Intel pravi poslovni slučaj za otvoreni i virtuelizovani RAN

Otvoreni i virtuelizirani RAN su postavljeni za brzi rast

Tehnologije otvorenih i virtueliziranih radio pristupnih mreža (Open vRAN) mogle bi porasti na skoro 10 posto ukupnog RAN tržišta do 2025. godine, prema procjenama Dell'Oro Group1. To predstavlja brz rast, s obzirom da Open vRAN danas čini samo jedan posto RAN tržišta.
Postoje dva aspekta za otvaranje vRAN-a:

• Virtuelizacija razdvaja softver od hardvera i omogućava RAN radnim opterećenjima da rade na serverima opšte namene. Hardver opšte namene je više
  fleksibilan i lakši za skaliranje od RAN baziranog na uređajima.
• Relativno je lako dodati novu RAN funkcionalnost i poboljšanja performansi koristeći nadogradnju softvera.
• Mogu se koristiti dokazani IT principi kao što su softverski definirano umrežavanje (SDN), izvorno u oblaku i DevOps. Postoji operativna efikasnost u načinu na koji se mreža konfiguriše, rekonfiguriše i optimizuje; kao i u otkrivanju, ispravljanju i prevenciji kvarova.
• Otvorena sučelja omogućavaju dobavljačima komunikacijskih usluga (CoSP) da nabavljaju sastojke svog RAN-a od različitih dobavljača i da ih lakše integriraju.
• Interoperabilnost pomaže da se poveća konkurencija u RAN-u i po cijeni i po karakteristikama.
• Virtuelizovani RAN se može koristiti bez otvorenih interfejsa, ali su prednosti najveće kada se kombinuju obe strategije.
• Interes za vRAN je u posljednje vrijeme sve veći, a mnogi operateri su uključeni u probne radnje i njihove prve implementacije.
• Deloitte procjenjuje da postoji 35 aktivnih Open vRAN implementacija širom svijeta2. Intelova FlexRAN softverska arhitektura za obradu osnovnog pojasa koristi se u najmanje 31 implementaciji širom svijeta (vidi sliku 1).
• U ovom radu istražujemo poslovni slučaj za Open vRAN. Razgovarat ćemo o isplativosti udruživanja osnovnog pojasa i strateškim razlozima zašto je Open vRAN još uvijek poželjan kada udruživanje nije moguće.

Predstavljamo novu RAN topologiju

• U tradicionalnom Distributed RAN (DRAN) modelu, RAN obrada se izvodi u blizini radio antene.
  Virtuelizirani RAN dijeli RAN u cijev funkcija, koje se mogu dijeliti preko distribuirane jedinice (DU) i centralizirane jedinice (CU). Postoji niz opcija za podjelu RAN-a, kao što je prikazano na slici 2. Opcija podjele 2 sadrži protokol konvergencije paketnih podataka (PDCP) i kontrolu radio resursa (RRC) u CU, dok se ostale funkcije osnovnog pojasa prenose vani u DU. PHY funkcija se može podijeliti između DU i Remote Radio Unit (RRU).

Advantages split RAN arhitektura su:

• Hostovanje funkcije Low-PHY na RRU-u smanjuje zahtjeve za prednjim propusnim opsegom. U 4G, Opcija 8 split se obično koristila. Sa 5G, povećanje propusnog opsega čini opciju 8 neodrživom za 5G samostalni (SA) način rada. (5G nesamostalna (NSA) implementacija i dalje može koristiti opciju 8 kao naslijeđe).
• Kvalitet iskustva se može poboljšati. Kada jezgro
  kontrolna ravan se distribuira na CU, CU postaje sidrena tačka mobilnosti. Kao rezultat toga, ima manje primopredaja nego kada je DU točka sidrenja3.
• Hostovanje PDCP-a na CU također pomaže u balansiranju opterećenja kada se podržava mogućnost dvostrukog povezivanja (DC)
  5G u arhitekturi NSA. Bez ove podjele, korisnička oprema bi se povezala na dvije bazne stanice (4G i 5G), ali bi se samo bazna stanica koristila za obradu tokova putem PDCP funkcije. Koristeći split opciju 2, PDCP funkcija se dešava centralno, tako da su DU efikasnije izbalansirane4.

Smanjenje troškova kroz udruživanje osnovnog pojasa

• Jedan od načina na koji Open vRAN može pomoći u smanjenju troškova je udruživanje obrade osnovnog pojasa. Jedna CU može opsluživati ​​više DU-ova, a DU-ovi mogu biti locirani sa CU-ovima radi troškovne efikasnosti. Čak i ako se DU nalazi na lokaciji ćelije, može postojati efikasnost jer DU može opsluživati ​​više RRU-ova, a cijena po bitu se smanjuje kako kapacitet ćelije raste5. Softver koji radi na komercijalnom standardnom hardveru može biti osjetljiviji i fleksibilniji od namjenskog hardvera koji zahtijeva ručni rad za skaliranje i konfiguraciju.
• Objedinjavanje osnovnog pojasa nije jedinstveno za Open vRAN: u tradicionalnom prilagođenom RAN-u, jedinice osnovnog pojasa (BBU) su ponekad grupisane na centraliziranijim lokacijama, nazvanim BBU hoteli. Povezani su sa RRU-ovima preko brzih vlakana. Smanjuje troškove opreme na gradilištu i smanjuje broj kamionskih rola za ugradnju i servisiranje opreme. Međutim, BBU hoteli nude ograničenu granularnost za skaliranje. Hardverski BBU-ovi nemaju sve prednosti optimizacije resursatage virtuelizacije, niti fleksibilnost za rukovanje višestrukim i različitim radnim opterećenjima.
• Naš vlastiti rad sa CoSP-ovima otkrio je da je najveći operativni trošak (OPEX) u RAN licenciranje softvera BBU. Efikasnija ponovna upotreba softvera kroz udruživanje pomaže u optimizaciji ukupnih troškova vlasništva (TCO) za RAN.
• Međutim, treba uzeti u obzir troškove transporta. Backhaul za tradicionalni DRAN je obično bila iznajmljena linija koju operateru mobilne mreže pružaju operateri fiksne mreže. Iznajmljene linije mogu biti skupe, a trošak ima odlučujući uticaj na poslovni plan gdje bi DU trebalo da se nalazi.
• Konsultantska firma Senza Fili i dobavljač vRAN-a Mavenir modelirali su troškove na osnovu ispitivanja sprovedenih sa korisnicima Mavenir, Intel i HFR Networks6. Upoređena su dva scenarija:
• DU se nalaze sa RRU-ovima na lokacijama ćelije. Srednji transport se koristi između DU i CU.
• DU se nalaze sa CU. Fronthaul transport se koristi između RRU-ova i DU/CU.
• CU je bio u podatkovnom centru gdje su se hardverski resursi mogli objediniti preko RRU-ova. Studija je modelirala troškove CU, DU i srednjeg i fronthaul transporta, pokrivajući oba
• OPEX i kapitalni izdaci (CAPEX) u periodu od šest godina.
• Centralizacija DU povećava troškove transporta, pa se postavljalo pitanje da li dobit udruživanja nadmašuje troškove transporta. Studija je otkrila:
• Operaterima sa jeftinim transportom do većine svojih mobilnih lokacija bolje je da centraliziraju DU sa CU. Oni mogu smanjiti svoj TCO do 42 posto.
• Operateri s visokim troškovima transporta mogu smanjiti svoj TCO do 15 posto tako što će ugostiti DU na lokaciji ćelije.
• Relativna ušteda također ovisi o kapacitetu ćelije i korištenom spektru. DU na lokaciji ćelije, nprample, može se nedovoljno koristiti i može se skalirati da podrži više ćelija ili veći propusni opseg uz istu cijenu.
• Možda je moguće centralizirati RAN obradu do 200 km od radio lokacije u modelu “Cloud RAN”. Zasebna studija Senza Fili i Mavenir7 pokazala je da Cloud RAN može smanjiti troškove za 37 posto tokom pet godina, u poređenju sa DRAN-om. BBU udruživanje i efikasnija upotreba hardvera pomažu u smanjenju troškova. Uštede na operativnim troškovima dolaze iz nižih troškova održavanja i operacija. Centraliziranim lokacijama će vjerovatno biti lakše pristupiti i upravljati njima nego lokacijama ćelija, a lokacije ćelija također mogu biti manje jer je tamo potrebno manje opreme.
• Virtuelizacija i centralizacija zajedno olakšavaju skaliranje kako se prometni zahtjevi mijenjaju. Lakše je dodati više servera opšte namene u skup resursa nego nadograditi vlasnički hardver na lokaciji ćelije. CoSP-ovi mogu bolje uskladiti svoje izdatke za hardver sa rastom prihoda, bez potrebe za postavljanjem hardvera sada koji će moći upravljati prometom za pet godina.
• Koliki dio mreže virtualizirati?
• ACG Research i Red Hat upoređivali su procijenjene ukupne troškove vlasništva (TCO) za distribuiranu radio pristupnu mrežu (DRAN) i virtuelizirani RAN (vRAN)8. Procijenili su da je kapitalna potrošnja (CAPEX) vRAN-a upola manja od DRAN-a. Ovo se uglavnom svodilo na troškovnu efikasnost zbog manje opreme na manjem broju lokacija koje koriste centralizaciju.
• Studija je takođe otkrila da su operativni rashodi (OPEX) znatno veći za DRAN nego vRAN. To je bilo rezultat smanjenog zakupa lokacije, održavanja, zakupa vlakana i troškova struje i hlađenja.
• Model je bio baziran na Tier 1 Communications Service Provider (CoSP) sa 12,000 baznih stanica sada i potrebom za dodavanjem 11,000 u narednih pet godina. Da li CoSP treba virtualizirati cijeli RAN ili samo nove i proširene lokacije?
• ACG Research je otkrio da je TCO ušteda iznosila 27 procenata kada su virtuelizovane samo nove lokacije i lokacije koje rastu. TCO uštede su porasle na 44 posto kada su sve lokacije bile virtuelizirane.
• 27%
  • Ušteda TCO
• Virtuelizacija samo novih i proširenih RAN lokacija
• 44%
  • Ušteda TCO
• Virtuelizacija svih RAN lokacija
• ACG Research. Zasnovano na mreži od 12,000 lokacija s planovima za dodavanje 11,000 u narednih pet godina.

Slučaj za Open vRAN na lokaciji ćelije

• Neki CoSP-ovi usvajaju Open vRAN na lokaciji ćelije iz strateških razloga, čak i kada objedinjavanje osnovnog pojasa ne donosi uštede.
  Kreiranje fleksibilne mreže zasnovane na oblaku
• Jedan CoSP s kojim smo razgovarali naglasio je važnost mogućnosti postavljanja mrežnih funkcija gdje god daju najbolje performanse za određeni mrežni isječak.
• Ovo postaje moguće kada koristite hardver opće namjene u cijeloj mreži, uključujući i RAN. The
  funkcija korisničke ravni, nprample, može se premjestiti na RAN lokaciju na rubu mreže. Ovo značajno smanjuje kašnjenje.
• Aplikacije za ovo uključuju igre u oblaku, proširenu stvarnost/virtuelnu stvarnost ili keširanje sadržaja.
• Hardver opće namjene može se koristiti za druge aplikacije kada RAN ima malu potražnju. Biće gužve i tišine, a RAN će u svakom slučaju biti
  prekomjerno obezbjeđen kako bi se osigurao budući rast prometa. Slobodni kapacitet na serveru mogao bi se koristiti za radno opterećenje interneta stvari na ćelijskoj web lokaciji ili za RAN inteligentni kontroler (RIC), koji optimizira upravljanje radio resursima koristeći umjetnu inteligenciju i strojno učenje.
• Detaljnije pronalaženje izvora može pomoći u smanjenju troškova
• Posjedovanje otvorenih sučelja daje operaterima slobodu preuzimanja komponenti s bilo kojeg mjesta. Povećava konkurenciju između tradicionalnih dobavljača telekom opreme, ali to nije sve. Također daje operaterima fleksibilnost da nabavljaju od proizvođača hardvera koji ranije nisu prodavali direktno u mrežu. Interoperabilnost otvara tržište i novim vRAN softverskim kompanijama, koje mogu donijeti inovacije i povećati cjenovnu konkurenciju.
• Operateri bi mogli postići niže troškove tako što će direktno nabaviti komponente, posebno radio, umjesto da ih kupuju preko proizvođača telekom opreme
  (TEM). Radio zauzima najveći dio budžeta RAN, tako da uštede ovdje mogu imati značajan utjecaj na ukupne troškove. BBU softverska licenca je primarni OPEX trošak, tako da povećana konkurencija u RAN softverskom sloju pomaže u smanjenju tekućih troškova.
• Na Mobile World Congress 2018, Vodafone Chief Technology
• Policajac Johan Wibergh govorio je o šestomjesečnom radu kompanije
• Otvoreni RAN test u Indiji. “Uspjeli smo smanjiti troškove rada za više od 30 posto, koristeći mnogo otvoreniju arhitekturu, tako što smo bili u mogućnosti da nabavljamo komponente iz različitih dijelova,” rekao je on9.
• Ušteda od 30%.
• Od nabavke komponenti odvojeno.
• Vodafoneovo otvoreno RAN ispitivanje, Indija

Izgradnja platforme za nove usluge

• Posedovanje računarskih mogućnosti opšte namene na ivici mreže takođe omogućava CoSP-ovima da tamo ugošćuju radna opterećenja koja se odnose na klijente. Osim što su u mogućnosti da ugošćuju radna opterećenja izuzetno blizu korisniku, CoSP-ovi su u stanju da garantuju performanse. To im može pomoći da se takmiče sa dobavljačima usluga u oblaku za rubna radna opterećenja.
  Edge usluge zahtijevaju distribuiranu arhitekturu oblaka, podržanu orkestracijom i upravljanjem. Ovo se može omogućiti korištenjem potpuno virtueliziranog RAN-a koji radi na principima oblaka. Zaista, virtuelizacija RAN-a je jedan od pokretača za realizaciju rubnog računarstva.
• Intel® Smart Edge Open softver pruža paket softverskih alata za multi-pristupno Edge Computing (MEC). Pomaže da se postigne
  visoko optimizirane performanse, zasnovane na hardverskim resursima dostupnim gdje god se aplikacija pokreće.
  CoSP-ove rubne usluge mogu biti atraktivne za aplikacije koje zahtijevaju nisko kašnjenje, dosljedne performanse i visok nivo pouzdanosti.

Dosljednost pomaže u smanjenju troškova

• Virtuelizacija može donijeti uštede, čak i na lokacijama na kojima se ne može koristiti objedinjavanje osnovnog pojasa. Postoje prednosti za
• CoSP i RAN imanje u cjelini imaju konzistentnu arhitekturu.
• Posjedovanje jednog softvera i hardvera pojednostavljuje održavanje, obuku i podršku. Uobičajeni alati se mogu koristiti za upravljanje svim lokacijama, bez potrebe za razlikovanjem njihovih temeljnih tehnologija.

Priprema za budućnost

• Prelazak sa DRAN-a na centralizovaniju RAN arhitekturu će potrajati. Ažuriranje RAN-a na lokaciji ćelije na Open vRAN je dobra odskočna daska. Omogućava rano uvođenje konzistentne softverske arhitekture, tako da se pogodne lokacije mogu lakše centralizirati u budućnosti. Hardver raspoređen na lokacijama ćelije može se premjestiti na centraliziranu RAN lokaciju ili koristiti za druga rubna radna opterećenja, čineći današnju investiciju korisnim na duge staze. Ekonomija mobilnog prijenosa može se značajno promijeniti u budućnosti za neke ili sve RAN lokacije CoSP-a. Web lokacije koje danas nisu održive za centralizirani RAN mogle bi biti održivije ako postane dostupna jeftinija fronthaul konekcija. Pokretanje virtueliziranog RAN-a na lokaciji ćelije omogućava CoSP-u da
  centralizirajte kasnije ako to postane isplativija opcija.

Izračunavanje ukupnog troška vlasništva (TCO)

• Iako trošak nije primarna motivacija za usvajanje
• Otvorene vRAN tehnologije u mnogim slučajevima mogu biti uštede. Mnogo toga ovisi o konkretnim primjenama.
• Ne postoje dvije iste mreže operatera. Unutar svake mreže postoji ogromna raznolikost među lokacijama ćelije. Mrežna topologija koja radi za gusto naseljena urbana područja možda nije prikladna za ruralna područja. Spektar koji ćelijska lokacija koristi imat će utjecaj na potrebnu širinu pojasa, što će utjecati na troškove fronthaul-a. Dostupne transportne opcije za fronthaul imaju značajan uticaj na model troškova.
• Očekuje se da bi dugoročno korištenje Open vRAN moglo biti isplativije od korištenja namjenskog hardvera i da će ga biti lakše skalirati.
• Accenture je prijavio uštedu CAPEX-a od 49 posto gdje su Open vRAN tehnologije korištene za implementaciju 5G10. Goldman Sachs je objavio sličnu cifru CAPEX-a od 50 posto, a također je objavio uštede od 35 posto u OPEX11.
• U Intelu radimo s vodećim CoSP-ovima na modeliranju ukupne ukupne vrijednosti za Open vRAN, uključujući i CAPEX i OPEX. Iako je CAPEX dobro shvaćen, želimo da vidimo detaljnije istraživanje o tome kako se operativni troškovi vRAN-a uporede sa namenskim uređajima. Radimo sa Open vRAN ekosistemom kako bismo ovo dalje istražili.

50% uštede CAPEX-a od Open vRAN-a 35% uštede OPEX-a od Open vRAN-a Goldman Sachs

Korištenje Open RAN za sve bežične generacije

• Uvođenje 5G je katalizator za mnoge promjene u radio pristupnoj mreži (RAN). 5G usluge će biti gladne propusnog opsega i još uvijek se pojavljuju, čineći skalabilniju i fleksibilniju arhitekturu vrlo poželjnom. Otvorena i virtuelizirana radio pristupna mreža (Open vRAN) može olakšati 5G implementaciju u grinfild mrežama, ali mali broj operatera počinje od nule. Oni sa postojećim mrežama rizikuju da završe sa dva paralelna tehnološka steka: jedan otvoren za 5G, a drugi zasnovan na zatvorenim, vlasničkim tehnologijama za ranije generacije mreža.
• Parallel Wireless izvještava da operateri koji moderniziraju svoju naslijeđenu arhitekturu pomoću Open vRAN očekuju povrat ulaganja za tri godine12. Operatori koji ne modernizuju svoje naslijeđene mreže mogu vidjeti operativne troškove (OPEX) od 30 do 50 posto veće od konkurencije, procjenjuje Parallel Wireless13.
• 3 godine Vrijeme potrebno da se vidi povrat ulaganja od modernizacije naslijeđenih mreža na Open vRAN. Paralelni bežični 14

Zaključak

• CoSP-ovi sve više usvajaju Open vRAN kako bi poboljšali fleksibilnost, skalabilnost i isplativost svojih mreža. Istraživanje ACG Research-a i Parallel Wireless-a pokazuje da što je Open vRAN šire raspoređen, to može imati veći uticaj na smanjenje troškova. CoSP-ovi također usvajaju Open vRAN iz strateških razloga. To daje mreži fleksibilnost poput oblaka i povećava pregovaračku moć CoSP-a pri nabavci RAN komponenti. Na lokacijama na kojima objedinjavanje ne smanjuje vidljivo troškove, još uvijek postoje uštede od korištenja konzistentnog tehnološkog steka na radio mjestu i na centraliziranim RAN lokacijama za obradu. Računanje opće namjene na rubu mreže može pomoći CoSP-ovima da se takmiče sa dobavljačima usluga u oblaku za rubna radna opterećenja. Intel radi s vodećim CoSP-ovima na modeliranju ukupne ukupne vrijednosti za Open vRAN. Naš TCO model ima za cilj da pomogne CoSP-ima da optimizuju troškove i fleksibilnost svog RAN imanja.

Saznajte više

• Intel eGuide: Primena otvorenog i inteligentnog RAN-a
• Intel Infografika: Oblačenje pristupne mreže radija
• Koji je najbolji način da dođete do otvorenog RAN-a?
• Koliko operateri mogu uštedjeti uz Cloud RAN?
• Ekonomski Advantage virtuelizacije RAN u infrastrukturi mobilnih operatera
• Šta se događa s implementacijom TCO-a kada mobilni operateri implementiraju OpenRAN samo za 5G?
• Intel® Smart Edge Open

1. Open RAN postavljen za zauzimanje 10% tržišta do 2025., 2. septembar 2020., SDX Central; na osnovu podataka iz saopštenja za javnost Dell'Oro grupe: Otvoreni RAN za pristup dvocifrenom RAN udjelu, 1. septembar 2020.
2. Predviđanja za tehnologiju, medije i telekomunikacije 2021., 7. decembar 2020., Deloitte
3. Virtuelizirani RAN – tom 1, april 2021, Samsung
4. Virtuelizirani RAN – tom 2, april 2021, Samsung
5. Koji je najbolji način da dođete do otvorenog RAN-a?, 2021, Mavenir
6. ibid
7. Koliko operateri mogu uštedjeti uz Cloud RAN?, 2017, Mavenir
8. Ekonomski Advantages virtuelizacije RAN u infrastrukturi mobilnih operatera, 30. septembar 2019., ACG Research i Red Hat 9 Facebook, TIP Advance Wireless Networking with Terragraph, 26. februar 2018., SDX Central
9. Accenture strategija, 2019., kako je objavljeno u Open RAN Integration: Run With It, april 2020., iGR
10. Goldman Sachs Global Investment Research, 2019., kako je objavljeno u Open RAN Integration: Run With It, april 2020., iGR
11. ibid
12. ibid

Obavještenja i odricanja od odgovornosti

• Intelove tehnologije mogu zahtevati aktiviranje hardvera, softvera ili usluga.
• Nijedan proizvod ili komponenta ne mogu biti apsolutno sigurni.
• Vaši troškovi i rezultati mogu varirati.
• Intel ne kontroliše niti revidira podatke trećih strana. Trebali biste konsultovati druge izvore da biste ocijenili tačnost.
• © Intel Corporation. Intel, Intel logo i druge Intel oznake su zaštitni znaci Intel Corporation ili njenih podružnica. Druga imena i robne marke mogu se smatrati vlasništvom drugih. 0821/SMEY/CAT/PDF Molimo reciklirajte 348227-001EN

Dokumenti / Resursi

Intel pravi poslovni slučaj za otvoreni i virtuelizovani RAN [pdfUpute Izrada poslovnog slučaja za otvoreni i virtuelizovani RAN, Izrada poslovnog slučaja, Poslovni slučaj, Otvoreni i virtuelizovani RAN, slučaj

Reference

• Uputstvo za upotrebu