OpenAirInterface : une plateforme ouverte pour établir la 5G de demain

Suite de notre découverte des plateformes technologiques du Carnot Télécom & Société numérique. OpenAirInterface est la plateforme créée par Eurecom au service des systèmes de télécommunication mobile tels que la 4G et la 5G. Ses objectifs : développer des solutions aux accès réseau, radio et aux cœurs de réseau. Son service se base sur une suite de logiciels développés en open source.

La plateforme OpenAirInterface propose un système 4G reposant sur un ensemble de logiciels. Ces derniers peuvent être testés et modifiés indépendamment les uns des autres par les entreprises utilisatrices. L’objectif étant d’établir ainsi les nouvelles fonctions de ce qui sera le futur réseau 5G. Pour en savoir plus, nous nous sommes entretenus avec Christian Bonnet, chercheur en systèmes de communications à EURECOM.

Qu’est-ce qu’OpenAirInterface ?

Christian Bonnet : Sous ce seul nom se cachent deux choses. La première est la mise en place de logiciels composants un système 4G-5G. Cela concerne les logiciels qui tournent dans un terminal mobile, ceux qui incrémentent les transmissions radios, mais aussi les logiciels qui sont dans le cœur de réseau.

La deuxième chose derrière OpenAirInterface est un « fonds de dotation » qui a été créé par EURECOM fin 2014 et qui a pour vocation d’animer une Alliance logicielle ouverte et mondiale (OSA – OpenAirInterface Software Alliance).

Comment fonctionne cette suite de logiciels ?

CB : Il s’agit d’une implémentation logicielle des composants d’un système 4G complet. Cela concerne la partie modem d’un terminal mobile, les logiciels des stations relais radio ainsi que les logiciels des routeurs spécifiques d’un cœur de réseau. On trouve ainsi l’ensemble des traitements de la couche radio (modulation, codage, etc..) des protocoles de communications. Elle tourne sur des processeurs x86 d’Intel que l’on retrouve dans des PC et dans des fermes de calculs. Ce qui veut dire qu’elle est compatible avec les évolutions du Cloud. Pour la mettre en place, il faut se munir d’une carte radio, reliée au PC qui joue le rôle du terminal et une autre au PC qui joue le rôle de la station relais.

Ensuite, selon ce que l’on souhaite faire, on peut ne prendre qu’une partie de l’implémentation logicielle. Par exemple, on peut utiliser des terminaux mobiles du commerce et s’accrocher à un réseau qui est formé d’un relais OpenAirInterface et d’un cœur de réseau commercial. Toutes les combinaisons sont possibles. Nous avons ainsi mis en place une chaîne complète d’un réseau 4G qui peut aller vers la 5G à partir de tous ces logiciels.

Qui sont les contributeurs d’OpenAirInteface?

CB : Depuis que l’Alliance existe nous avons plusieurs types de contributeurs, le principal jusqu’à présent est EURECOM car ce sont ses équipes qui ont développé les premières versions de l’ensemble de logiciels. On retrouve des enseignants-chercheurs, des post-doctorants et des doctorants qui peuvent être amenés à contribuer à la plateforme qui offre un environnement expérimental pour leurs recherches. Au-delà, à travers l’Alliance logicielle nous avons de nouveaux types de contributeurs que sont les industriels mais aussi des laboratoires de recherche disséminés de par le monde. Nous avons élargi notre base et cette ouverture permet d’avoir des contributions des deux mondes à la fois académique et industriel. (NDLR : Orange,TCL et Ercom sont des partenaires stratégiques d’OpenAirIterface, alors que l’Alliance compte également de nombreux membres associés comme l’Université Pierre et Marie Curie (UPMC), l’IRT Bcom ou encore l’INRIA et bien sur l’IMT. La liste complète se trouve ici.)

Que représente le label Carnot pour vos activités ?

CB : Le label Carnot a eu une importance dans notre relation avec la Beijing University of Posts and Telecommunications en Chine (BUPT),  une université spécialisée en télécommunication. Le BUPT nous a demandé de nous référer à un label de qualité permettant de montrer qu’il y a une reconnaissance de notre expertise. C’est le label Carnot qui a été mis en avant et reconnu par l’université étrangère. Ce label permet à la fois de montrer l’engagement des développements d’OpenAirInterface vis-à-vis du monde industriel mais c’est aussi un sceau de qualité reconnu largement au-delà des limites de la France et de l’Europe.

Pourquoi les entreprises et les industriels s’adressent à OpenAirInterface ?

CB : Pour développer des projets d’innovation les industriels ont besoin des avancées de la recherche scientifique. Ils viennent nous voir car ils connaissent notre excellence académique et parce qu’ils savent que nous parlons également le même langage qu’eux. C’est dans notre ADN ! Depuis sa création EURECOM est à la croisée de l’industrie et de la recherche, nous savons parler les deux langages. Nous avons développé nos propres plateformes, nous nous sommes confrontés à des problématiques que les industriels rencontrent quotidiennement. Ce qui nous place comme un interlocuteur naturel entre ces deux mondes.  Nous prêtons une oreille attentive à leurs projets d’innovation.

Vous avez décidé de développer votre suite de logiciels en open source, pourquoi ?

CB : C’est un modèle qui est connu et qui commence à se répandre. Il facilite l’accès à la connaissance et les contributions. Ces logiciels sont régis par des licences de logiciels libres qui protègent les contributeurs et permet une dissémination plus large. Il y a un effet d’entrainement, d’accélération du développement et d’accélération du test car chaque logiciel a besoin d’être testé. Si vous démultipliez dans le monde les mises en place de ce logiciel alors chacun pourra plus facilement l’utiliser. Cela permet donc d’avoir un plus grand nombre de tests des logiciels et ainsi d’augmenter le nombre de retour utilisateurs pour améliorer les versions existantes. Toute la communauté est ainsi bénéficiaire. C’est un point très important car même dans l’industrie, beaucoup de composants commencent à être développés en suivant ce modèle.

Au-delà de cette approche, qu’est-ce qui fait la spécificité d’OpenAirInterface ?

CB : OpenAirInterface a apporté une innovation dans le cadre des licences de logiciel libre. Il y a énormément de types de licences open source. C’est un monde qui est très vaste et le monde industriel est lié à des grands portefeuilles de brevets. Le contexte est le suivant : d’une part, il y a des structures industrielles parmi nos partenaires qui reposent sur des revenus provenant des brevets et d’autre part il y a une communauté qui souhaite accéder librement aux logiciels pour faire du développement. Comment résout-on cette contradiction apparente ?

Nous avons mis en place une licence spécifique pour protéger à la fois le logiciel pour des opérations non commerciales – c’est à dire tout ce qui est recherche, innovation, test – comme pour un logiciel open source classique, et lorsqu’il s’agit d’opérations commerciales, nous mettons en place un système de déclaration de brevet. Cela signifie que si des industriels implémentent eux même des parties brevetés, ils n’ont qu’à en faire mention, ainsi pour des opérations commerciales les personnes se retournent vers les ayant droits pour négociation.  Ces conditions sont dites Frand (fair, reasonnable and non discriminatory – équitable, raisonnable et non discriminatoire) et sont à l’image de ce que font les industriels du domaine dans les institutions de normalisation comme le 3GPP. En tout cas, cette démarche a été très bien acceptée. C’est pour cela que dans les partenaires stratégiques de l’Alliance, on retrouve notamment Orange ou Nokia (anciennement Alcatel-Lucent Bell Labs) qui ont été convaincus par le bienfait de ce type de licence-logiciel.

Quelle est la prochaine étape de développement d’OpenAirInterface ?

CB : Il y a plusieurs voies de développement. Les projets soumis dans le cadre européen H2020, dont on attend les résultats, vont permettre de faire des avancées scientifiques et d’avoir des retombées dans la déclinaison logicielle. L’Alliance a également défini des grands axes de développement déclinés en projets menés conjointement par un partenaire industriel et un partenaire académique. Cette structuration permet de fédérer des personnes qui sont à l’autre bout du monde. Ils se portent volontaires pour contribuer à une des étapes vers la 5G.

Cet article fait partie de notre dossier 5G : la nouvelle génération mobile est déjà une réalité

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Le Carnot TSN, un gage d’excellence dans la recherche partenariale depuis 2006. 

Labellisé Carnot depuis 2006, l’institut Carnot Télécom & Société numérique constitue le premier institut Carnot « Sciences et technologies de l’information et de la communication » d’ampleur nationale. Avec plus de 2000 chercheurs, il se concentre sur les implications techniques, économiques et sociales de la transition numérique. En 2016, le label était renouvelé pour la deuxième fois consécutive, démontrant ainsi la qualité des innovations produites par les collaborations entre chercheurs et entreprises.

Ses composantes sont Télécom ParisTech, IMT Atlantique, Télécom SudParis, Télécom, École de Management, Eurecom, Télécom Physique Strasbourg et Télécom Saint-Étienne, École Polytechnique (laboratoires Lix et CMAP), Strate École de Design, Femto Engineering.

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