatore.

“Il nostro simulatore può emulare la rete 5G in tempo reale – continua Stea - Questo lo rende utile per sviluppare velocemente prototipi e dimostratori di applicazioni distribuite, per esempio la comunicazione tra veicoli autonomi con intelligenza basata su Cloud o Edge Computing. Per un’azienda che volesse fare questi progetti mettere in piedi l’infrastruttura necessaria sarebbe un’operazione molto costosa. Con Simu5G è invece possibile ottenere velocemente e a costo zero una valutazione delle prestazioni attendibile dell’intero sistema.”

Simu5G sarà impiegato anche in progetti europei altamente innovativi e di frontiera come Hexa-X, che coinvolge sia l’Università di Pisa che Intel sullo sviluppo del 6G, e FED-XAI (Federated and eXplainable Artificial Intelligence).

La collaborazione con Intel ha portato all'integrazione di OpenNESS con Simu5G. OpenNESS è un software Intel di edge computing che aiuta gli sviluppatori a integrare e gestire applicazioni ad alte prestazioni nell’edge con un'agilità simile al cloud. Ora gli sviluppatori di applicazioni 5G possono installare ed eseguire Simu5G come emulatore in tempo reale e connettere un terminale ad OpenNESS attraverso Simu5G per testare applicazioni che richiedono la bassa latenza e la larghezza di banda elevata del 5G.

"La collaborazione con l'Università di Pisa per Simu5G è significativa in quanto fornisce alle aziende gli strumenti per simulare reti 5G - ha affermato Renu Navale, VP e GM nel Network Platform Group di Intel - L'integrazione di OpenNESS con Simu5G consente agli sviluppatori di sfruttare il simulatore per testare casi d'uso e funzionalità di Multi-access Edge Computing in modo trasparente”.

 

ENGLISH VERSION

Simu5G was published in April by the Information Engineering Department of the University of Pisa. Totally free, it allows companies and universities to simulate a 5G network.

Developed within a joint project of INTEL and the Department of Information Engineering of the University of Pisa, Simu5G the 5G open-source network simulator, is freely downloadable from website www.simu5g.org.

Simu5G simulates the fifth generation of cellular network standard, the so-called 5G, which enables ultra-fast communications and real-time interactions of a large number of connected devices, from computers and phones to objects, such as robots at work in modern industries and vehicles autonomous, enabling advanced applications of the Internet of Things.

"Simu5G was born as a result of a close collaboration with INTEL, which then released the product to the University of Pisa. In turn, we have decided to make it public, free and available to all, both companies and research institutions, precisely because we understand its potential in terms of support for the innovation and digitization processes necessary for our country", explains Giovanni Stea, author of the simulator with Giovanni Nardini and Antonio Virdis, all scientists at the Department of Information Engineering of the University of Pisa

In the future many modern industrial sectors will shift increasing shares of their activities to the new-generation mobile network, thanks to its guaranteed data transfer speed and its ability to manage a large number of connected devices at the same time the Simu5G makes it easier for Communications Service Providers and Enterprises to simulate a 5G network.  However, the state of deployment of 5G networks in Europe is still relatively small, with just 779 5G users per 100,000 inhabitants (November 2020 data). How can one design efficient systems based on an infrastructure that has so little diffusion so far?

“Our simulator can also emulate the 5G network in real time,” added Professor Stea “This makes it useful for rapidly developing prototypes and demonstrators of distributed applications, such as autonomous vehicles communication with cloud- or edge-computing-based intelligence. For a company wishing to do this, setting up the necessary infrastructure would be a very expensive operation. With Simu5G, on the other hand, it is possible to obtain a reliable performance evaluation of the entire system quickly and at no cost.”

Additionally, Simu5G can be a major open source input to the 6G flagship EU project Hexa-X, where both Intel and UniPisa are involved, and it represents a critical component for the planned Proof-of-Concept on FED-XAI (Federated and eXplainable Artificial Intelligence).

The collaboration with Intel has resulted in the integration of OpenNESS with Simu5G. OpenNESS is an edge computing software toolkit from Intel that helps developers onboarding and managing highly performant applications and network functions at the edge with cloud-like agility, thereby navigating network complexity at the edge. Now, 5G application developers can install and run Simu5G in real time emulation mode and connect via IP to a UE/terminal on one side and an OpenNESS instance on the other side in order to simulate a 5G network for free and test applications that require low latency and high bandwidth.   

“The collaboration with the University of Pisa for Simu5G is significant as it gives enterprises the tools to simulate 5G network implementations,” said Renu Navale, VP and GM in Intel’s Network Platform Group. “The integration of OpenNESS with Simu5G makes it possible for developers to leverage the simulator for testing Multi-Access Edge Computing use cases and capabilities in a seamless manner”.