intel Üzleti példa készítése a nyílt és virtualizált RAN számára

A nyílt és virtualizált RAN gyors növekedésre készült

A Dell'Oro Group10 becslései szerint a nyílt és virtualizált rádióelérési hálózat (Open vRAN) technológiák 2025-re a teljes RAN-piac közel 1 százalékára nőhetnek. Ez gyors növekedést jelent, tekintve, hogy az Open vRAN ma a RAN-piacnak csak egy százalékát teszi ki.
Az Open vRAN-nak két oldala van:

• A virtualizáció szétválasztja a szoftvert a hardvertől, és lehetővé teszi a RAN-munkaterhelések futtatását általános célú szervereken. Az általános célú hardver több
  rugalmas és könnyebben méretezhető, mint az eszközalapú RAN.
• Szoftverfrissítéssel viszonylag egyszerű új RAN-funkciókat és teljesítménynöveléseket adni.
• Használhatók olyan bevált IT-elvek, mint a szoftver által definiált hálózat (SDN), a felhőalapú natív és a DevOps. A hálózat konfigurálása, újrakonfigurálása és optimalizálása működési hatékonyságot jelent; valamint a hibafelismerésben, -javításban és -megelőzésben.
• A nyílt interfészek lehetővé teszik a kommunikációs szolgáltatók (CoSP) számára, hogy különböző szállítóktól szerezzék be RAN-juk összetevőit, és könnyebben integrálják azokat.
• Az interoperabilitás segít növelni a versenyt a RAN-ban mind az ár, mind a szolgáltatások terén.
• A virtualizált RAN nyílt interfészek nélkül is használható, de az előnyök akkor a legnagyobbak, ha mindkét stratégiát kombináljuk.
• A vRAN iránti érdeklődés a közelmúltban megnőtt, és sok üzemeltető kezdi a kísérleteket és az első telepítéseket.
• A Deloitte becslése szerint világszerte 35 aktív Open vRAN bevezetés létezik2. Az Intel alapsávi feldolgozásra szolgáló FlexRAN szoftverarchitektúráját legalább 31 telepítésnél használják világszerte (lásd 1. ábra).
• Ebben a cikkben az Open vRAN üzleti esetét vizsgáljuk. Megvitatjuk az alapsávi pooling költségelőnyeit, és azokat a stratégiai okokat, amelyek miatt az Open vRAN még mindig kívánatos, amikor a pooling nem lehetséges.

Új RAN topológia bevezetése

• A hagyományos elosztott RAN (DRAN) modellben a RAN feldolgozás a rádióantenna közelében történik.
  A virtualizált RAN felosztja a RAN-t egy függvényfolyamra, amely megosztható egy elosztott egység (DU) és egy központi egység (CU) között. Számos lehetőség van a RAN felosztására, amint az a 2. ábrán látható. A 2. felosztási lehetőség a CU-ban tárolja a Packet Data Convergence Protocol (PDCP) és a Radio Resource Control (RRC) protokollt, míg a többi alapsávi funkciót hordozza kint a DU-ban. A PHY funkció felosztható a DU és a Remote Radio Unit (RRU) között.

Az advantagAz osztott RAN architektúrák a következők:

• A Low-PHY funkció tárolása az RRU-nál csökkenti a fronthaul sávszélesség igényét. A 4G-ben általában az Option 8 felosztást használták. Az 5G esetében a sávszélesség növekedése életképtelenné teszi a 8-as opciót az 5G önálló (SA) módban. (Az 5G nem önálló (NSA) telepítései továbbra is használhatják a 8. lehetőséget örököltként).
• A tapasztalat minősége javítható. Amikor a mag
  A vezérlősíkot elosztják a CU-hoz, a CU lesz a mobilitási rögzítési pont. Ennek eredményeként kevesebb az átadás, mint amikor a DU a rögzítési pont3.
• A PDCP tárolása a CU-ban is segít a terhelés kiegyensúlyozásában, amikor támogatja a kettős csatlakozási (DC) képességet
  az 5G egy NSA architektúrában. E felosztás nélkül a felhasználói berendezések két bázisállomáshoz (4G és 5G) kapcsolódnának, de csak a rögzített bázisállomást használnák fel a folyamok feldolgozására a PDCP funkción keresztül. A 2. felosztási opció használatával a PDCP funkció központilag történik, így a DU-k hatékonyabban kiegyensúlyozottak4.

Költségek csökkentése az alapsáv pooling segítségével

• Az egyik módja annak, hogy az Open vRAN hozzájáruljon a költségek csökkentéséhez, az alapsávi feldolgozás összevonása. Egy CU több DU-t is kiszolgálhat, és a DU-kat a költséghatékonyság érdekében a CU-kkal együtt lehet elhelyezni. Még akkor is, ha a DU-t a cellahelyen hosztolják, a DU több RRU-t is ki tud szolgálni, és a bitenkénti költség a cella kapacitásának növekedésével csökken5. A kereskedelmi forgalomban kapható hardvereken futó szoftverek gyorsabban reagálhatnak és rugalmasabban skálázhatók, mint a dedikált hardverek, amelyek méretezéséhez és konfigurálásához kézi munkát igényelnek.
• A Baseband pooling nem egyedülálló az Open vRAN-ban: a hagyományos egyéni RAN-ban az alapsávi egységeket (BBU-k) időnként több központosított helyekre, úgynevezett BBU szállodákra csoportosították. Nagy sebességű optikai szálon keresztül csatlakoznak az RRU-khoz. Csökkenti a felszerelés költségeit a helyszínen, és csökkenti a berendezések beszereléséhez és szervizeléséhez szükséges teherautó-tekercsek számát. A BBU szállodák azonban korlátozott részletességet kínálnak a méretezéshez. A hardveres BBU-k nem rendelkeznek az összes erőforrás-optimalizálási előnnyeltagsem a virtualizáció, sem a több és változó munkaterhelés kezelésének rugalmassága.
• A CoSP-kkel végzett saját munkánk azt találta, hogy a RAN-ban a legnagyobb működési költség (OPEX) a BBU szoftverlicencelés. A hatékonyabb szoftver-újrafelhasználás a pooling révén segít optimalizálni a RAN teljes birtoklási költségét (TCO).
• A szállítás költségeit azonban figyelembe kell venni. A hagyományos DRAN backhaul rendszere jellemzően egy bérelt vonal volt, amelyet a vezetékes hálózat üzemeltetői biztosítottak a mobilhálózat-üzemeltetőknek. A bérelt vonalak drágák lehetnek, és a költségek döntően befolyásolják a DU elhelyezésének üzleti tervét.
• A Senza Fili tanácsadó cég és a vRAN-szállító, a Mavenir a költségeket a Mavenir, az Intel és a HFR Networks ügyfeleivel végzett kísérletek alapján modellezte. Két forgatókönyvet hasonlítottak össze:
• A DU-k az RRU-kkal együtt helyezkednek el a cellahelyeken. Középtávú szállítást használnak a DU és a CU között.
• A DU-k a CU-kkal együtt helyezkednek el. Fronthaul szállítást alkalmaznak az RRU-k és a DU/CU között.
• A CU egy adatközpontban volt, ahol a hardver erőforrásokat össze lehetett vonni az RRU-k között. A tanulmány modellezte a CU, a DU, valamint a közép- és fronthaul szállítás költségeit, mindkettőt lefedve.
• OPEX és beruházási ráfordítások (CAPEX) hatéves időszak alatt.
• A DU központosítása növeli a szállítási költségeket, így a kérdés az volt, hogy a pooling nyereség meghaladja-e a szállítási költségeket. A tanulmány megállapította:
• Azok az üzemeltetők, akik alacsony költséggel szállítják a legtöbb cellahelyükre, jobb, ha a DU-t a CU-val központosítják. TCO-jukat akár 42 százalékkal is csökkenthetik.
• A magas szállítási költségekkel rendelkező szolgáltatók akár 15 százalékkal is csökkenthetik TCO-jukat, ha a DU-t a cella telephelyén látják el.
• A relatív költségmegtakarítás a cella kapacitásától és a használt spektrumtól is függ. Egy DU egy sejthelyen, plample, előfordulhat, hogy alulhasznált, és méretezhető több cella vagy nagyobb sávszélesség támogatására azonos költségek mellett.
• A „Cloud RAN” modellben lehetséges a RAN-feldolgozás központosítása a rádióállomástól számított 200 km-re. Egy külön Senza Fili és Mavenir tanulmány7 megállapította, hogy a Cloud RAN öt év alatt 37 százalékkal csökkentheti a költségeket a DRAN-hoz képest. A BBU pooling és a hardver hatékonyabb használata segít csökkenteni a költségeket. Az OPEX megtakarításai az alacsonyabb karbantartási és üzemeltetési költségekből származnak. A központosított helyek valószínűleg könnyebben elérhetők és kezelhetők, mint a cellahelyek, és a cellahelyek is kisebbek lehetnek, mivel kevesebb felszerelésre van szükség.
• A virtualizáció és a központosítás együttesen megkönnyíti a méretezést a forgalmi igények változásával. Könnyebb több általános célú kiszolgálót hozzáadni az erőforráskészlethez, mint a védett hardvert a cellahelyen frissíteni. A CoSP-k jobban össze tudják hangolni a hardverkiadásaikat a bevételnövekedéssel anélkül, hogy most olyan hardvert kellene telepíteniük, amely öt év múlva képes lesz kezelni a forgalmat.
• Mennyit kell virtualizálni a hálózatból?
• Az ACG Research és a Red Hat összehasonlította az elosztott rádió-hozzáférési hálózat (DRAN) és a virtualizált RAN (vRAN) becsült teljes birtoklási költségét (TCO). Becslésük szerint a vRAN tőkekiadása (CAPEX) fele volt a DRAN-énak. Ez főként a költséghatékonyságnak köszönhető, amely abból fakad, hogy a központosítást alkalmazó kevesebb telephelyen volt kevesebb berendezés.
• A tanulmány azt is megállapította, hogy a működési kiadások (OPEX) jelentősen magasabbak voltak a DRAN esetében, mint a vRAN esetében. Ez a telephely-bérleti, karbantartási, üvegszálas bérleti, valamint az energia- és hűtési költségek csökkenésének volt az eredménye.
• A modell egy Tier 1 Communications Service Provider-en (CoSP) alapult, jelenleg 12,000 11,000 bázisállomással, és XNUMX XNUMX bázisállomással kell bővíteni a következő öt évben. A CoSP a teljes RAN-t virtualizálja, vagy csak az új és kibővített oldalakat?
• Az ACG Research azt találta, hogy a TCO megtakarítás 27 százalék volt, ha csak az új és a növekvő telephelyeket virtualizálták. A TCO megtakarítás 44 százalékra nőtt, amikor az összes webhelyet virtualizálták.
• 27%
  • TCO megtakarítás
• Csak új és kibővített RAN-helyek virtualizálása
• 44%
  • TCO megtakarítás
• Az összes RAN webhely virtualizálása
• ACG kutatás. 12,000 11,000 webhelyből álló hálózaton alapul, és a tervek szerint a következő öt évben XNUMX XNUMX-rel bővül.

Az Open vRAN esete a cellahelyen

• Egyes CoSP-k stratégiai okokból alkalmazzák az Open vRAN-t a cellahelyen, még akkor is, ha az alapsávi pooling nem eredményez költségmegtakarítást.
  Rugalmas felhő alapú hálózat létrehozása
• Az egyik CoSP, akivel beszélgettünk, hangsúlyozta annak fontosságát, hogy a hálózati funkciókat ott kell elhelyezni, ahol a legjobb teljesítményt nyújtják egy adott hálózati szelethez.
• Ez akkor válik lehetségessé, ha általános célú hardvert használ a hálózatban, beleértve a RAN-t is. A
  felhasználói sík funkció, plample, áthelyezhető a hálózat szélén lévő RAN helyre. Ez jelentősen csökkenti a késleltetést.
• Az erre szolgáló alkalmazások közé tartozik a felhőalapú játék, a kiterjesztett valóság/virtuális valóság vagy a tartalom gyorsítótárazása.
• Az általános célú hardver más alkalmazásokhoz is használható, ha a RAN-nak alacsony az igénye. Lesznek forgalmas és csendes órák, és a RAN mindenképpen lesz
  túlprofilizált a jövőbeni forgalomnövekedés érdekében. A szerveren lévő szabad kapacitás felhasználható egy cellahelyi Internet of Things munkaterhelésre, vagy egy RAN Intelligent Controller (RIC) számára, amely mesterséges intelligencia és gépi tanulás segítségével optimalizálja a rádiós erőforrások kezelését.
• A részletesebb beszerzés segíthet a költségek csökkentésében
• A nyitott interfészek lehetővé teszik az üzemeltetők számára, hogy bárhonnan beszerezzék az összetevőket. Növeli a versenyt a hagyományos távközlési berendezések gyártói között, de ez még nem minden. Rugalmasságot biztosít az üzemeltetőknek, hogy olyan hardvergyártóktól vásároljanak, akik korábban nem értékesítettek közvetlenül a hálózatba. Az interoperabilitás megnyitja a piacot az új vRAN szoftvercégek előtt is, amelyek innovációkat hozhatnak és növelhetik az árversenyt.
• Az üzemeltetők alacsonyabb költségeket érhetnek el az alkatrészek, különösen a rádió közvetlen beszerzésével, ahelyett, hogy egy távközlési berendezés gyártóján keresztül vásárolnák meg azokat.
  (TEM). A rádió teszi ki a RAN költségvetés legnagyobb részét, így a költségmegtakarítások jelentős hatással lehetnek az összköltségre. A BBU szoftverlicenc az elsődleges OPEX költség, így a RAN szoftverrétegben a megnövekedett verseny segít csökkenteni a folyamatos költségeket.
• A 2018-as Mobile World Congress rendezvényen a Vodafone vezető technológiai vezetője
• Johan Wibergh tiszt a cég hat hónapjáról beszélt
• Nyílt RAN-teszt Indiában. „Több mint 30 százalékkal tudtuk csökkenteni a működési költségeket egy sokkal nyitottabb architektúra használatával, mivel különböző alkatrészekből tudunk komponenseket beszerezni” – mondta9.
• 30%-os költségmegtakarítás
• A komponensek külön beszerzéséből.
• A Vodafone Open RAN próbaverziója, India

Platform építése új szolgáltatások számára

• Az általános célú számítási képességek a hálózat szélén azt is lehetővé teszik, hogy a CoSP-k az ügyfelek felé irányuló munkaterheléseket fogadják ott. Amellett, hogy a munkaterheléseket rendkívül közel tudják tárolni a felhasználóhoz, a CoSP-k képesek garantálni a teljesítményt. Ez segíthet nekik abban, hogy versenyezzenek a felhőszolgáltatókkal a szélsőséges munkaterhelésekért.
  Az Edge szolgáltatások elosztott felhőarchitektúrát igényelnek, amelyet hangszerelés és kezelés is támogat. Ez egy teljesen virtualizált, felhőelvekkel működő RAN segítségével engedélyezhető. Valójában a RAN virtualizálása az egyik hajtóerő az élszámítás megvalósításához.
• Az Intel® Smart Edge Open szoftver szoftvereszközkészletet biztosít a Multi-Access Edge Computing (MEC) számára. Segít elérni
  nagymértékben optimalizált teljesítmény, a rendelkezésre álló hardvererőforrások alapján, bárhol is fut az alkalmazás.
  A CoSP szélső szolgáltatásai vonzóak lehetnek az alacsony késleltetést, egyenletes teljesítményt és magas szintű megbízhatóságot igénylő alkalmazások számára.

A következetesség segít csökkenteni a költségeket

• A virtualizáció költségmegtakarítást eredményezhet, még olyan helyeken is, ahol az alapsávi pooling nem használható. Vannak előnyei a
• A CoSP és a RAN birtok egésze egységes architektúrával rendelkezik.
• Egyetlen szoftver- és hardververem leegyszerűsíti a karbantartást, a képzést és a támogatást. A közös eszközök használhatók az összes webhely kezelésére anélkül, hogy különbséget kellene tenni a mögöttes technológiák között.

Felkészülés a jövőre

• A DRAN-ról egy központibb RAN architektúrára való áttérés időbe telik. A cellahelyi RAN frissítése Open vRAN-ra jó lépcsőfok. Lehetővé teszi a konzisztens szoftverarchitektúra korai bevezetését, így a jövőben könnyebben központosíthatók a megfelelő helyek. A cellákon telepített hardver áthelyezhető a központosított RAN helyre, vagy más szélső terhelésekhez használható, így a mai befektetés hosszú távon hasznos. A mobil backhaul gazdaságossága a jövőben jelentősen megváltozhat a CoSP RAN oldalainak egy részének vagy mindegyikén is. Azok a helyek, amelyek ma nem életképesek a központosított RAN számára, életképesebbek lehetnek, ha olcsóbb fronthaul csatlakozás válik elérhetővé. A virtualizált RAN futtatása a cellahelyen lehetővé teszi a CoSP számára, hogy
  központosítsa később, ha ez költséghatékonyabb megoldás lesz.

A teljes tulajdonlási költség (TCO) kiszámítása

• Bár nem a költség az elsődleges motiváció az örökbefogadáshoz
• A nyílt vRAN technológiák sok esetben költségmegtakarítást eredményezhetnek. Sok múlik a konkrét telepítéseken.
• Nincs két egyforma szolgáltatói hálózat. Az egyes hálózatokon belül óriási a sokféleség a cellahelyek között. Előfordulhat, hogy a sűrűn lakott városi területeken működő hálózati topológia nem megfelelő vidéki területeken. A cellahely által használt spektrum hatással lesz a szükséges sávszélességre, ami hatással lesz a fronthaul költségekre. A fronthaul szállítási lehetőségei jelentős hatással vannak a költségmodellre.
• A várakozások szerint hosszú távon az Open vRAN használata költséghatékonyabb lehet, mint a dedikált hardver használata, és könnyebben méretezhető.
• Az Accenture arról számolt be, hogy 49 százalékos CAPEX-megtakarítást tapasztalt, ha Open vRAN-technológiákat használtak az 5G telepítésekhez10. A Goldman Sachs hasonló, 50 százalékos CAPEX-mutatóról számolt be, és 35 százalékos költségmegtakarítást tett közzé az OPEX11-ben.
• Az Intelnél vezető CoSP-kkel dolgozunk az Open vRAN TCO-jának modellezésén, beleértve a CAPEX-et és az OPEX-et is. Bár a CAPEX jól ismert, szeretnénk részletesebb kutatást látni arról, hogy a vRAN működési költségei hogyan viszonyulnak a dedikált készülékekhez. Az Open vRAN ökoszisztémával dolgozunk ennek további feltárásán.

50%-os CAPEX megtakarítás az Open vRAN-ból 35%-os OPEX megtakarítás az Open vRAN-ból Goldman Sachs

Nyílt RAN használata az összes vezeték nélküli generációhoz

• Az 5G bevezetése sok változás katalizátora a rádió-hozzáférési hálózatban (RAN). Az 5G-szolgáltatások sávszélességre éhesek lesznek, és még mindig kialakulóban vannak, így nagyon kívánatos egy skálázhatóbb és rugalmasabb architektúra. A nyílt és virtualizált rádióelérési hálózat (Open vRAN) megkönnyítheti az 5G telepítését a zöldmezős hálózatokban, de kevés szolgáltató kezdi a nulláról. A meglévő hálózattal rendelkezők fennáll annak a veszélye, hogy két párhuzamos technológiai köteghez kötnek: az egyik az 5G-hez nyitott, a másik pedig a korábbi hálózatgenerációk zárt, szabadalmaztatott technológiáira épül.
• A Parallel Wireless jelentése szerint azok az operátorok, akik a régi architektúrájukat Open vRAN-nal korszerűsítik, három éven belül megtérülnek a befektetésükben12. Azok a szolgáltatók, akik nem korszerűsítik régi hálózataikat, 30-50 százalékkal magasabb működési költségeket (OPEX) tapasztalhatnak, mint a versenytársaknál – becsüli a Parallel Wireless13.
• 3 év Időbe telt, amíg megtérül a befektetés a régi hálózatok modernizálásából az Open vRAN-ba. Párhuzamos vezeték nélküli 14

Következtetés

• A CoSP-k egyre gyakrabban alkalmazzák az Open vRAN-t, hogy javítsák hálózataik rugalmasságát, méretezhetőségét és költséghatékonyságát. Az ACG Research és a Parallel Wireless kutatása azt mutatja, hogy minél szélesebb körben alkalmazzák az Open vRAN-t, annál nagyobb hatást gyakorolhat a költségek csökkentésére. A CoSP-k stratégiai okokból is alkalmazzák az Open vRAN-t. Felhőszerű rugalmasságot biztosít a hálózatnak, és növeli a CoSP tárgyalási erejét a RAN-összetevők beszerzésekor. Azokon a helyeken, ahol a pooling nem csökkenti kimutathatóan a költségeket, továbbra is megtakarítás érhető el a konzisztens technológiai verem használatával a rádióállomáson és a központosított RAN feldolgozó helyeken. Az általános célú számítástechnika a hálózat szélén segítheti a CoSP-ket, hogy versenyezzenek a felhőszolgáltatókkal a szélső munkaterhelésekért. Az Intel vezető CoSP-kkel dolgozik az Open vRAN TCO-jának modellezésén. TCO-modellünk célja, hogy segítse a CoSP-ket RAN birtokuk költségeinek és rugalmasságának optimalizálásában.

További információ

• Intel eGuide: Nyílt és intelligens RAN telepítése
• Intel Infografika: A rádióelérési hálózat felhősítése
• Mi a legjobb módja a RAN megnyitásának?
• Mennyit takaríthatnak meg az üzemeltetők a Cloud RAN segítségével?
• Economic AdvantagA RAN virtualizálása a mobilszolgáltatók infrastruktúrájában
• Mi történik a TCO bevezetésével, ha a mobilszolgáltatók csak OpenRAN-t telepítenek 5G-hez?
• Nyitott Intel® Smart Edge

1. Nyílt RAN beállítása a piac 10%-ának megszerzésére 2025-ig, 2. szeptember 2020., SDX Central; a Dell'Oro Group sajtóközleményének adatai alapján: Open RAN to Approach Double-Digit RAN Share, 1. szeptember 2020.
2. Technológiai, média és távközlési előrejelzések 2021, 7. december 2020., Deloitte
3. Virtualizált RAN – 1. kötet, 2021. április, Samsung
4. Virtualizált RAN – 2. kötet, 2021. április, Samsung
5. Hogyan lehet a legjobban eljutni az Open RAN-hoz?, 2021, Mavenir
6. uo
7. Mennyit takaríthatnak meg az üzemeltetők egy Cloud RAN segítségével?, 2017, Mavenir
8. Economic AdvantagA RAN virtualizálása a mobilszolgáltatók infrastruktúrájában, 30. szeptember 2019., ACG Research and Red Hat 9 Facebook, TIP Advance Wireless Networking With Terragraph, 26. február 2018., SDX Central
9. Accenture Strategy, 2019, amint az Open RAN Integration: Run With It, 2020. április, iGR beszámol
10. Goldman Sachs Global Investment Research, 2019, amint az Open RAN Integration: Run With It, 2020. április, iGR beszámol
11. uo
12. uo

Megjegyzések és felelősség kizárása

• Az Intel technológiákhoz engedélyezni kell a hardver, a szoftver vagy a szolgáltatás aktiválását.
• Egyetlen termék vagy alkatrész sem lehet teljesen biztonságos.
• A költségek és az eredmények változhatnak.
• Az Intel nem ellenőrzi és nem auditálja a harmadik féltől származó adatokat. A pontosság értékeléséhez más forrásokhoz kell fordulnia.
• © Intel Corporation. Az Intel, az Intel logó és más Intel védjegyek az Intel Corporation vagy leányvállalatai védjegyei. Más nevek és márkák mások tulajdonát képezhetik. 0821/SMEY/CAT/PDF Kérjük, hasznosítsa újra 348227-001HU

Dokumentumok / Források

intel Üzleti példa készítése a nyílt és virtualizált RAN számára [pdfUtasítások Üzleti eset készítése nyílt és virtualizált RAN-hoz, Üzleti eset készítése, Üzleti eset, Nyílt és virtualizált RAN, Case

Hivatkozások

• Felhasználói kézikönyv