intel Creant el cas empresarial per a una RAN oberta i virtualitzada

La RAN oberta i virtualitzada està preparada per a un creixement ràpid

Segons les estimacions de Dell'Oro Group10, les tecnologies de xarxa d'accés de ràdio oberta i virtualitzada (Open vRAN) podrien créixer fins a gairebé el 2025 per cent del mercat total de RAN l'any 1. Això representa un creixement ràpid, atès que l'Open vRAN només representa un per cent del mercat de RAN avui en dia.
Hi ha dues facetes per obrir vRAN:

• La virtualització desagrega el programari del maquinari i permet que les càrregues de treball RAN s'executin en servidors de propòsit general. El maquinari d'ús general és més
  flexible i més fàcil d'escalar que la RAN basada en dispositius.
• És relativament fàcil afegir noves funcionalitats RAN i millores de rendiment mitjançant una actualització de programari.
• Es poden utilitzar principis de TI provats, com ara xarxes definides per programari (SDN), natives del núvol i DevOps. Hi ha eficiències operatives en com es configura, reconfigura i optimitza la xarxa; així com en la detecció, correcció i prevenció d'avaries.
• Les interfícies obertes permeten als proveïdors de serveis de comunicacions (CoSP) obtenir els ingredients del seu RAN de diferents proveïdors i integrar-los més fàcilment.
• La interoperabilitat ajuda a augmentar la competència a la RAN tant pel que fa al preu com a les característiques.
• La RAN virtualitzada es pot utilitzar sense interfícies obertes, però els beneficis són més grans quan es combinen ambdues estratègies.
• L'interès per vRAN ha augmentat recentment, amb molts operadors que participen en proves i els seus primers desplegaments.
• Deloitte calcula que hi ha 35 desplegaments de vRAN oberts actius a tot el món2. L'arquitectura de programari FlexRAN d'Intel per al processament de banda base s'utilitza en almenys 31 desplegaments a tot el món (vegeu la figura 1).
• En aquest article, explorem el cas de negoci per a Open vRAN. Parlarem dels beneficis de costos de l'agrupació de banda base i les raons estratègiques per les quals l'Open vRAN encara és desitjable quan l'agrupació no és possible.

Presentació d'una nova topologia RAN

• En el model tradicional Distributed RAN (DRAN), el processament RAN es realitza prop de l'antena de ràdio.
  La RAN virtualitzada divideix la RAN en un pipeline de funcions, que es poden compartir entre una unitat distribuïda (DU) i una unitat centralitzada (CU). Hi ha diverses opcions per dividir la RAN, tal com es mostra a la figura 2. L'opció dividida 2 allotja el protocol de convergència de dades de paquets (PDCP) i el control de recursos de ràdio (RRC) a la CU, mentre que la resta de funcions de banda base es duen a terme. fora a la DU. La funció PHY es pot dividir entre el DU i la unitat de ràdio remota (RRU).

L'avançtagLes arquitectures RAN dividides són:

• L'allotjament de la funció Low-PHY a la RRU redueix el requisit d'amplada de banda de fronthaul. A 4G, s'utilitzaven habitualment les divisions de l'opció 8. Amb 5G, l'augment de l'ample de banda fa que l'opció 8 no sigui viable per al mode 5G autònom (SA). (Els desplegaments 5G no autònoms (NSA) encara poden utilitzar l'opció 8 com a llegat).
• La qualitat de l'experiència es pot millorar. Quan el nucli
  el pla de control es distribueix a la CU, la CU es converteix en el punt d'ancoratge de la mobilitat. Com a resultat, hi ha menys trasllats que quan el DU és el punt d'ancoratge3.
• L'allotjament del PDCP a la CU també ajuda a equilibrar la càrrega quan admet la capacitat de connectivitat dual (DC)
  de 5G en una arquitectura NSA. Sense aquesta divisió, l'equip de l'usuari es connectaria a dues estacions base (4G i 5G), però només s'utilitzaria l'estació base d'ancoratge per processar els fluxos mitjançant la funció PDCP. Mitjançant l'opció dividida 2, la funció PDCP es fa de manera centralitzada, de manera que els DU s'equilibren de manera més efectiva4.

Reducció de costos mitjançant l'agrupació de banda base

• Una manera en què Open vRAN pot ajudar a reduir costos és agrupar el processament de banda base. Una CU pot servir diverses DU i les DU es poden localitzar amb les CU per obtenir eficiència de costos. Fins i tot si el DU està allotjat al lloc de la cel·la, hi pot haver eficiències perquè el DU pot servir diverses RRU i el cost per bit es redueix a mesura que la capacitat de la cel·la creix5. El programari que s'executa amb maquinari comercial disponible pot ser més sensible i escalar de manera més flexible que el maquinari dedicat que requereix mà d'obra manual per escalar i configurar.
• L'agrupació de banda base no és exclusiva d'Open vRAN: a la RAN personalitzada tradicional, les unitats de banda base (BBU) de vegades s'han agrupat en ubicacions més centralitzades, anomenades hotels BBU. Estan connectats a les RRU mitjançant fibra d'alta velocitat. Redueix el cost de l'equip al lloc i redueix el nombre de rotlles de camions per a la instal·lació i el manteniment dels equips. Tanmateix, els hotels BBU ofereixen una granularitat limitada per a l'escala. Les BBU de maquinari no tenen totes les avançades d'optimització de recursostagde virtualització, ni la flexibilitat per gestionar càrregues de treball múltiples i variables.
• El nostre propi treball amb CoSP va trobar que el cost de despesa operativa superior (OPEX) a la RAN és la llicència de programari BBU. La reutilització de programari més eficient mitjançant l'agrupació ajuda a optimitzar el cost total de propietat (TCO) de la RAN.
• Tanmateix, cal tenir en compte el cost del transport. El backhaul per al DRAN tradicional ha estat normalment una línia llogada proporcionada a l'operador de xarxa mòbil pels operadors de xarxa fixa. Les línies llogades poden ser cares i el cost té un efecte decisiu en el pla de negoci per on s'ha d'ubicar la DU.
• La consultora Senza Fili i el proveïdor de vRAN Mavenir van modelar els costos basant-se en proves realitzades amb clients de Mavenir, Intel i HFR Networks6. Es van comparar dos escenaris:
• Els DU es troben amb els RRU als llocs cel·lulars. El transport mitjà s'utilitza entre la DU i la CU.
• Els DU es troben amb els CU. El transport fronthaul s'utilitza entre les RRU i DU/CU.
• La CU es trobava en un centre de dades on els recursos de maquinari es podien agrupar entre les RRU. L'estudi va modelar els costos del transport CU, DU i mig i fronthaul, cobrint tots dos
• OPEX i despeses de capital (CAPEX) durant un període de sis anys.
• La centralització de la DU augmenta els costos de transport, de manera que la pregunta era si els guanys de la agrupació superen els costos de transport. L'estudi va trobar:
• Els operadors amb transport de baix cost a la majoria dels seus llocs cel·lulars són millor que centralitzin el DU amb el CU. Poden reduir el seu TCO fins a un 42 per cent.
• Els operadors amb costos de transport elevats poden reduir el seu TCO fins a un 15 per cent allotjant el DU al lloc de la cèl·lula.
• L'estalvi relatiu de costos també depèn de la capacitat de la cèl·lula i de l'espectre utilitzat. Un DU en un lloc cel·lular, per exempleample, pot estar infrautilitzat i podria escalar per suportar més cel·les o una amplada de banda més gran al mateix cost.
• Pot ser possible centralitzar el processament RAN fins a 200 km des del lloc de ràdio en el model "Cloud RAN". Un estudi separat de Senza Fili i Mavenir7 va trobar que Cloud RAN podria reduir els costos un 37 per cent durant cinc anys, en comparació amb el DRAN. L'agrupació de BBU i l'ús més eficient del maquinari ajuden a reduir els costos. Els estalvis d'OPEX provenen de menors costos de manteniment i operacions. És probable que les ubicacions centralitzades siguin més fàcils d'accedir i gestionar que els llocs cel·lulars, i els llocs cel·lulars també poden ser més petits perquè hi ha menys equipament necessari.
• La virtualització i la centralització juntes fan que sigui més fàcil escalar a mesura que canvien les demandes de trànsit. És més fàcil afegir més servidors de propòsit general al conjunt de recursos que no pas actualitzar el maquinari propietari al lloc de la cèl·lula. Els CoSP poden adaptar millor la seva despesa en maquinari al creixement dels seus ingressos, sense necessitat de desplegar maquinari ara que serà capaç de gestionar el trànsit d'aquí a cinc anys.
• Quina part de la xarxa cal virtualitzar?
• ACG Research i Red Hat van comparar el cost total de propietat (TCO) estimat d'una xarxa d'accés de ràdio distribuït (DRAN) i una RAN virtualitzada (vRAN)8. Van estimar que la despesa de capital (CAPEX) de vRAN era la meitat de la de DRAN. Això es va deure principalment a l'eficiència de costos de tenir menys equipament en menys llocs amb la centralització.
• L'estudi també va trobar que la despesa operativa (OPEX) era significativament més alta per a DRAN que per a vRAN. Això va ser el resultat de la reducció dels costos de lloguer, manteniment, lloguer de fibra i costos d'energia i refrigeració.
• El model es basava en un proveïdor de serveis de comunicacions de nivell 1 (CoSP) amb 12,000 estacions base ara i la necessitat d'afegir-ne 11,000 durant els propers cinc anys. El CoSP hauria de virtualitzar tota la RAN, o només els llocs nous i ampliats?
• ACG Research va trobar que l'estalvi de TCO era del 27 per cent quan només es van virtualitzar els llocs nous i en creixement. L'estalvi de TCO va augmentar fins al 44% quan es van virtualitzar tots els llocs.
• 27%
  • Estalvi de TCO
• Virtualització només de llocs RAN nous i ampliats
• 44%
  • Estalvi de TCO
• Virtualització de tots els llocs RAN
• Investigació ACG. Basat en una xarxa de 12,000 llocs amb plans per afegir-ne 11,000 durant els propers cinc anys.

El cas de Open vRAN al lloc de la cel·la

• Alguns CoSP adopten Open vRAN al lloc de la cèl·lula per raons estratègiques, fins i tot quan l'agrupació de banda base no ofereix estalvis de costos.
  Creació d'una xarxa flexible basada en núvol
• Un CoSP amb el qual vam parlar va subratllar la importància de poder col·locar les funcions de xarxa allà on donen el millor rendiment per a una part de xarxa determinada.
• Això es fa possible quan utilitzeu maquinari de propòsit general a tota la xarxa, inclòs per a la RAN. El
  funció del pla d'usuari, per exempleample, es podria moure al lloc RAN a la vora de la xarxa. Això redueix significativament la latència.
• Les aplicacions per a això inclouen jocs al núvol, realitat augmentada/realitat virtual o memòria cau de contingut.
• El maquinari de propòsit general es pot utilitzar per a altres aplicacions quan la RAN té poca demanda. Hi haurà hores ocupades i hores tranquil·les, i el RAN en tot cas ho serà
  sobreprovisionament per atendre el creixement futur del trànsit. La capacitat excedentària del servidor es podria utilitzar per a la càrrega de treball d'Internet de les coses del lloc cel·lular o per a un controlador intel·ligent RAN (RIC), que optimitza la gestió de recursos de ràdio mitjançant intel·ligència artificial i aprenentatge automàtic.
• Un aprovisionament més granular pot ajudar a reduir els costos
• Tenir interfícies obertes ofereix als operadors la llibertat d'obtenir components des de qualsevol lloc. Augmenta la competència entre els venedors d'equips de telecomunicacions tradicionals, però això no és tot. També ofereix als operadors la flexibilitat d'aprovisionar-se de fabricants de maquinari que no hagin venut prèviament directament a la xarxa. La interoperabilitat també obre el mercat a noves empreses de programari vRAN, que poden aportar innovacions i augmentar la competència de preus.
• Els operadors poden aconseguir costos més baixos mitjançant l'obtenció de components, en particular la ràdio, directament, en lloc de comprar-los a través d'un fabricant d'equips de telecomunicacions.
  (TEM). La ràdio representa la part més gran del pressupost de la RAN, de manera que els estalvis de costos aquí poden tenir un impacte significatiu en els costos globals. La llicència de programari BBU és el cost OPEX principal, de manera que l'augment de la competència a la capa de programari RAN ajuda a reduir els costos en curs.
• Al Mobile World Congress 2018, Vodafone Chief Technology
• L'oficial Johan Wibergh va parlar sobre els sis mesos de la companyia
• Prova RAN oberta a l'Índia. "Hem estat capaços de reduir el cost d'operació en més d'un 30 per cent, utilitzant una arquitectura molt més oberta, en poder obtenir components de diferents peces", va dir9.
• 30% d'estalvi de costos
• Des de l'obtenció de components per separat.
• Prova Open RAN de Vodafone, Índia

Construir una plataforma per a nous serveis

• Tenir capacitats de càlcul de propòsit general a la vora de la xarxa també permet als CoSP allotjar-hi càrregues de treball orientades al client. A més de poder allotjar càrregues de treball molt a prop de l'usuari, els CoSP poden garantir el rendiment. Això els pot ajudar a competir amb els proveïdors de serveis al núvol per a les càrregues de treball de punta.
  Els serveis Edge requereixen una arquitectura de núvol distribuïda, recolzada amb l'orquestració i la gestió. Això es pot activar tenint una RAN totalment virtualitzada que funcioni amb els principis del núvol. De fet, la virtualització de la RAN és un dels motors per a la realització de la informàtica de punta.
• El programari Intel® Smart Edge Open proporciona un conjunt d'eines de programari per a Multi-Access Edge Computing (MEC). Ajuda a aconseguir-ho
  rendiment altament optimitzat, basat en els recursos de maquinari disponibles allà on s'executa l'aplicació.
  Els serveis de punta dels CoSP podrien ser atractius per a aplicacions que requereixin una latència baixa, un rendiment coherent i uns nivells elevats de fiabilitat.

La coherència ajuda a reduir els costos

• La virtualització pot suposar un estalvi de costos, fins i tot en llocs on no es pot utilitzar l'agrupació de banda base. Hi ha beneficis per al
• CoSP i la finca RAN en conjunt per tenir una arquitectura coherent.
• Tenir una única pila de programari i maquinari simplifica el manteniment, la formació i el suport. Es poden utilitzar eines comunes per gestionar tots els llocs, sense necessitat de diferenciar entre les seves tecnologies subjacents.

Preparant-se per al futur

• Passar de DRAN a una arquitectura RAN més centralitzada necessitarà temps. Actualitzar la RAN al lloc de la cèl·lula a Open vRAN és un bon pas. Permet introduir aviat una arquitectura de programari consistent, de manera que els llocs adequats es puguin centralitzar més fàcilment en el futur. El maquinari desplegat als llocs de la cèl·lula es pot traslladar a la ubicació centralitzada de la RAN o utilitzar-se per a altres càrregues de treball de punta, fent que la inversió actual sigui útil a llarg termini. L'economia del backhaul mòbil també pot canviar significativament en el futur per a alguns o tots els llocs RAN del CoSP. Els llocs que avui no són viables per a la RAN centralitzada podrien ser més viables si hi ha disponible una connectivitat de fronthaul més barata. L'execució de la RAN virtualitzada al lloc de la cèl·lula permet que el CoSP ho faci
  centralitzar-se més tard si es converteix en una opció més rendible.

Càlcul del cost total de propietat (TCO)

• Tot i que el cost no és la principal motivació per adoptar
• En molts casos, les tecnologies vRAN obertes poden estalviar costos. Molt depèn dels desplegaments específics.
• No hi ha dues xarxes d'operadors iguals. Dins de cada xarxa, hi ha una gran diversitat entre els llocs cel·lulars. Una topologia de xarxa que funcioni per a zones urbanes densament poblades pot no ser adequada per a zones rurals. L'espectre que utilitza un lloc cel·lular tindrà un impacte en l'ample de banda requerit, que afectarà els costos de fronthaul. Les opcions de transport disponibles per a fronthaul tenen un impacte significatiu en el model de costos.
• L'expectativa és que, a llarg termini, utilitzar Open vRAN pot ser més rendible que utilitzar maquinari dedicat i serà més fàcil d'escalar.
• Accenture ha informat que ha vist un estalvi de CAPEX del 49 per cent quan s'han utilitzat tecnologies Open vRAN per a desplegaments 5G10. Goldman Sachs va informar una xifra de CAPEX similar del 50 per cent i també va publicar un estalvi de costos del 35 per cent a l'OPEX11.
• A Intel, estem treballant amb CoSP líders per modelar el TCO d'Open vRAN, incloent-hi CAPEX i OPEX. Tot i que el CAPEX s'entén bé, ens interessa veure una investigació més detallada sobre com es comparen els costos operatius de vRAN amb els aparells dedicats. Estem treballant amb l'ecosistema Open vRAN per explorar-ho més endavant.

50% d'estalvi de CAPEX amb Open vRAN 35% d'estalvi d'OPEX amb Open vRAN Goldman Sachs

Utilitzant Open RAN per a totes les generacions sense fil

• La introducció del 5G és el catalitzador de molts canvis a la xarxa d'accés de ràdio (RAN). Els serveis 5G tindran fam d'ample de banda i encara estan sorgint, fent que una arquitectura més escalable i flexible sigui molt desitjable. Una xarxa d'accés de ràdio oberta i virtualitzada (Open vRAN) pot facilitar la implementació del 5G a les xarxes greenfield, però pocs operadors comencen de zero. Els que tenen xarxes existents corren el risc d'acabar amb dues piles tecnològiques paral·leles: una oberta per a 5G i una altra basada en tecnologies tancades i patentades per a generacions de xarxes anteriors.
• Parallel Wireless informa que els operadors que modernitzen la seva arquitectura heretada amb Open vRAN esperen obtenir un retorn de la inversió en tres anys12. Els operadors que no modernitzen les seves xarxes heretades poden veure costos de despesa operativa (OPEX) entre un 30 i un 50 per cent més alts que la competència, estima Parallel Wireless13.
• 3 anys Temps necessari per veure el retorn de la inversió de la modernització de xarxes heretades a Open vRAN. Sense fil paral·lel 14

Conclusió

• Els CoSP estan adoptant cada cop més Open vRAN per millorar la flexibilitat, l'escalabilitat i la rendibilitat de les seves xarxes. La investigació d'ACG Research i Parallel Wireless mostra que com més àmpliament es desplega Open vRAN, més gran serà l'impacte que pot tenir en la reducció de costos. Els CoSP també estan adoptant Open vRAN per raons estratègiques. Ofereix a la xarxa una flexibilitat semblant al núvol i augmenta el poder de negociació del CoSP a l'hora d'aprovisionar-se de components RAN. En llocs on l'agrupació no redueix els costos de manera demostrable, encara hi ha estalvis amb l'ús d'una pila de tecnologia coherent al lloc de ràdio i a les ubicacions de processament RAN centralitzades. Tenir un càlcul de propòsit general a la vora de la xarxa pot ajudar els CoSP a competir amb els proveïdors de serveis al núvol per les càrregues de treball de punta. Intel treballa amb els principals CoSP per modelar el TCO d'Open vRAN. El nostre model de TCO pretén ajudar els CoSP a optimitzar el cost i la flexibilitat del seu patrimoni RAN.

Més informació

• Intel eGuide: desplegament de RAN obert i intel·ligent
• Infografia Intel: núvol de la xarxa d'accés de ràdio
• Quina és la millor manera d'arribar a Open RAN?
• Quant poden estalviar els operadors amb un Cloud RAN?
• Avantatge econòmictages de virtualitzar la RAN en la infraestructura d'operadors mòbils
• Què passa amb el desplegament de TCO quan els operadors mòbils implementen OpenRAN només per a 5G?
• Intel® Smart Edge obert

1. Open RAN establert per capturar el 10% del mercat el 2025, 2 de setembre de 2020, SDX Central; basat en dades del comunicat de premsa del grup Dell'Oro: Open RAN to Approach Double-Digit RAN Share, 1 de setembre de 2020.
2. Prediccions de tecnologia, mitjans i telecomunicacions 2021, 7 de desembre de 2020, Deloitte
3. RAN virtualitzat - Vol 1, abril de 2021, Samsung
4. RAN virtualitzat - Vol 2, abril de 2021, Samsung
5. Quina és la millor manera d'arribar a Open RAN?, 2021, Mavenir
6. ibid
7. Quant poden estalviar els operadors amb un Cloud RAN?, 2017, Mavenir
8. Avantatge econòmictages de Virtualizing the RAN in Mobile Operators' Infrastructure, 30 de setembre de 2019, ACG Research i Red Hat 9 Facebook, TIP Advance Wireless Networking With Terragraph, 26 de febrer de 2018, SDX Central
9. Accenture Strategy, 2019, tal com es va informar a Open RAN Integration: Run With It, abril de 2020, iGR
10. Goldman Sachs Global Investment Research, 2019, tal com es va informar a Open RAN Integration: Run With It, abril de 2020, iGR
11. ibid
12. ibid

Avisos i exempcions de responsabilitat

• Les tecnologies Intel poden requerir l'activació de maquinari, programari o servei activat.
• Cap producte o component pot ser absolutament segur.
• Els vostres costos i resultats poden variar.
• Intel no controla ni audita dades de tercers. Hauríeu de consultar altres fonts per avaluar la precisió.
• © Intel Corporation. Intel, el logotip d'Intel i altres marques d'Intel són marques comercials d'Intel Corporation o de les seves filials. Altres noms i marques es poden reclamar com a propietat d'altres. 0821/SMEY/CAT/PDF Reciclar 348227-001EN

Documents/Recursos

intel Creant el cas empresarial per a una RAN oberta i virtualitzada [pdfInstruccions Fer el cas de negoci per a una RAN oberta i virtualitzada, fer el cas de negoci, cas de negoci, RAN obert i virtualitzat, cas

Referències

• Manual d'usuari