Fase I - Estudo
Título da Ideia
- “Análise e Monitoramento de KPIs no EPC Virtualizado (Huawei Cloud)”
Objetivos
- Identificar e documentar os principais KPIs associados ao EPC (MME, SGW, PGW, HSS, PCRF) em ambientes Huawei Cloud.
- Avaliar soluções de mercado (comerciais e open‑source) para coleta, visualização e análise de KPIs em redes vEPC.
- Criar um comparativo entre ferramentas existentes e possíveis abordagens customizadas.
- Propor ou desenvolver um framework ou ferramenta piloto para monitoramento de KPIs no EPC virtualizado.
- Validar a solução sugerida através de casos de uso ou dados demonstrativos, definindo critérios de sucesso e usabilidade.
Conceito
Este projeto insere-se no contexto de virtualização de redes móveis (NFV/SDN), onde o núcleo da rede (EPC) é hospedado na nuvem. Relaciona-se a iniciativas corporativas de transformação digital e operação de redes em nuvem. A ideia evolui para proposta de um mecanismo de monitoramento automatizado de KPIs, conectando-se com outras iniciativas de O&M (Operation & Maintenance) e integração com plataformas de observabilidade. Poderia ser enquadrada como um módulo adicional dentro de um sistema de gerenciamento de rede, ou como uma solução independente para gerenciar desempenho, detecção de anomalias e compliance com SLAs.
Características
Foco nos componentes do vEPC (MME, SGW, PGW, HSS, PCRF): cada função de rede tem métricas específicas de uso, throughput, latência, sessões, autenticação, políticas de QoS.
Ambiente de infraestrutura Virtual/Nuvem: utiliza FusionSphere (OpenStack), FusionCompute para virtualização e CloudFabric para rede definida por software.
Escalabilidade e disponibilidade: monitoramento assume infraestrutura elástica, com instâncias adicionáveis sob demanda.
Integração com multivendor e ecosistema aberto: possibilidade de APIs abertas, módulos padrão (ex.: Prometheus, Grafana) ou integração com OSS/BSS.
Automação e alerta inteligente: configuração de alertas, dashboards em tempo real, coleta centralizada e logs unificados.
Alta confiabilidade e resiliência: projetada para operar em ambiente com failover e redundância geográfica.
Estudo Dirigido
- Pesquisar e escrever sobre as características principais da KPIs
- Redigir sobre Conceito após reunião com o COR - Centro de Operações de Rede
Fase II - Ensino
Conteúdo
SEÇÃO 01 - INTRODUÇÃO AO CASO DE USO
Orientações iniciais, ambientação com plataformas e acessos
Introdução inicial sobre arquiteturas e topologias de redes (móveis e fixas)
Definição de prazos por etapas (sprints)
Ambientação técnica e Organizacional
Instalação de softwares e contato com os templates e repositórios internos
SEÇÃO 02 - CONHECIMENTO DA ARQUITETURA DO CORE EPC (HUAWEI CLOUD)
EPC → Evolved Packet Core. Neste caso veremos sobre sua versão virtualizada e hospedada em ambiente cloud.
→ Responsavel pelo núcleo das redes móveis a partir do 4G, responsável pela conectividade IP e controle de sessão para os usuários móveis.
2.1 CONCEITO E FUNÇÃO DO EPC CLOUD
EPC Cloud é a evolução do core de pacotes tradicional, com desacoplamento das funções físicas e lógicas, permitindo virtualização (NFV), orquestração dinâmica, elasticidade de recursos, e operação em ambientes de datacenter com alta disponibilidade.
• A arquitetura EPC virtualizada (vEPC) permite deploy rápido, balanceamento de carga automático, e integração com funções de 5G NSA/SA.
2.2 ELEMENTOS FUNCIONAIS DO EPC
Composto por elementos que juntos entregam conectividade IP com segurança, qualidade e mobilidade.
Outros elementos que podem aparecer: DNS, AAA, OCS/OFCS (cobrança), DRA (roteamento de Diameter).
2.4 COMPREENSÃO ARQUITETURAL
O EPC é dividido em dois planos: o Plano de Controle: MME, HSS, PCRF o Plano de Usuário (Dados): SGW, PGW
O SGW faz a ponte de transmissão de pacotes entre o 4G e o PGW.
O PGW faz a entrega de ip ao usuario e controle de politicas e este faz conexão com o pcrf que garante cobrança e garantia de políticas
O MME faz controle de autorização por mobilidade, e ele faz a ponte com hhs que é o db de inscritos no serviço
2.5 MATERIAL E ATIVIDADES
- Fontes de Estudo
- Documentação técnica no Hedex Huawei (EPC Architecture, vEPC Deployment Guide) - 3GPP TS 23.401 – General Packet Radio Service (GPRS) enhancements for Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network (E-UTRAN) access
2.6 INFRAESTRUTURA DE NUVEM: FUSIONSPHERE, FUSIONCOMPUTE E CLOUDFABRIC
- Virtualização de funções de rede, em cloud, principais:
- FusionSphere: plataforma completa de virtualização, orquestração e gerenciamento de recursos físicos e virtuais. Baseada em OpenStack, provê suporte à criação de VNFs, redes virtuais, armazenamento em nuvem e automação. • FusionCompute: solução de virtualização de servidores da Huawei, que atua como o hipervisor para execução das máquinas virtuais (VMs). Permite o gerenciamento eficiente dos recursos de CPU, memória e disco. • CloudFabric: arquitetura SDN (Software Defined Networking) para redes de datacenter, com controle centralizado da rede, provisionamento automatizado e políticas de tráfego por aplicação. É usada para garantir conectividade otimizada entre as VNFs do EPC e os elementos externos.
- Componentes técnicos importantes:
- VRM (Virtual Resource Manager): responsável pelo gerenciamento dos recursos de computação e rede no ambiente virtualizado. • CNA (Compute Node Agent): agentes instalados nos nós de computação para habilitar a criação e monitoramento das VMs. - vDC (Virtual Data Center): agrupamento lógico de recursos alocados para serviços ou clientes específicos. - vNIC (Virtual Network Interface Card): interfaces virtuais usadas para conectar VMs às redes SDN/overlay.
- APLICAÇÃO NO CORE EPC
as funções do epc, como na comunicação do LTE → MME, HSS, SGW, PWG, PCRF → são implantadas como uma função de rede virtualizada (VNF) → na infra do FusionCompute
a conexão entre essas VNF’s é feita pelo CloudFabric
CloudFabric também controla o roteamento interno entre os componentes e com o mundo externo (Internet, IMS)
virtualized network funtion VNF
Essa separação entre hardware e software permite:
- Resiliência: Failover automatizado e redundância geográfica. - Escalabilidade sob demanda: Instâncias adicionais podem ser ativadas dinamicamente. - Gerenciamento centralizado: Operações, logs, alarmes e KPIs são acessados por plataformas de orquestração e controle.
- Estudo dos manuais e white papers disponíveis no Hedex Huawei sobre:
- FusionSphere OpenStack Architecture - FusionCompute Deployment Guide - CloudFabric Technical Overview
- Criação de um resumo técnico com os principais componentes da infraestrutura cloud e seu mapeamento com as funções do EPC. - Participação (quando possível) em sessões de troubleshooting ou acompanhamento de eventos da infraestrutura virtualizada. - Representar graficamente como as funções do EPC se integram ao ambiente virtual e suas interdependências
SEÇÃO 03 - ESTUDO DAS TECNOLOGIAS 2G/3G/4G/5G NO CONTEXTO CORE
Aborda as evoluções tecnológicas e de topologia com foco no CORE (núcleo da rede)
Análise do tráfego de dados e mobilidade do usuário - em cada geração
Teoria e Normas (3GPP) - fundação técnica do EPC e a evolução para o 5GC
3.1 Visão geral da evolução tecnológica
3.2 Principais elementos por geração
2G/3G
→ SGSN: serving gprs serving node: gerencia mobilidade e sessões de dados do user em redes
→ GGSN: gateway gprs serving node: conecta rede movel à net; atribui IP e aplica regras de roteamento
→ RNC: radio network controller: controlador CORE ↔ NodeB
4G (EPC)
→ MME (Mobility Management Entity): Controle de mobilidade, autenticação e sinalização.
→ SGW (Serving Gateway): Encaminha pacotes entre eNodeB e PGW.
→ PGW (PDN Gateway): Interface com redes externas e controle de QoS e políticas.
→ HSS (Home Subscriber Server): Base de dados com perfis de assinantes.
→ PCRF (Policy and Charging Rules Function): Define regras de políticas e cobrança.
5G CORE (5GC)
→ AMF (Access and Mobility Management Function): Função de mobilidade e gerenciamento de acesso.
→ SMF (Session Management Function): Gerencia sessões e conexões com o plano de dados.
→ UPF (User Plane Function): Responsável pelo encaminhamento do tráfego de dados do usuário.
→ UDM/ NRF/ PCF/ AF: Diversas funções de controle, descoberta, políticas e exposição de serviços.
3.3 Leitura Técnica e Normas 3GPP
Estudo das especificações técnicas fundamentais para o entendimento formal da arquitetura de rede em cada geração: Norma 3GPP Descrição TS 23.060 GPRS para 2G e 3G – arquitetura, interfaces, fluxos. TS 23.401 EPC – Arquitetura de rede para LTE/E-UTRAN. TS 23.501 5GC – Arquitetura de sistema (SA). TS 23.502 5GC – Procedimentos de sistema (registro, handover, etc). TS 23.503 5GC – Políticas e regras de controle (PCF, AMF).
3.4 Atividades para o estagiário
- Elaborar um quadro comparativo entre 2G, 3G, 4G e 5G, com foco no núcleo da rede. - Criar um glossário técnico com os principais elementos estudados e suas funções. - Analisar um ou mais diagramas de chamadas (call flows) para cada geração, observando diferenças na sinalização. - Estudo guiado de normas selecionadas no Hedex Huawei e no site oficial da 3GPP. - Participar de sessões de shadowing com os tutores para acompanhar eventos reais relacionados a cada geração.
Apresentação
Apresente ao grupo (reunião, EAD, Blog, ...) Publique aqui
Metodologia
Descrevas as metodologias usadas. Alguns exemplos:
Estratégia de Job Rotation Estudos básicos para conhecimento do potencial Estudos básicos para entendimento sobre o problema Estudos para dar base aos pesquisadores Benchmarking com empresas estrangeiras Aceleradoras de empresas Adoção de novas tecnologias Utilização da proposta de soluções Open-source Priorização no desenvolvimento interno Foco na não dependência de fornecedores Prática de formação dos talentos necessários
Hipóteses
Que questões envolvem a pesquisa? O que se espera provar? O que se espera como resultado? Explicações e argumentos que subsidiem a investigação em curso
Fase III - Exemplo de Caso de Negócio
Product Backlog
Descreva os requisitos deste projeto
Benefícios para quem for oferecer esta solução
Descrever em tópicos os benefícios que uma pessoa ou uma empresa podem obter: ganhos, receitas, novos negócios, novos produtos, novas parcerias
Benefícios para o usuário
Descrever em tópicos os benefícios para os usuários desta solução.
Pode se inspirar no Canva.
Direcionadores chave para esta iniciativa
Descrever em tópicos o que esta iniciativa pode proporcionar
Possíveis modelos de negócios
Descrever em tópicos os possíveis modelos de negócios
Pesquisa de Mercado e Análise de Tendências
Coletar dados relevantes sobre o mercado, como tamanho, crescimento, concorrência e comportamento do consumidor. Identificar tendências tecnológicas, comportamentais ou regulatórias que possam impactar o projeto.
Análise de Concorrentes e Soluções Existentes
Pesquisar e analisar soluções concorrentes ou similares no mercado. Entender como os concorrentes monetizam suas soluções e identificar oportunidades de diferenciação.
Público - Alvo
Identificar os principais segmentos de clientes (B2B, B2C, etc.). Descrever as características demográficas, comportamentais e
necessidades do público-alvo.
Cenários e Oportunidades
Avaliar a possibilidade de contratar fornecedores externos para acelerar o desenvolvimento. Considerar o desenvolvimento interno da solução, se for viável. Explorar parcerias estratégicas com outras empresas ou investidores.
Premissas Financeiras
Listar os principais custos envolvidos no desenvolvimento e operação da solução. Estimar a receita esperada com base em projeções de mercado. Considerar reajustes anuais de preços ou custos.
Riscos do Projeto
Identificar os principais riscos do projeto (tecnológicos, financeiros, de mercado, etc.). Propor estratégias para mitigar os riscos identificados.
Business Case
Descrever um exemplo de negócio que permita avaliar a solução comercialmente
Template Business Case
Alinhamento com Lei do Bem
- Projeto possui algum elemento tecnologicamente novo ou inovador?
Elemento tecnologicamente novo ou inovador pode ser entendimento como o avanço tecnológico pretendido pelo projeto, ou a hipótese que está sendo testada
- Projeto possui barreira ou desafio tecnológico superável?
Barreira ou desafio tecnológico superável pode ser entendido como aquilo que dificulta o atingimento do avanço tecnológico pretendido, ou dificulta a comprovação da hipótese
- Projeto utiliza metodologia/método para superação da barreira ou desafio tecnológico?
Metodologia/método para superação da barreira ou desafio tecnológico pode ser entendido como aqueles atividades que foram realizadas para superação da barreira ou do desafio tecnológico existente no projeto
- Projeto é desenvolvido em parceira com alguma instituição acadêmica, ICT ou startup?
Se sim, o desenvolvimento tecnológico é executado por associado ou por alguma empresa terceira? qual o nome da empresa? Anexar cópia do contrato
Fase IV - Protótipo orientado ao Negócio
Escopo
Explique o escopo deste protótipo
Limitações
Informe sobre as limitações técnicas, comerciais, operacionais, recursos, etc.
PoC
Desenvolva um PoC (Proof of Concept)
Privacidade (LGPD)
- Avaliar condições referentes à Lei Geral de Proteção de Dados
Detalhamento Técnico
Descreva especificamente os aspectos técnicos desta pesquisa
Cronograma Macro
Histórico
Responsável: fulano
Semana de dd à dd/mm/yyyy
Semana de dd à dd/mm/yyyy