intel Facendo o caso de negocio para a RAN aberta e virtualizada

A RAN aberta e virtualizada está configurada para un crecemento rápido

Segundo as estimacións de Dell'Oro Group10, as tecnoloxías de rede de acceso de radio aberta e virtualizada (Open vRAN) poderían crecer ata case o 2025 por cento do mercado total de RAN para 1. Iso representa un crecemento rápido, dado que o Open vRAN só representa un por cento do mercado RAN hoxe.
Hai dúas facetas para abrir vRAN:

• A virtualización desagrega o software do hardware e permite que as cargas de traballo RAN se executen en servidores de propósito xeral. O hardware de uso xeral é máis
  flexible e máis fácil de escalar que o RAN baseado en dispositivos.
• É relativamente sinxelo engadir novas funcionalidades RAN e melloras de rendemento mediante unha actualización de software.
• Pódense utilizar principios de TI comprobados, como redes definidas por software (SDN), nativas na nube e DevOps. Hai eficiencias operativas na forma en que se configura, reconfigura e optimiza a rede; así como na detección, corrección e prevención de fallos.
• As interfaces abertas permiten aos provedores de servizos de comunicacións (CoSP) obter os ingredientes da súa RAN de diferentes provedores e integralos máis facilmente.
• A interoperabilidade axuda a aumentar a competencia na RAN tanto en prezos como en funcións.
• A RAN virtualizada pódese usar sen interfaces abertas, pero os beneficios son maiores cando se combinan ambas as estratexias.
• O interese pola vRAN foi aumentando recentemente, con moitos operadores participando en probas e as súas primeiras implantacións.
• Deloitte estima que hai 35 implementacións de Open vRAN activas en todo o mundo2. A arquitectura de software FlexRAN de Intel para o procesamento de banda base está a ser utilizada en polo menos 31 implantacións en todo o mundo (ver Figura 1).
• Neste artigo, exploramos o caso de negocio para Open vRAN. Discutiremos os custos beneficios da agrupación de banda base e as razóns estratéxicas polas que Open vRAN aínda é desexable cando a agrupación non é posible.

Presentación dunha nova topoloxía RAN

• No modelo tradicional Distributed RAN (DRAN), o procesamento RAN realízase preto da antena de radio.
  A RAN virtualizada divide a RAN nunha serie de funcións, que se poden compartir entre unha unidade distribuída (DU) e unha unidade centralizada (CU). Existen varias opcións para dividir a RAN, como se mostra na Figura 2. A opción dividida 2 alberga o protocolo de converxencia de datos de paquetes (PDCP) e o control de recursos de radio (RRC) na CU, mentres que o resto das funcións de banda base se realizan. fóra no DU. A función PHY pódese dividir entre o DU e a Unidade de radio remota (RRU).

O adiantotagAs arquitecturas RAN divididas son:

• Aloxar a función Low-PHY na RRU reduce o requisito de ancho de banda fronthaul. En 4G, as divisións da Opción 8 usáronse habitualmente. Con 5G, o aumento do ancho de banda fai que a Opción 8 non sexa viable para o modo 5G autónomo (SA). (Os despregamentos 5G non autónomos (NSA) aínda poden usar a Opción 8 como herdada).
• A calidade da experiencia pódese mellorar. Cando o núcleo
  o plano de control distribúese ao CU, o CU convértese no punto de ancoraxe da mobilidade. Como resultado, hai menos traspasos dos que hai cando o DU é o punto de ancoraxe3.
• Aloxar o PDCP na CU tamén axuda a equilibrar a carga cando admite a capacidade de conectividade dual (DC)
  de 5G nunha arquitectura NSA. Sen esta división, o equipo do usuario conectaríase a dúas estacións base (4G e 5G), pero só se utilizaría a estación base para procesar os fluxos a través da función PDCP. Usando a opción dividida 2, a función PDCP realízase de forma centralizada, polo que os DU están equilibrados de forma máis efectiva4.

Redución de custos mediante a posta en común de banda base

• Unha forma en que Open vRAN pode axudar a reducir os custos é agrupando o procesamento de banda base. Unha UC pode atender a varias DUs e as DU pódense localizar coas CUs para aforrar custos. Aínda que o DU estea aloxado no sitio da célula, pode haber eficiencias porque o DU pode servir varias RRU e o custo por bit redúcese a medida que crece a capacidade da célula5. O software que se executa en hardware comercial pode ser máis sensible e escalar de forma máis flexible que o hardware dedicado que require traballo manual para escalar e configurar.
• A agrupación de banda base non é exclusiva de Open vRAN: na RAN personalizada tradicional, ás veces as unidades de banda base (BBU) agrupáronse en lugares máis centralizados, chamados hoteis BBU. Están conectados ás RRU a través de fibra de alta velocidade. Reduce o custo dos equipos no lugar e reduce o número de rolos de camións para a instalación e o mantemento dos equipos. Non obstante, os hoteis BBU ofrecen granularidade limitada para a escala. As BBU de hardware non teñen todas as vantaxes de optimización de recursostagvirtualización, nin a flexibilidade para manexar cargas de traballo múltiples e variadas.
• O noso propio traballo con CoSP descubriu que o custo de gasto operativo superior (OPEX) na RAN é a licenza de software BBU. A reutilización de software máis eficiente mediante a posta en común axuda a optimizar o custo total de propiedade (TCO) para o RAN.
• Non obstante, hai que ter en conta o custo do transporte. O backhaul para o DRAN tradicional foi normalmente unha liña arrendada proporcionada ao operador de rede móbil polos operadores de rede fixa. As liñas alugadas poden ser caras, e o custo ten un efecto decisivo no plan de negocio para onde se debe localizar o DU.
• A consultora Senza Fili e o vendedor de vRAN Mavenir modelaron os custos baseándose en probas realizadas con clientes de Mavenir, Intel e HFR Networks6. Comparáronse dous escenarios:
• Os DU están situados cos RRU nos sitios celulares. O transporte Midhaul utilízase entre a DU e a CU.
• As DU están situadas coas CU. O transporte frontal utilízase entre as RRU e DU/CU.
• A CU estaba nun centro de datos onde os recursos de hardware podían agruparse entre as RRU. O estudo modelou os custos do CU, DU e do transporte intermedio e fronthaul, cubrindo ambos
• OPEX e gastos de capital (CAPEX) durante un período de seis anos.
• A centralización da DU aumenta os custos de transporte, polo que a pregunta era se as ganancias da posta en común superan os custos de transporte. O estudo atopou:
• Os operadores con transporte de baixo custo á maioría dos seus sitios celulares é mellor centralizar o DU co CU. Poden reducir o seu TCO ata un 42 por cento.
• Os operadores con altos custos de transporte poden reducir o seu TCO ata un 15 por cento ao acoller o DU no sitio da célula.
• O aforro relativo de custos tamén depende da capacidade das células e do espectro utilizado. Un DU nun sitio celular, por exemploample, pode estar infrautilizado e pode escalar para soportar máis celas ou maior ancho de banda ao mesmo custo.
• Pode ser posible centralizar o procesamento RAN ata 200 km do sitio de radio no modelo "Cloud RAN". Un estudo separado de Senza Fili e Mavenir7 descubriu que Cloud RAN podería reducir os custos nun 37 por cento durante cinco anos, en comparación co DRAN. A agrupación de BBU e o uso máis eficiente do hardware axudan a reducir os custos. O aforro de OPEX procede de menores custos de mantemento e operacións. É probable que as localizacións centralizadas sexan máis fáciles de acceder e xestionar que os sitios de células, e os sitios de células tamén poden ser máis pequenos porque hai menos equipos necesarios alí.
• A virtualización e a centralización xuntas fan que sexa máis fácil escalar a medida que cambian as demandas de tráfico. É máis doado engadir máis servidores de propósito xeral ao conxunto de recursos que actualizar o hardware propietario no sitio da célula. Os CoSP poden adaptar mellor o seu gasto en hardware ao crecemento dos seus ingresos, sen necesidade de implantar hardware agora que poderá xestionar o tráfico dentro de cinco anos.
• Canto da rede quere virtualizar?
• ACG Research e Red Hat compararon o custo total de propiedade (TCO) estimado dunha rede de acceso por radio distribuída (DRAN) e unha RAN virtualizada (vRAN)8. Estimaron que o gasto de capital (CAPEX) de vRAN era a metade do de DRAN. Isto debeuse principalmente á eficiencia dos custos ao ter menos equipos en menos sitios usando a centralización.
• O estudo tamén descubriu que o gasto operativo (OPEX) foi significativamente maior para DRAN que para vRAN. Isto foi o resultado da redución dos custos de aluguer, mantemento, aluguer de fibra e enerxía e refrixeración.
• O modelo baseouse nun provedor de servizos de comunicacións de nivel 1 (CoSP) con 12,000 estacións base agora, e a necesidade de engadir 11,000 nos próximos cinco anos. O CoSP debería virtualizar todo o RAN ou só os sitios novos e ampliados?
• ACG Research descubriu que o aforro de TCO era do 27 por cento cando só se virtualizaron sitios novos e de crecemento. O aforro de TCO aumentou ata o 44 por cento cando todos os sitios foron virtualizados.
• 27 %
  • Aforro de TCO
• Virtualizando só sitios RAN novos e ampliados
• 44 %
  • Aforro de TCO
• Virtualizando todos os sitios RAN
• Investigación ACG. Baseado nunha rede de 12,000 sitios con plans para engadir 11,000 nos próximos cinco anos.

O caso de Open vRAN no sitio da célula

• Algúns CoSP adoptan Open vRAN no sitio da célula por razóns estratéxicas, aínda que a agrupación de banda base non permita aforrar custos.
  Creación dunha rede flexible baseada na nube
• Un CoSP co que falamos destacou a importancia de poder colocar as funcións de rede onde ofrezan o mellor rendemento para un segmento de rede particular.
• Isto faise posible cando usa hardware de propósito xeral en toda a rede, incluso para a RAN. O
  función de plano de usuario, por exemploample, podería moverse ao sitio RAN no bordo da rede. Isto reduce significativamente a latencia.
• As aplicacións para isto inclúen xogos na nube, realidade aumentada/realidade virtual ou almacenamento en caché de contido.
• O hardware de propósito xeral pódese usar para outras aplicacións cando a RAN ten pouca demanda. Haberá horas ocupadas e horas tranquilas, e o RAN será en todo caso
  sobreabastecemento para atender o crecemento futuro do tráfico. A capacidade de sobra do servidor podería usarse para unha carga de traballo de Internet das cousas do sitio móbil ou para un controlador intelixente RAN (RIC), que optimiza a xestión de recursos de radio mediante intelixencia artificial e aprendizaxe automática.
• Un abastecemento máis granular pode axudar a reducir os custos
• Ter interfaces abertas dálles aos operadores a liberdade de obter compoñentes desde calquera lugar. Aumenta a competencia entre os provedores tradicionais de equipos de telecomunicacións, pero iso non é todo. Tamén ofrece aos operadores a flexibilidade de obter a partir de fabricantes de hardware que non venderon previamente directamente na rede. A interoperabilidade tamén abre o mercado a novas empresas de software vRAN, que poden aportar innovacións e aumentar a competencia de prezos.
• Os operadores poden conseguir custos máis baixos procurando compoñentes, en particular a radio, directamente, en lugar de compralos a través dun fabricante de equipos de telecomunicacións.
  (TEM). A radio representa a maior parte do orzamento da RAN, polo que o aforro de custos aquí pode ter un impacto significativo nos custos xerais. A licenza de software BBU é o custo OPEX principal, polo que unha maior competencia na capa de software RAN axuda a reducir os custos en curso.
• No Mobile World Congress 2018, Vodafone Chief Technology
• O oficial Johan Wibergh falou sobre os seis meses da compañía
• Proba RAN aberta na India. "Foimos capaces de reducir o custo de operación en máis dun 30 por cento, utilizando unha arquitectura moito máis aberta, ao poder obter compoñentes de diferentes pezas", dixo9.
• 30% de aforro de custos
• De subministración de compoñentes por separado.
• Proba Open RAN de Vodafone, India

Construír unha plataforma para novos servizos

• Ter capacidades informáticas de propósito xeral no bordo da rede tamén permite aos CoSP albergar alí cargas de traballo dirixidas ao cliente. Ademais de poder aloxar cargas de traballo moi preto do usuario, os CoSP poden garantir o rendemento. Isto pode axudarlles a competir cos provedores de servizos na nube polas cargas de traballo de punta.
  Os servizos Edge requiren unha arquitectura de nube distribuída, apoiada na orquestración e xestión. Isto pódese activar tendo unha RAN totalmente virtualizada que funcione cos principios da nube. De feito, virtualizar a RAN é un dos motores para realizar a computación de punta.
• O software Intel® Smart Edge Open ofrece un conxunto de ferramentas de software para Multi-Access Edge Computing (MEC). Axuda a conseguir
  rendemento altamente optimizado, baseado nos recursos de hardware dispoñibles onde se executa a aplicación.
  Os servizos de punta dos CoSP poden ser atractivos para aplicacións que requiren baixa latencia, rendemento consistente e altos niveis de fiabilidade.

A coherencia axuda a reducir os custos

• A virtualización pode aforrar custos, mesmo nos sitios onde non se pode utilizar a agrupación de banda base. Hai beneficios para o
• CoSP e o patrimonio RAN no seu conxunto ao ter unha arquitectura consistente.
• Ter unha única pila de software e hardware simplifica o mantemento, a formación e o soporte. Pódense usar ferramentas comúns para xestionar todos os sitios, sen necesidade de diferenciar entre as súas tecnoloxías subxacentes.

Preparándose para o futuro

• Pasar de DRAN a unha arquitectura RAN máis centralizada levará tempo. Actualizar a RAN no sitio da célula para Open vRAN é un bo paso. Permite introducir unha arquitectura de software coherente antes de tempo, para que os sitios axeitados poidan centralizarse máis facilmente no futuro. O hardware despregado nos sitios da célula pódese mover á localización centralizada da RAN ou utilizarse para outras cargas de traballo de borde, facendo que o investimento actual sexa útil a longo prazo. A economía do backhaul móbil tamén pode cambiar significativamente no futuro para algúns ou todos os sitios RAN do CoSP. Os sitios que hoxe non son viables para a RAN centralizada poderían ser máis viables se hai unha conectividade frontal máis barata. A execución de RAN virtualizada no sitio da célula permite que o CoSP
  centralizar máis tarde se iso se converte nunha opción máis rendible.

Cálculo do custo total de propiedade (TCO)

• Aínda que o custo non é a principal motivación para adoptar
• En moitos casos, as tecnoloxías vRAN abertas poden aforrar custos. Tanto depende dos despregamentos específicos.
• Non hai dúas redes de operadores iguais. Dentro de cada rede, hai unha enorme diversidade entre sitios celulares. É posible que unha topoloxía de rede que funcione para zonas urbanas densamente poboadas non sexa axeitada para as zonas rurais. O espectro que utiliza un sitio celular terá un impacto no ancho de banda necesario, o que afectará os custos de fronthaul. As opcións de transporte dispoñibles para fronthaul teñen un impacto significativo no modelo de custo.
• A expectativa é que, a longo prazo, o uso de Open vRAN pode ser máis rendible que o uso de hardware dedicado e será máis fácil de escalar.
• Accenture informou de ver un aforro de CAPEX do 49 por cento cando se utilizaron tecnoloxías Open vRAN para implantacións 5G10. Goldman Sachs informou dunha cifra de CAPEX similar do 50 por cento, e tamén publicou un aforro de custos do 35 por cento no OPEX11.
• En Intel, estamos a traballar con CoSP líderes para modelar o TCO de Open vRAN, incluíndo tanto CAPEX como OPEX. Aínda que se entende ben o CAPEX, estamos ansiosos por ver unha investigación máis detallada sobre como se comparan os custos operativos da vRAN cos dispositivos dedicados. Estamos traballando co ecosistema Open vRAN para explorar isto máis.

50 % de aforro de CAPEX con Open vRAN 35 % de aforro de OPEX con Open vRAN Goldman Sachs

Usando Open RAN para todas as xeracións sen fíos

• A introdución de 5G é o catalizador de moitos cambios na rede de acceso de radio (RAN). Os servizos 5G terán fame de ancho de banda e aínda están xurdindo, polo que unha arquitectura máis escalable e flexible é moi desexable. Unha rede de acceso de radio aberta e virtualizada (Open vRAN) pode facilitar a implantación de 5G en redes de campo, pero poucos operadores comezan de cero. Os que teñen redes existentes corren o risco de acabar con dúas pilas tecnolóxicas paralelas: unha aberta para 5G e outra baseada en tecnoloxías propietarias pechadas para xeracións de redes anteriores.
• Parallel Wireless informa de que os operadores que modernizan a súa arquitectura heredada con Open vRAN esperan obter un retorno do investimento en tres anos12. Os operadores que non modernizan as súas redes legadas poden ver custos de gastos operativos (OPEX) entre un 30 e un 50 por cento máis altos que a competencia, estima Parallel Wireless13.
• 3 anos Tempo necesario para ver o retorno do investimento da modernización de redes legadas a Open vRAN. Paralelo sen fíos 14

Conclusión

• Os CoSP están adoptando cada vez máis Open vRAN para mellorar a flexibilidade, a escalabilidade e a rendibilidade das súas redes. A investigación de ACG Research e Parallel Wireless mostra que canto máis amplamente se implante Open vRAN, maior será o impacto que pode ter na redución de custos. Os CoSP tamén están adoptando Open vRAN por razóns estratéxicas. Dálle á rede flexibilidade similar á nube e aumenta o poder de negociación do CoSP á hora de obter compoñentes RAN. Nos sitios nos que a posta en común non reduce os custos de forma demostrable, aínda hai aforros ao usar unha pila de tecnoloxía consistente no sitio de radio e nos lugares de procesamento RAN centralizado. Ter unha computación de propósito xeral no borde da rede pode axudar aos CoSP a competir cos provedores de servizos na nube polas cargas de traballo de borde. Intel traballa cos principais CoSP para modelar o TCO de Open vRAN. O noso modelo de TCO ten como obxectivo axudar aos CoSP a optimizar o custo e a flexibilidade do seu patrimonio RAN.

Máis información

• Intel eGuide: Implementación de RAN aberta e intelixente
• Intel Infographic: Cloudifying the Radio Access Network
• Cal é a mellor forma de chegar a abrir RAN?
• Canto poden aforrar os operadores cunha nube RAN?
• Avance Económicotages de virtualizar a RAN na infraestrutura de operadores móbiles
• Que ocorre coa implantación do TCO cando os operadores móbiles implementan OpenRAN só para 5G?
• Intel® Smart Edge Open

1. Abrir RAN configurado para capturar o 10 % do mercado para 2025, 2 de setembro de 2020, SDX Central; baseado nos datos do comunicado de prensa do Grupo Dell'Oro: Abrir RAN para achegarse á participación de RAN de dous díxitos, 1 de setembro de 2020.
2. Predicións de tecnoloxía, medios e telecomunicacións 2021, 7 de decembro de 2020, Deloitte
3. RAN virtualizado - Vol 1, abril de 2021, Samsung
4. RAN virtualizado - Vol 2, abril de 2021, Samsung
5. Cal é a mellor forma de chegar a abrir RAN?, 2021, Mavenir
6. ibid
7. Canto poden aforrar os operadores cunha nube RAN?, 2017, Mavenir
8. Avance Económicotages de Virtualizing the RAN in Mobile Operators' Infrastructure, 30 de setembro de 2019, ACG Research e Red Hat 9 Facebook, TIP Advance Wireless Networking With Terragraph, 26 de febreiro de 2018, SDX Central
9. Accenture Strategy, 2019, segundo se informa en Open RAN Integration: Run With It, abril de 2020, iGR
10. Goldman Sachs Global Investment Research, 2019, segundo se informou en Open RAN Integration: Run With It, abril de 2020, iGR
11. ibid
12. ibid

Avisos e exencións de responsabilidade

• As tecnoloxías Intel poden requirir a activación de hardware, software ou servizo habilitado.
• Ningún produto ou compoñente pode ser absolutamente seguro.
• Os teus custos e resultados poden variar.
• Intel non controla nin audita datos de terceiros. Debería consultar outras fontes para avaliar a precisión.
• © Intel Corporation. Intel, o logotipo de Intel e outras marcas de Intel son marcas comerciais de Intel Corporation ou das súas subsidiarias. Outros nomes e marcas pódense reclamar como propiedade doutros. 0821/SMEY/CAT/PDF Recicle 348227-001EN

Documentos/Recursos

intel Facendo o caso de negocio para a RAN aberta e virtualizada [pdfInstrucións Facendo o caso de negocio para RAN aberta e virtualizada, Facendo o caso de negocio, Caso de negocio, RAN aberta e virtualizada, Caso

Referencias

• Manual de usuario