intel izrađuje poslovne argumente za otvoreni i virtualizirani RAN

Otvoreni i virtualizirani RAN postavljeni su za brzi rast

Tehnologije otvorene i virtualizirane radijske pristupne mreže (Open vRAN) mogle bi narasti na gotovo 10 posto ukupnog RAN tržišta do 2025. godine, prema procjenama Dell'Oro Group1. To predstavlja brzi rast, s obzirom da Open vRAN danas čini samo jedan posto RAN tržišta.
Dva su aspekta Open vRAN-a:

• Virtualizacija razdvaja softver od hardvera i omogućuje izvođenje RAN radnih opterećenja na poslužiteljima opće namjene. Hardver opće namjene je više
  fleksibilan i lakši za skaliranje nego RAN temeljen na uređajima.
• Relativno je jednostavno dodati novu RAN funkcionalnost i poboljšanja performansi pomoću nadogradnje softvera.
• Mogu se koristiti dokazani IT principi kao što su softverski definirano umrežavanje (SDN), izvorno u oblaku i DevOps. Postoje operativne učinkovitosti u tome kako se mreža konfigurira, rekonfigurira i optimizira; kao i u otkrivanju, ispravljanju i prevenciji kvarova.
• Otvorena sučelja omogućuju pružateljima komunikacijskih usluga (CoSP) da nabave sastojke svog RAN-a od različitih dobavljača i da ih lakše integriraju.
• Interoperabilnost pomaže povećati konkurenciju u RAN-u, kako u pogledu cijene tako iu značajkama.
• Virtualizirani RAN može se koristiti bez otvorenih sučelja, ali su prednosti najveće kada se obje strategije kombiniraju.
• Zanimanje za vRAN nedavno je u porastu, a mnogi operateri sudjeluju u ispitivanjima i svojim prvim implementacijama.
• Deloitte procjenjuje da postoji 35 aktivnih implementacija Open vRAN-a diljem svijeta2. Intelova softverska arhitektura FlexRAN za obradu osnovnog pojasa koristi se u najmanje 31 implementaciji diljem svijeta (vidi sliku 1).
• U ovom radu istražujemo poslovni slučaj za Open vRAN. Raspravljat 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 distribuiranom RAN (DRAN) modelu, RAN obrada se provodi u blizini radijske antene.
  Virtualizirani RAN dijeli RAN u cjevovod 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. Podijeljena opcija 2 ugošćuje protokol konvergencije paketnih podataka (PDCP) i kontrolu radio resursa (RRC) u CU, dok se ostale funkcije osnovnog pojasa prenose vani u DU. Funkcija PHY može se podijeliti između DU i daljinske radio jedinice (RRU).

Napredaktage split RAN arhitekture su:

• Hosting Low-PHY funkcije na RRU-u smanjuje zahtjeve za propusnost fronthaul-a. U 4G se često koristila opcija 8 razdvajanja. Uz 5G, povećanje propusnosti čini Opciju 8 neodrživom za 5G samostalni (SA) način rada. (5G nesamostalne (NSA) implementacije i dalje mogu koristiti opciju 8 kao naslijeđe).
• Kvaliteta iskustva može se poboljšati. Kada se jezgra
  kontrolna ravnina se distribuira na CU, CU postaje sidrišna točka mobilnosti. Kao rezultat toga, ima manje primopredaja nego kada je DU sidrišna točka3.
• Hosting PDCP-a na CU također pomaže u ravnoteži opterećenja kada podržava mogućnost dvostrukog povezivanja (DC)
  5G u NSA arhitekturi. Bez ove podjele, korisnička oprema povezivala bi se na dvije bazne stanice (4G i 5G), ali bi se samo sidrena bazna stanica koristila za obradu tokova putem PDCP funkcije. Korištenjem split opcije 2, PDCP funkcija se odvija centralno, tako da su DU-ovi učinkovitije uravnoteženi učitavanjem4.

Smanjenje troškova kroz udruživanje osnovnog pojasa

• Jedan od načina na koji Open vRAN može pomoći u smanjenju troškova je udruživanje obrade osnovnog pojasa. Jedan CU može opsluživati ​​više DU-ova, a DU-ovi se mogu nalaziti s CU-ovima radi troškovne učinkovitosti. Čak i ako je DU smješten na stanici, može doći do učinkovitosti jer DU može opsluživati ​​više RRU-ova, a cijena po bitu se smanjuje kako kapacitet ćelije raste5. Softver koji radi na komercijalnom gotovom hardveru može biti osjetljiviji i prilagodljiviji od namjenskog hardvera koji zahtijeva ručni rad za skaliranje i konfiguraciju.
• Skupljanje osnovnog pojasa nije jedinstveno za Open vRAN: u tradicionalnom prilagođenom RAN-u jedinice osnovnog pojasa (BBU) ponekad su grupirane na centraliziranijim lokacijama, koje se nazivaju BBU hoteli. Spojeni su na RRU-ove putem vlakana velike brzine. Smanjuje troškove opreme na gradilištu i smanjuje broj rola kamiona za instaliranje i servisiranje opreme. BBU hoteli ipak nude ograničenu granularnost za skaliranje. Hardverski BBU-ovi nemaju sve prednosti optimizacije resursatagvirtualizacije, niti fleksibilnost za rukovanje višestrukim i različitim radnim opterećenjima.
• Naš vlastiti rad s CoSP-ovima otkrio je da je najveći operativni trošak (OPEX) u RAN-u licenciranje BBU softvera. Učinkovitija ponovna upotreba softvera kroz udruživanje pomaže u optimizaciji ukupnog troška vlasništva (TCO) za RAN.
• Međutim, treba uzeti u obzir troškove prijevoza. Backhaul za tradicionalni DRAN obično je bila iznajmljena linija koju operatoru mobilne mreže pružaju operateri fiksne mreže. Iznajmljene linije mogu biti skupe, a trošak ima odlučujući učinak na poslovni plan gdje bi se DU trebao nalaziti.
• Konzultantska tvrtka Senza Fili i vRAN dobavljač Mavenir modelirali su troškove na temelju ispitivanja provedenih s klijentima Mavenira, Intela i HFR Networks6. Uspoređena su dva scenarija:
• DU-ovi se nalaze s RRU-ovima na stanicama. Srednji transport koristi se između DU i CU.
• DU-ovi se nalaze s CU-ovima. Prednji transport koristi se između RRU-ova i DU/CU.
• CU je bio u podatkovnom centru gdje su hardverski resursi mogli biti združeni preko RRU-ova. Studija je modelirala troškove CU, DU te prijevoza na središnjoj i prednjoj udaljenosti, pokrivajući oba
• OPEX i kapitalni izdaci (CAPEX) tijekom šestogodišnjeg razdoblja.
• Centralizacija DU povećava troškove prijevoza, pa se postavlja pitanje nadmašuju li dobici od udruživanja troškove prijevoza. Studija je otkrila:
• Operaterima s jeftinim prijevozom do većine svojih stanica bolje je centralizirati DU s CU. Svoj TCO mogu smanjiti do 42 posto.
• Operateri s visokim troškovima prijevoza mogu smanjiti svoj TCO do 15 posto smještajem DU na mjestu ćelije.
• Relativne uštede također ovise o kapacitetu ćelije i korištenom spektru. DU na stanici, nprample, može biti premalo iskorišten i mogao bi se skalirati da podrži više ćelija ili veću propusnost uz istu cijenu.
• Možda je moguće centralizirati RAN obradu do 200 km od radijske lokacije u modelu "Cloud RAN". Zasebna studija Senza Fili i Mavenir7 otkrila je da Cloud RAN može smanjiti troškove za 37 posto tijekom pet godina, u usporedbi s DRAN-om. BBU udruživanje i učinkovitija upotreba hardvera pomažu u smanjenju troškova. OPEX uštede proizlaze iz nižih troškova održavanja i rada. Centraliziranim lokacijama vjerojatno je lakše pristupiti i upravljati njima nego stanicama, a stanice također mogu biti manje jer je tamo potrebno manje opreme.
• Virtualizacija i centralizacija zajedno olakšavaju skaliranje kako se zahtjevi prometa mijenjaju. Lakše je dodati više poslužitelja opće namjene u skup resursa nego nadograditi vlasnički hardver na mjestu ćelije. CoSP-ovi mogu bolje uskladiti svoje troškove hardvera sa svojim rastom prihoda, bez potrebe za uvođenjem hardvera sada koji će moći upravljati prometom za pet godina.
• Koliki dio mreže virtualizirati?
• ACG Research i Red Hat usporedili su procijenjeni ukupni trošak vlasništva (TCO) za mrežu s distribuiranim radijskim pristupom (DRAN) i virtualizirani RAN (vRAN)8. Procijenili su kapitalne izdatke (CAPEX) vRAN-a upola manje od DRAN-a. To se uglavnom svodilo na troškovnu učinkovitost zbog manje opreme na manje mjesta korištenjem centralizacije.
• Studija je također otkrila da su operativni izdaci (OPEX) bili značajno veći za DRAN nego za vRAN. To je rezultat smanjenog najma lokacije, održavanja, najma optičkih vlakana te troškova električne energije i hlađenja.
• Model se temeljio na Tier 1 Communications Service Provider (CoSP) s 12,000 baznih stanica sada, a potrebno je dodati 11,000 u sljedećih pet godina. Treba li CoSP virtualizirati cijeli RAN ili samo nova i proširena mjesta?
• Istraživanje ACG-a otkrilo je da je TCO ušteda iznosila 27 posto kada su virtualizirana samo nova i rastuća mjesta. Uštede TCO-a porasle su na 44 posto kada su sve stranice virtualizirane.
• 27%
  • TCO ušteda
• Virtualiziranje samo novih i proširenih RAN stranica
• 44%
  • TCO ušteda
• Virtualizacija svih RAN stranica
• ACG istraživanje. Na temelju mreže od 12,000 stranica s planovima za dodavanje 11,000 u sljedećih pet godina.

Slučaj za Open vRAN na mjestu ćelije

• Neki CoSP-ovi usvajaju Open vRAN na ćelijskom mjestu iz strateških razloga, čak i kada udruživanje osnovnog pojasa ne donosi uštedu troškova.
  Stvaranje fleksibilne mreže temeljene na oblaku
• Jedan CoSP s kojim smo razgovarali naglasio je važnost mogućnosti postavljanja mrežnih funkcija gdje god daju najbolju izvedbu za određeni mrežni dio.
• To postaje moguće kada koristite hardver opće namjene u cijeloj mreži, uključujući i RAN. The
  funkcija korisničke ravnine, nprample, može se premjestiti na RAN mjesto na rubu mreže. Ovo značajno smanjuje kašnjenje.
• Prijave za to uključuju igranje u oblaku, proširenu stvarnost/virtualnu stvarnost ili predmemoriranje sadržaja.
• Hardver opće namjene može se koristiti za druge aplikacije kada RAN ima niske zahtjeve. Bit će sati gužve i sati mirovanja, a RAN-a će u svakom slučaju biti
  pretjerano osigurana za budući rast prometa. Rezervni kapacitet na poslužitelju mogao bi se koristiti za radno opterećenje interneta stvari na stanici ili za RAN Intelligent Controller (RIC), koji optimizira upravljanje radijskim resursima korištenjem umjetne inteligencije i strojnog učenja.
• Detaljnije pronalaženje izvora može pomoći u smanjenju troškova
• Otvorena sučelja operaterima daju slobodu nabave komponenti s bilo kojeg mjesta. Povećava konkurenciju između tradicionalnih dobavljača telekomunikacijske opreme, ali to nije sve. Operaterima također daje fleksibilnost da nabavljaju od proizvođača hardvera koji prethodno nisu prodavali izravno u mrežu. Interoperabilnost otvara tržište i novim vRAN softverskim tvrtkama koje mogu donijeti inovacije i povećati cjenovnu konkurenciju.
• Operateri bi mogli postići niže troškove izravnom nabavom komponenti, posebice radija, umjesto da ih kupuju od proizvođača telekomunikacijske opreme
  (TEM). Radio čini najveći dio proračuna RAN-a, tako da uštede ovdje mogu imati značajan utjecaj na ukupne troškove. Licenca BBU softvera je primarni OPEX trošak, tako da povećana konkurencija u sloju RAN softvera pomaže smanjiti tekuće troškove.
• Na Mobile World Congressu 2018, Vodafone Chief Technology
• Časnik Johan Wibergh govorio je o šestomjesečnom radu tvrtke
• Otvoreni RAN test u Indiji. "Uspjeli smo smanjiti troškove rada za više od 30 posto, koristeći mnogo otvoreniju arhitekturu, tako što smo mogli nabaviti komponente iz različitih dijelova", rekao je9.
• 30% uštede troškova
• Od nabave komponenti zasebno.
• Vodafoneovo Open RAN ispitivanje, Indija

Izgradnja platforme za nove usluge

• Posjedovanje računalnih mogućnosti opće namjene na rubu mreže također omogućuje CoSP-ovima da tamo ugoste radna opterećenja usmjerena na korisnike. Osim što mogu hostirati radna opterećenja krajnje blizu korisnika, CoSP-ovi mogu jamčiti performanse. To im može pomoći da se natječu s pružateljima usluga u oblaku za rubna radna opterećenja.
  Rubne usluge zahtijevaju distribuiranu arhitekturu oblaka, potpomognutu orkestracijom i upravljanjem. To se može omogućiti potpuno virtualiziranim RAN-om koji radi na principima oblaka. Doista, virtualizacija RAN-a jedan je od pokretača za realizaciju rubnog računalstva.
• Softver Intel® Smart Edge Open pruža softverski alat za Multi-Access Edge Computing (MEC). Pomaže u postizanju
  visoko optimizirana izvedba, temeljena na hardverskim resursima dostupnim gdje god se aplikacija izvodi.
  CoSP-ove rubne usluge mogle bi biti privlačne za aplikacije koje zahtijevaju nisku latenciju, dosljednu izvedbu i visoku razinu pouzdanosti.

Dosljednost pomaže smanjiti troškove

• Virtualizacija može donijeti uštedu troškova, čak i na mjestima gdje se ne može koristiti udruživanje osnovnog pojasa. Postoje prednosti za
• CoSP i RAN imanje u cjelini imaju dosljednu arhitekturu.
• Posjedovanje jednog paketa softvera i hardvera pojednostavljuje održavanje, obuku i podršku. Zajednički alati mogu se koristiti za upravljanje svim stranicama, bez potrebe za razlikovanjem njihovih temeljnih tehnologija.

Priprema za budućnost

• Prelazak s DRAN-a na više centraliziranu RAN arhitekturu će potrajati. Ažuriranje RAN-a na mjestu ćelije na Open vRAN dobra je odskočna daska. Omogućuje rano uvođenje dosljedne softverske arhitekture, tako da se prikladna mjesta mogu lakše centralizirati u budućnosti. Hardver postavljen na stanicama može se premjestiti na centraliziranu RAN lokaciju ili koristiti za druga rubna radna opterećenja, čineći današnju investiciju dugoročno korisnom. Ekonomika mobilnog backhaula može se značajno promijeniti u budućnosti za neke ili sve CoSP-ove RAN stranice. Stranice koje danas nisu održive za centralizirani RAN mogle bi biti održivije ako postane dostupna jeftinija fronthaul povezivost. Pokretanje virtualiziranog RAN-a na ćelijskom mjestu omogućuje CoSP-u da
  centralizirati kasnije ako to postane isplativija opcija.

Izračun ukupnog troška vlasništva (TCO)

• Iako cijena nije primarna motivacija za usvajanje
• Otvorene vRAN tehnologije u mnogim slučajevima mogu dovesti do uštede. Toliko ovisi o specifičnim implementacijama.
• Ne postoje dvije iste mreže operatera. Unutar svake mreže postoji velika raznolikost između stanica. Topologija mreže koja funkcionira za gusto naseljena urbana područja možda nije prikladna za ruralna područja. Spektar koji će stanica koristiti imat će utjecaj na potrebnu propusnost, što će utjecati na troškove fronthaula. Mogućnosti prijevoza dostupne za fronthaul imaju značajan utjecaj na troškovni model.
• Očekuje se da bi dugoročno korištenje Open vRAN-a moglo biti isplativije od korištenja namjenskog hardvera i lakše ga je skalirati.
• Accenture je izvijestio o uštedi CAPEX-a od 49 posto kada su se tehnologije Open vRAN koristile za 5G implementacije10. Goldman Sachs je izvijestio o sličnoj brojci CAPEX od 50 posto, a također je objavio uštedu troškova od 35 posto u OPEX11.
• U Intelu radimo s vodećim CoSP-ovima na modeliranju TCO-a Open vRAN-a, uključujući CAPEX i OPEX. Iako se CAPEX dobro razumije, želimo vidjeti detaljnije istraživanje o tome kako se operativni troškovi vRAN-a mogu usporediti s namjenskim uređajima. Radimo s ekosustavom Open vRAN kako bismo ovo dodatno istražili.

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

Korištenje Open RAN-a za sve bežične generacije

• Uvođenje 5G je katalizator za mnoge promjene u radijskoj pristupnoj mreži (RAN). 5G usluge će zahtijevati propusnost i još uvijek se pojavljuju, čineći skalabilniju i fleksibilniju arhitekturu vrlo poželjnom. Otvorena i virtualizirana radijska pristupna mreža (Open vRAN) mogla bi olakšati implementaciju 5G u greenfield mrežama, ali nekoliko operatera počinje od nule. Oni s postojećim mrežama riskiraju da završe s dva paralelna tehnološka skupa: jednim otvorenim za 5G, a drugim temeljenim na zatvorenim, vlasničkim tehnologijama za ranije mrežne generacije.
• Parallel Wireless izvještava da operateri koji moderniziraju svoju naslijeđenu arhitekturu s Open vRAN-om očekuju povrat ulaganja za tri godine12. Operateri koji ne moderniziraju svoje naslijeđene mreže mogu vidjeti troškove operativnih izdataka (OPEX) od 30 do 50 posto više od konkurencije, procjenjuje Parallel Wireless13.
• 3 godine Vrijeme potrebno da se vidi povrat ulaganja od modernizacije naslijeđenih mreža na Open vRAN. Paralelna bežična mreža14

Zaključak

• CoSP-ovi sve više prihvaćaju Open vRAN kako bi poboljšali fleksibilnost, skalabilnost i isplativost svojih mreža. Istraživanja ACG Researcha i Parallel Wirelessa pokazuju da što se Open vRAN više primjenjuje, to može imati veći utjecaj na smanjenje troškova. CoSP-ovi prihvaćaju Open vRAN i iz strateških razloga. Mreži daje fleksibilnost poput oblaka i povećava CoSP-ovu pregovaračku moć pri pronalaženju RAN komponenti. Na mjestima gdje udruživanje vidljivo ne snižava troškove, još uvijek postoje uštede od korištenja konzistentnog tehnološkog skupa na radijskom mjestu i na centraliziranim lokacijama za obradu RAN-a. Posjedovanje računala opće namjene na rubu mreže može pomoći CoSP-ovima da se natječu s pružateljima usluga u oblaku za rubna radna opterećenja. Intel radi s vodećim CoSP-ovima na modeliranju TCO-a Open vRAN-a. Naš TCO model ima za cilj pomoći CoSP-ovima da optimiziraju troškove i fleksibilnost svoje RAN nekretnine.

Saznajte više

• Intel eGuide: Uvođenje otvorenog i inteligentnog RAN-a
• Intel Infographic: Oblačnost radijske pristupne mreže
• Koji je najbolji način da dođete do Open RAN-a?
• Koliko operateri mogu uštedjeti uz Cloud RAN?
• Ekonomski napredaktagvirtualizacije RAN-a u infrastrukturi mobilnih operatera
• Što se događa s TCO-om implementacije kada mobilni operateri implementiraju OpenRAN samo za 5G?
• Intel® Smart Edge Open

1. Open RAN postavljen za osvajanje 10% tržišta do 2025., 2. rujna 2020., SDX Central; na temelju podataka iz priopćenja Dell'Oro Grupe: Open RAN to Approach Double-Digit RAN Share, 1. rujna 2020.
2. Predviđanja tehnologije, medija i telekomunikacija 2021., 7. prosinca 2020., Deloitte
3. Virtualizirani RAN – Vol 1, travanj 2021., Samsung
4. Virtualizirani RAN – Vol 2, travanj 2021., Samsung
5. Koji je najbolji način da dođete do Open RAN?, 2021., Mavenir
6. ibid
7. Koliko operateri mogu uštedjeti uz Cloud RAN?, 2017., Mavenir
8. Ekonomski napredaktages o virtualizaciji RAN-a u infrastrukturi mobilnih operatera, 30. rujna 2019., ACG Research i Red Hat 9 Facebook, TIP Advance Wireless Networking With Terragraph, 26. veljače 2018., SDX Central
9. Strategija Accenture, 2019., kako je objavljeno u Open RAN Integration: Run With It, travanj 2020., iGR
10. Goldman Sachs Global Investment Research, 2019., kako je objavljeno u Open RAN Integration: Run With It, travanj 2020., iGR
11. ibid
12. ibid

Obavijesti i odricanje od odgovornosti

• Intelove tehnologije mogu zahtijevati omogućen hardver, softver ili uslugu aktiviranja.
• Nijedan proizvod ili komponenta ne može biti apsolutno siguran.
• Vaši troškovi i rezultati mogu varirati.
• Intel ne kontrolira niti revidira podatke trećih strana. Za procjenu točnosti trebali biste konzultirati druge izvore.
• © Intel Corporation. Intel, Intelov logotip i druge Intelove oznake zaštitni su znakovi Intel Corporation ili njegovih podružnica. Ostala imena i marke mogu se smatrati vlasništvom drugih. 0821/SMEY/CAT/PDF Reciklirajte 348227-001EN

Dokumenti / Resursi

intel izrađuje poslovne argumente za otvoreni i virtualizirani RAN [pdfUpute Izrada poslovnog slučaja za otvoreni i virtualizirani RAN, izrada poslovnog slučaja, poslovni slučaj, otvoreni i virtualizirani RAN, slučaj

Reference

• korisnički priručnik