intel създава бизнес аргументи за отворен и виртуализиран RAN

Отворената и виртуализирана RAN са настроени за бърз растеж

Технологиите за отворена и виртуализирана мрежа за радио достъп (Open vRAN) могат да нараснат до близо 10 процента от общия пазар на RAN до 2025 г., според оценки на Dell'Oro Group1. Това представлява бърз растеж, като се има предвид, че Open vRAN представлява само един процент от пазара на RAN днес.
Има два аспекта на Open vRAN:

• Виртуализацията отделя софтуера от хардуера и позволява на RAN работните натоварвания да се изпълняват на сървъри с общо предназначение. Хардуерът с общо предназначение е повече
  гъвкав и по-лесен за мащабиране от RAN, базиран на устройства.
• Сравнително лесно е да добавите нова функционалност на RAN и подобрения на производителността, като използвате надстройка на софтуера.
• Могат да се използват доказани ИТ принципи като софтуерно дефинирана мрежа (SDN), облачно нативно и DevOps. Има оперативна ефективност в това как мрежата се конфигурира, преконфигурира и оптимизира; както и при откриване, коригиране и предотвратяване на грешки.
• Отворените интерфейси позволяват на доставчиците на комуникационни услуги (CoSP) да доставят съставките на своите RAN от различни доставчици и да ги интегрират по-лесно.
• Оперативната съвместимост помага да се увеличи конкуренцията в RAN както по отношение на цената, така и на характеристиките.
• Виртуализираният RAN може да се използва без отворени интерфейси, но ползите са най-големи, когато се комбинират и двете стратегии.
• Интересът към vRAN нараства напоследък, като много оператори участват в изпитания и първото си внедряване.
• Deloitte изчислява, че има 35 активни Open vRAN внедрявания по целия свят2. Софтуерната архитектура FlexRAN на Intel за бейсбенд обработка се използва в най-малко 31 внедрявания по целия свят (вижте Фигура 1).
• В този документ ние изследваме бизнес случая за Open vRAN. Ще обсъдим ползите от разходите от обединяването на основната лента и стратегическите причини, поради които Open vRAN все още е желателно, когато обединяването не е възможно.

Представяне на нова RAN топология

• В традиционния модел на разпределена RAN (DRAN) обработката на RAN се извършва близо до радиоантената.
  Виртуализираната RAN разделя RAN на конвейер от функции, които могат да се споделят между разпределена единица (DU) и централизирана единица (CU). Има редица опции за разделяне на RAN, както е показано на Фигура 2. Опция за разделяне 2 хоства протокола за конвергенция на пакетни данни (PDCP) и контрола на радио ресурсите (RRC) в CU, докато останалите функции на основната лента се пренасят в DU. Функцията PHY може да бъде разделена между DU и дистанционното радио устройство (RRU).

Напредъкътtages на разделените RAN архитектури са:

• Хостването на функцията Low-PHY в RRU намалява изискването за предна честотна лента. В 4G обикновено се използваше разделяне на опция 8. С 5G увеличаването на честотната лента прави опция 8 нежизнеспособна за 5G самостоятелен (SA) режим. (5G несамостоятелни (NSA) внедрявания все още могат да използват опция 8 като наследство).
• Качеството на изживяването може да се подобри. Когато ядрото
  контролната равнина се разпределя към CU, CU става опорна точка за мобилност. В резултат на това има по-малко предавания, отколкото когато DU е опорната точка3.
• Хостингът на PDCP в CU също помага да се балансира натоварването, когато се поддържа възможността за двойна свързаност (DC)
  на 5G в архитектура на NSA. Без това разделяне потребителското оборудване ще се свърже с две базови станции (4G и 5G), но само опорната базова станция ще се използва за обработка на потоците чрез функцията PDCP. С помощта на разделена опция 2 функцията PDCP се извършва централно, така че DUs са по-ефективно балансирани на натоварване4.

Намаляване на разходите чрез обединяване на основна лента

• Един от начините, по който Open vRAN може да помогне за намаляване на разходите, е чрез обединяване на бейсбенд обработка. Един CU може да обслужва множество DU и DU могат да бъдат разположени с CU за ефективност на разходите. Дори ако DU е хостван в клетъчния сайт, може да има ефективност, тъй като DU може да обслужва множество RRU, а цената на бит намалява с нарастването на капацитета на клетката5. Софтуерът, работещ на готов търговски хардуер, може да реагира по-добре и да се мащабира по-гъвкаво от специализирания хардуер, който изисква ръчен труд за мащабиране и конфигуриране.
• Обединяването на основната лента не е уникално за Open vRAN: в традиционната персонализирана RAN единиците на основната лента (BBU) понякога са групирани в по-централизирани места, наречени BBU хотели. Те са свързани към RRU чрез високоскоростно влакно. Намалява цената на оборудването на обекта и намалява броя на ролките на камиони за инсталиране и обслужване на оборудване. BBU хотелите обаче предлагат ограничена детайлност за мащабиране. Хардуерните BBU нямат всички предимства за оптимизиране на ресурситеtagна виртуализацията, нито гъвкавостта за работа с множество и различни натоварвания.
• Нашата собствена работа с CoSP установи, че най-големият разход за оперативни разходи (OPEX) в RAN е лицензирането на BBU софтуер. По-ефективното повторно използване на софтуер чрез обединяване помага за оптимизиране на общата цена на притежание (TCO) за RAN.
• Трябва обаче да се вземат предвид разходите за транспорт. Backhaul за традиционния DRAN обикновено е наета линия, предоставена на оператора на мобилна мрежа от оператори на фиксирана мрежа. Наетите линии могат да бъдат скъпи и цената има решаващ ефект върху бизнес плана за това къде трябва да бъде разположен DU.
• Консултантската фирма Senza Fili и доставчикът на vRAN Mavenir моделираха разходите въз основа на опити, проведени с клиенти на Mavenir, Intel и HFR Networks6. Бяха сравнени два сценария:
• DU са разположени с RRU в клетъчните сайтове. Използва се междинен транспорт между DU и CU.
• DU се намират с CU. Използва се преден транспорт между RRU и DU/CU.
• CU беше в център за данни, където хардуерните ресурси можеха да бъдат обединени между RRU. Проучването моделира разходите за CU, DU и транспорт на междинно и предно разстояние, като обхваща и двете
• OPEX и капиталови разходи (CAPEX) за период от шест години.
• Централизирането на DU увеличава транспортните разходи, така че въпросът беше дали печалбите от обединяването надвишават транспортните разходи. Проучването установи:
• Операторите с евтин транспорт до повечето от техните клетъчни сайтове е по-добре да централизират DU с CU. Те могат да намалят TCO с до 42 процента.
• Операторите с високи транспортни разходи могат да намалят своите TCO с до 15 процента, като хостват DU в клетъчния сайт.
• Относителното спестяване на разходи също зависи от капацитета на клетката и използвания спектър. DU в клетка, напрample, може да се използва недостатъчно и може да се мащабира, за да поддържа повече клетки или по-висока честотна лента на същата цена.
• Може да е възможно да се централизира обработката на RAN до 200 км от радиосайта в модела „Cloud RAN“. Отделно проучване на Senza Fili и Mavenir7 установи, че Cloud RAN може да намали разходите с 37 процента за пет години в сравнение с DRAN. Обединяването на BBU и по-ефективното използване на хардуера помагат за намаляване на разходите. Спестяванията на OPEX идват от по-ниските разходи за поддръжка и експлоатация. Централизираните местоположения вероятно ще бъдат по-лесни за достъп и управление от клетъчните сайтове, а клетъчните сайтове също могат да бъдат по-малки, защото там се изисква по-малко оборудване.
• Виртуализацията и централизацията заедно улесняват мащабирането, тъй като изискванията за трафик се променят. По-лесно е да добавите повече сървъри с общо предназначение към пула от ресурси, отколкото да надстроите собствения хардуер на клетъчния сайт. CoSP могат по-добре да съпоставят разходите си за хардуер с растежа на приходите си, без да е необходимо да внедряват хардуер сега, който ще може да управлява трафика след пет години.
• Каква част от мрежата да се виртуализира?
• ACG Research и Red Hat сравниха прогнозната обща цена на притежание (TCO) за разпределена мрежа за радио достъп (DRAN) и виртуализирана RAN (vRAN)8. Те изчислиха, че капиталовите разходи (CAPEX) на vRAN са наполовина от тези на DRAN. Това се дължи главно на ефективността на разходите поради наличието на по-малко оборудване в по-малко обекти, използващи централизация.
• Проучването установи също, че оперативните разходи (OPEX) са значително по-високи за DRAN, отколкото за vRAN. Това беше резултат от намалените разходи за наем на място, поддръжка, лизинг на оптични влакна и разходи за захранване и охлаждане.
• Моделът се основава на доставчик на комуникационни услуги от ниво 1 (CoSP) с 12,000 11,000 базови станции в момента и необходимост от добавяне на XNUMX XNUMX през следващите пет години. Трябва ли CoSP да виртуализира цялата RAN или само новите и разширени сайтове?
• ACG Research установи, че спестяванията на TCO са били 27 процента, когато са виртуализирани само нови и разрастващи се сайтове. Спестяванията на TCO се увеличиха до 44 процента, когато всички сайтове бяха виртуализирани.
• 27%
  • Спестяване на TCO
• Виртуализиране само на нови и разширени RAN сайтове
• 44%
  • Спестяване на TCO
• Виртуализиране на всички RAN сайтове
• ACG Research. Въз основа на мрежа от 12,000 11,000 сайта с планове за добавяне на XNUMX XNUMX през следващите пет години.

Случаят за Open vRAN в клетъчния сайт

• Някои CoSP приемат Open vRAN в клетъчния сайт по стратегически причини, дори когато обединяването на основната лента не осигурява спестяване на разходи.
  Създаване на гъвкава облачна мрежа
• Един CoSP, с когото разговаряхме, подчерта значението на възможността за поставяне на мрежови функции навсякъде, където дават най-добра производителност за конкретен мрежов сегмент.
• Това става възможно, когато използвате хардуер с общо предназначение в цялата мрежа, включително за RAN. The
  функция за потребителска равнина, напрample, може да бъде преместен на RAN сайта в края на мрежата. Това значително намалява латентността.
• Приложенията за това включват облачни игри, добавена реалност/виртуална реалност или кеширане на съдържание.
• Хардуерът с общо предназначение може да се използва за други приложения, когато RAN има ниско търсене. Ще има натоварени часове и тихи часове, а RAN при всички случаи ще има
  свръхпровизирани, за да се погрижат за бъдещия растеж на трафика. Свободният капацитет на сървъра може да се използва за работно натоварване на интернет на нещата в клетъчен сайт или за RAN Intelligent Controller (RIC), който оптимизира управлението на радио ресурсите с помощта на изкуствен интелект и машинно обучение.
• По-подробното снабдяване може да помогне за намаляване на разходите
• Отворените интерфейси дават на операторите свободата да извличат компоненти отвсякъде. Това увеличава конкуренцията между традиционните доставчици на телекомуникационно оборудване, но това не е всичко. Освен това дава на операторите гъвкавостта да се снабдяват от производители на хардуер, които преди това не са продавали директно в мрежата. Оперативната съвместимост отваря пазара и за нови софтуерни компании за vRAN, които могат да донесат иновации и да увеличат ценовата конкуренция.
• Операторите може да успеят да постигнат по-ниски разходи, като набавят директно компоненти, по-специално радиото, вместо да ги купуват от производител на телекомуникационно оборудване
  (ТЕМ). Радиото представлява най-големият дял от бюджета на RAN, така че спестяванията тук могат да имат значително влияние върху общите разходи. Софтуерният лиценз на BBU е основният OPEX разход, така че повишената конкуренция в софтуерния слой RAN помага за намаляване на текущите разходи.
• На Световния мобилен конгрес 2018, Vodafone Главен технологичен лидер
• Офицер Йохан Виберг говори за шестте месеца на компанията
• Отворен RAN тест в Индия. „Успяхме да намалим разходите за работа с повече от 30 процента, използвайки много по-отворена архитектура, като успяхме да доставяме компоненти от различни части“, каза той9.
• 30% спестяване на разходи
• От снабдяване на компоненти отделно.
• Open RAN пробна версия на Vodafone, Индия

Изграждане на платформа за нови услуги

• Наличието на изчислителни възможности с общо предназначение на ръба на мрежата също позволява на CoSP да хостват натоварвания, насочени към клиента, там. Освен че могат да хостват работни натоварвания изключително близо до потребителя, CoSP са в състояние да гарантират производителност. Това може да им помогне да се конкурират с доставчиците на облачни услуги за крайни натоварвания.
  Edge услугите изискват разпределена облачна архитектура, подкрепена с оркестрация и управление. Това може да се активира чрез наличието на напълно виртуализирана RAN, работеща с облачни принципи. Наистина, виртуализирането на RAN е един от двигателите за реализиране на периферни изчисления.
• Софтуерът Intel® Smart Edge Open предоставя софтуерен инструментариум за Multi-Access Edge Computing (MEC). Помага за постигане на
  силно оптимизирана производителност, базирана на наличните хардуерни ресурси, където и да се изпълнява приложението.
  Граничните услуги на CoSP могат да бъдат привлекателни за приложения, изискващи ниска латентност, постоянна производителност и високи нива на надеждност.

Последователността помага за намаляване на разходите

• Виртуализацията може да доведе до спестяване на разходи дори в сайтове, където не може да се използва обединяване на бейсбенд. Има ползи за
• CoSP и RAN като цяло имат последователна архитектура.
• Наличието на един стек от софтуер и хардуер опростява поддръжката, обучението и поддръжката. Могат да се използват общи инструменти за управление на всички сайтове, без да е необходимо да се прави разлика между техните основни технологии.

Подготовка за бъдещето

• Преминаването от DRAN към по-централизирана RAN архитектура ще отнеме време. Актуализирането на RAN в клетъчния сайт до Open vRAN е добра стъпка. Той позволява последователна софтуерна архитектура да бъде въведена отрано, така че подходящите сайтове да могат да бъдат по-лесно централизирани в бъдеще. Хардуерът, разположен в клетъчните сайтове, може да бъде преместен в централизираното местоположение на RAN или използван за други крайни работни натоварвания, което прави днешната инвестиция полезна в дългосрочен план. Икономиката на мобилния пренос може да се промени значително в бъдеще за някои или всички RAN сайтове на CoSP. Сайтове, които днес не са жизнеспособни за централизирана RAN, може да са по-жизнеспособни, ако стане налична по-евтина връзка отпред. Изпълнението на виртуализиран RAN в клетъчния сайт позволява на CoSP да
  централизирайте по-късно, ако това стане по-рентабилен вариант.

Изчисляване на общата цена на притежание (TCO)

• Докато цената не е основната мотивация за осиновяване
• Отворените vRAN технологии в много случаи могат да спестят разходи. Толкова много зависи от конкретните внедрявания.
• Няма две еднакви операторски мрежи. Във всяка мрежа има огромно разнообразие от клетъчни сайтове. Мрежова топология, която работи за гъсто населени градски райони, може да не е подходяща за селските райони. Спектърът, който клетъчният сайт използва, ще окаже влияние върху необходимата честотна лента, което ще се отрази на разходите за предходни връзки. Наличните транспортни опции за преден транспорт оказват значително влияние върху разходния модел.
• Очакванията са, че в дългосрочен план използването на Open vRAN може да бъде по-рентабилно от използването на специален хардуер и ще бъде по-лесно за мащабиране.
• Accenture отчете спестяване на CAPEX от 49 процента, когато технологиите Open vRAN са използвани за внедряване на 5G10. Goldman Sachs отчете подобна стойност на CAPEX от 50 процента и също така публикува спестяване на разходи от 35 процента в OPEX11.
• В Intel работим с водещи CoSP, за да моделираме TCO на Open vRAN, включително CAPEX и OPEX. Въпреки че CAPEX е добре разбран, ние се стремим да видим по-подробни изследвания за това как оперативните разходи на vRAN се сравняват със специалните устройства. Работим с екосистемата Open vRAN, за да проучим това допълнително.

50% спестяване на CAPEX от Open vRAN 35% спестяване на OPEX от Open vRAN Goldman Sachs

Използване на Open RAN за всички безжични поколения

• Въвеждането на 5G е катализаторът за много промени в мрежата за радио достъп (RAN). 5G услугите ще изискват честотна лента и все още се появяват, което прави една по-мащабируема и гъвкава архитектура силно желана. Една отворена и виртуализирана мрежа за радио достъп (Open vRAN) може да направи 5G по-лесно за внедряване в мрежи на зелено, но малко оператори започват от нулата. Тези със съществуващи мрежи рискуват да се окажат с два паралелни технологични стека: един отворен за 5G и друг, базиран на затворени собствени технологии за по-ранни поколения мрежи.
• Parallel Wireless съобщава, че операторите, които модернизират своята наследена архитектура с Open vRAN, очакват да видят възвръщаемост на инвестицията след три години12. Операторите, които не модернизират своите наследени мрежи, може да видят разходи за оперативни разходи (OPEX) от 30 до 50 процента по-високи от тези на конкуренцията, изчислява Parallel Wireless13.
• 3 години Време, необходимо, за да се види възвръщаемостта на инвестицията от модернизиране на наследени мрежи към Open vRAN. Паралелна безжична връзка14

Заключение

• CoSP все повече приемат Open vRAN, за да подобрят гъвкавостта, скалируемостта и рентабилността на своите мрежи. Изследванията на ACG Research и Parallel Wireless показват, че колкото по-широко се внедрява Open vRAN, толкова по-голямо въздействие може да има върху намаляването на разходите. CoSP приемат Open vRAN и по стратегически причини. Той дава на мрежата гъвкавост, подобна на облак, и увеличава силата на преговорите на CoSP при снабдяване с RAN компоненти. В сайтове, където обединяването не понижава видимо разходите, все още има спестявания от използването на последователен технологичен стек в радио сайта и в централизираните места за обработка на RAN. Наличието на изчисления с общо предназначение на ръба на мрежата може да помогне на CoSP да се конкурират с доставчиците на облачни услуги за крайни натоварвания. Intel работи с водещи CoSP за моделиране на TCO на Open vRAN. Нашият TCO модел има за цел да помогне на CoSPs да оптимизират разходите и гъвкавостта на своите RAN имоти.

Научете повече

• Intel eGuide: Разполагане на отворен и интелигентен RAN
• Инфографика на Intel: Облачване на мрежата за радио достъп
• Кой е най-добрият начин да стигнете до Open RAN?
• Колко могат да спестят операторите с Cloud RAN?
• Икономически напредъкtages на виртуализиране на RAN в инфраструктурата на мобилните оператори
• Какво се случва с TCO при внедряване, когато мобилните оператори внедрят OpenRAN само за 5G?
• Intel® Smart Edge Open

1. Open RAN е настроен да завладее 10% от пазара до 2025 г., 2 септември 2020 г., SDX Central; въз основа на данни от прессъобщението на Dell'Oro Group: Open RAN to Approach Double-Digit RAN Share, 1 септември 2020 г.
2. Прогнози за технологии, медии и телекомуникации за 2021 г., 7 декември 2020 г., Deloitte
3. Виртуализирана RAN – том 1, април 2021 г., Samsung
4. Виртуализирана RAN – том 2, април 2021 г., Samsung
5. Кой е най-добрият начин да стигнете до Open RAN?, 2021, Mavenir
6. пак там
7. Колко могат да спестят операторите с Cloud RAN?, 2017, Mavenir
8. Икономически напредъкtages на Виртуализиране на RAN в инфраструктурата на мобилните оператори, 30 септември 2019 г., ACG Research и Red Hat 9 Facebook, TIP Advance Wireless Networking With Terragraph, 26 февруари 2018 г., SDX Central
9. Стратегия на Accenture, 2019 г., както се съобщава в Open RAN Integration: Run With It, април 2020 г., iGR
10. Goldman Sachs Global Investment Research, 2019 г., както се съобщава в Open RAN Integration: Run With It, април 2020 г., iGR
11. пак там
12. пак там

Забележки и отказ от отговорност

• Технологиите на Intel може да изискват активиран хардуер, софтуер или услуга.
• Никой продукт или компонент не може да бъде абсолютно сигурен.
• Вашите разходи и резултати могат да варират.
• Intel не контролира или одитира данни на трети страни. Трябва да се консултирате с други източници, за да оцените точността.
• © Intel Corporation. Intel, логото на Intel и други марки на Intel са търговски марки на Intel Corporation или нейните филиали. Други имена и марки могат да бъдат заявени като собственост на други. 0821/SMEY/CAT/PDF Моля, рециклирайте 348227-001EN

Документи / Ресурси

intel създава бизнес аргументи за отворен и виртуализиран RAN [pdfИнструкции Създаване на бизнес обосновка за отворена и виртуализирана RAN, Създаване на бизнес обосновка, бизнес обосновка, отворена и виртуализирана RAN, казус

Референции

• Ръководство за потребителя