インテル オープンおよび仮想化 RAN のビジネスケースの作成
オープンおよび仮想化RANは急速な成長が見込まれている
Dell'Oro Group10 の推定によると、オープンで仮想化された無線アクセス ネットワーク (Open vRAN) テクノロジーは、2025 年までに RAN 市場全体の 1% 近くまで成長する可能性があるとのことです。現在、Open vRAN は RAN 市場のわずか XNUMX% を占めるに過ぎないことを考えると、これは急速な成長と言えます。
Open vRAN には 2 つの側面があります。
- 仮想化により、ソフトウェアがハードウェアから分離され、RANワークロードを汎用サーバー上で実行できるようになります。汎用ハードウェアは、
アプライアンスベースの RAN よりも柔軟で拡張が容易です。 - ソフトウェアのアップグレードを使用して、新しい RAN 機能やパフォーマンス強化を追加するのは比較的簡単です。
- ソフトウェア定義ネットワーク (SDN)、クラウドネイティブ、DevOps などの実証済みの IT 原則を使用できます。ネットワークの構成、再構成、最適化の方法、および障害の検出、修正、防止において運用効率が向上します。
- オープン インターフェイスにより、通信サービス プロバイダー (CoSP) は、RAN の構成要素をさまざまなベンダーから調達し、より簡単に統合できるようになります。
- 相互運用性は、RAN における価格と機能の両面での競争を促進するのに役立ちます。
- 仮想化 RAN はオープン インターフェイスなしでも使用できますが、両方の戦略を組み合わせるとメリットが最大になります。
- 最近、vRAN への関心が高まっており、多くの通信事業者が試験運用や最初の導入に取り組んでいます。
- デロイトは、世界中で35のアクティブなOpen vRAN導入があると推定しています2。ベースバンド処理用のIntelのFlexRANソフトウェアアーキテクチャは、世界中で少なくとも31の導入で使用されています。 （図1参照）。
- このホワイト ペーパーでは、Open vRAN のビジネス ケースについて説明します。ベースバンド プーリングのコスト上の利点と、プーリングが不可能な場合でも Open vRAN が望ましい戦略的な理由について説明します。
新しいRANトポロジーの導入
- 従来の分散 RAN (DRAN) モデルでは、RAN 処理は無線アンテナの近くで実行されます。
仮想化 RAN は、RAN を機能のパイプラインに分割し、分散ユニット (DU) と集中ユニット (CU) で共有できるようにします。図 2 に示すように、RAN を分割するにはいくつかのオプションがあります。分割オプション 2 では、CU でパケット データ コンバージェンス プロトコル (PDCP) と無線リソース制御 (RRC) をホストし、残りのベースバンド機能は DU で実行されます。PHY 機能は、DU とリモート無線ユニット (RRU) の間で分割できます。
アドバンtag分割RANアーキテクチャの特徴は次のとおりです。
- RRU で Low-PHY 機能をホストすると、フロントホールの帯域幅要件が軽減されます。4G では、オプション 8 の分割が一般的に使用されていました。5G では、帯域幅の増加により、オプション 8 は 5G スタンドアロン (SA) モードでは実行できなくなります。(5G 非スタンドアロン (NSA) 展開では、オプション 8 をレガシーとして引き続き使用できます)。
- 体験の質は向上できる。コアが
制御プレーンが CU に分散されると、CU がモビリティ アンカー ポイントになります。その結果、DU がアンカー ポイントである場合よりもハンドオーバーが少なくなります3。 - CUでPDCPをホストすると、デュアル接続（DC）機能をサポートするときに負荷を分散するのにも役立ちます。
NSA アーキテクチャにおける 5G の分割。この分割がなければ、ユーザー機器は 4 つの基地局 (5G と 2G) に接続しますが、PDCP 機能によるストリームの処理にはアンカー基地局のみが使用されます。分割オプション 4 を使用すると、PDCP 機能が集中的に実行されるため、DU の負荷分散がより効果的に行われますXNUMX。
ベースバンドプーリングによるコスト削減
- Open vRAN がコスト削減に役立つ方法の 5 つは、ベースバンド処理をプールすることです。XNUMX つの CU で複数の DU に対応でき、コスト効率を高めるために DU を CU と一緒に配置できます。DU がセル サイトでホストされている場合でも、DU は複数の RRU に対応できるため効率性が得られ、セル容量が増加するとビットあたりのコストが削減されますXNUMX。市販の既製ハードウェアで実行されるソフトウェアは、スケーリングと構成に手作業が必要な専用ハードウェアよりも応答性が高く、より柔軟にスケーリングできます。
- ベースバンドプーリングは、Open vRAN に固有のものではありません。従来のカスタム RAN では、ベースバンドユニット (BBU) は、BBU ホテルと呼ばれる、より集中化された場所にグループ化されることがありました。これらは、高速ファイバーを介して RRU に接続されます。これにより、現場での機器のコストが削減され、機器の設置とサービスのためのトラックロールの回数が減ります。ただし、BBU ホテルでは、スケーリングの粒度が限られています。ハードウェア BBU には、リソース最適化の利点がすべて備わっているわけではありません。tag仮想化の利点も、複数のさまざまなワークロードを処理する柔軟性も得られません。
- CoSP との共同研究により、RAN における最大の運用コスト (OPEX) は BBU ソフトウェア ライセンスであることがわかりました。プーリングによるソフトウェアの再利用の効率化は、RAN の総所有コスト (TCO) の最適化に役立ちます。
- ただし、伝送コストを考慮する必要があります。従来の DRAN のバックホールは、通常、固定ネットワーク オペレータがモバイル ネットワーク オペレータに提供する専用回線でした。専用回線は高額になる可能性があり、そのコストは DU を配置する場所に関するビジネス プランに決定的な影響を及ぼします。
- コンサルタント会社 Senza Fili と vRAN ベンダーの Mavenir は、Mavenir、Intel、HFR Networks6 の顧客を対象に実施した試験に基づいてコストをモデル化しました。次の XNUMX つのシナリオが比較されました。
- DU はセル サイトで RRU とともに配置されます。DU と CU の間ではミッドホール トランスポートが使用されます。
- DU は CU とともに配置されます。RRU と DU/CU の間ではフロントホール トランスポートが使用されます。
- CUは、ハードウェアリソースをRRU間でプールできるデータセンター内にありました。この研究では、CU、DU、ミッドホールおよびフロントホールの輸送コストをモデル化し、
- 6 年間にわたる OPEX と設備投資 (CAPEX)。
- DU を集中化すると輸送コストが増加するため、問題はプール化による利益が輸送コストを上回るかどうかでした。調査の結果、次のことがわかりました。
- ほとんどのセル サイトへの転送コストが低い通信事業者は、DU を CU に一元化する方が得策です。TCO を最大 42 パーセント削減できます。
- 輸送コストが高い事業者は、セルサイトで DU をホストすることで、TCO を最大 15% 削減できます。
- 相対的なコスト削減は、セル容量と使用されるスペクトルにも依存します。たとえば、セルサイトのDUは、ampつまり、十分に活用されていない可能性があり、同じコストでより多くのセルまたはより高い帯域幅をサポートするように拡張できる可能性があります。
- 「クラウド RAN」モデルでは、無線サイトから最大 200 km 離れた RAN 処理を集中化できる可能性があります。別の Senza Fili と Mavenir の調査7 では、クラウド RAN は DRAN と比較して 37 年間で XNUMX パーセントのコスト削減が可能であることがわかっています。BBU プーリングとハードウェアのより効率的な使用は、コスト削減に役立ちます。OPEX の節約は、保守および運用コストの削減によって実現します。集中化された場所は、セル サイトよりもアクセスと管理が容易である可能性が高く、必要な機器が少ないため、セル サイトも小さくできます。
- 仮想化と集中化を組み合わせると、トラフィック需要の変化に応じて拡張しやすくなります。セル サイトで独自のハードウェアをアップグレードするよりも、リソース プールに汎用サーバーを追加する方が簡単です。CoSP は、5 年後のトラフィックに対応できるハードウェアを今導入する必要なく、収益の伸びに合わせてハードウェアの支出を調整できます。
- ネットワークのどの程度を仮想化しますか?
- ACG Research と Red Hat は、分散無線アクセス ネットワーク (DRAN) と仮想化 RAN (vRAN)8 の推定総所有コスト (TCO) を比較しました。vRAN の資本支出 (CAPEX) は DRAN の半分であると推定されました。これは主に、集中化によって機器の数とサイトの数が少なくなり、コスト効率が向上したためです。
- この調査では、DRAN の運用コスト (OPEX) が vRAN よりも大幅に高いことも判明しました。これは、サイトのレンタル、メンテナンス、ファイバー リース、電力および冷却コストが削減された結果です。
- このモデルは、現在 1 の基地局を持ち、今後 12,000 年間で 11,000 の基地局を追加する必要がある Tier XNUMX 通信サービス プロバイダー (CoSP) に基づいています。CoSP は RAN 全体を仮想化する必要がありますか、それとも新規および拡張されたサイトだけを仮想化する必要がありますか?
- ACG Research の調査によると、新規サイトと成長中のサイトのみを仮想化した場合、TCO の節約は 27 パーセントでした。すべてのサイトを仮想化した場合、TCO の節約は 44 パーセントに増加しました。
- 27%
- TCOの節約
- 新規および拡張RANサイトのみを仮想化する
- 44%
- TCOの節約
- すべてのRANサイトを仮想化
- ACG リサーチ。12,000 サイトのネットワークを基盤とし、今後 11,000 年間で XNUMX サイトを追加する予定です。
セルサイトでの Open vRAN の事例
- 一部の CoSP は、ベースバンド プーリングでコスト削減が実現されない場合でも、戦略的な理由からセル サイトで Open vRAN を採用しています。
柔軟なクラウドベースのネットワークの構築 - 私たちが話をしたある CoSP は、特定のネットワーク スライスで最高のパフォーマンスを発揮する場所にネットワーク機能を配置できることの重要性を強調しました。
- これは、RANを含むネットワーク全体で汎用ハードウェアを使用することで可能になります。
ユーザープレーン関数、例ample は、ネットワークのエッジにある RAN サイトに移動できます。これにより、遅延が大幅に削減されます。 - この用途には、クラウド ゲーム、拡張現実/仮想現実、コンテンツ キャッシュなどがあります。
- RANの需要が低い場合は、汎用ハードウェアを他のアプリケーションに使用できます。忙しい時間と静かな時間があり、RANはいずれにしても
将来のトラフィック増加に対応するために、過剰にプロビジョニングされています。サーバー上の予備容量は、セルサイトの IoT ワークロード、または人工知能と機械学習を使用して無線リソース管理を最適化する RAN インテリジェント コントローラー (RIC) に使用できます。 - より細分化された調達はコスト削減に役立つ
- オープンインターフェースにより、通信事業者はどこからでもコンポーネントを調達する自由が得られます。従来の通信機器ベンダー間の競争が激化しますが、それだけではありません。通信事業者は、これまでネットワークに直接販売していなかったハードウェアメーカーから調達する柔軟性も得られます。相互運用性により、新しい vRAN ソフトウェア企業にも市場が開かれ、イノベーションをもたらし、価格競争を激化させることができます。
- 通信事業者は、通信機器メーカーを通じて購入するのではなく、特に無線機などの部品を直接調達することで、コストを削減できる可能性がある。
(TEM)。無線は RAN 予算の最大の割合を占めるため、ここでのコスト削減は全体的なコストに大きな影響を与える可能性があります。BBU ソフトウェア ライセンスは主要な OPEX コストであるため、RAN ソフトウェア レイヤーでの競争が激化することで、継続的なコストの削減につながります。 - モバイル・ワールド・コングレス2018でボーダフォンの最高技術責任者が
- ヨハン・ウィバーグ役員は、同社の6ヶ月間の
- インドでのオープンRANテスト。「さまざまな場所からコンポーネントを調達できるようになり、よりオープンなアーキテクチャを使用して、運用コストを30％以上削減することができました」と彼は言いました9。
- 30%のコスト削減
- コンポーネントを個別に調達することから。
- ボーダフォンのオープンRANトライアル、インド
新しいサービスのためのプラットフォームの構築
- ネットワークのエッジに汎用コンピューティング機能を備えることで、CoSP は顧客向けワークロードをそこでホストすることもできます。CoSP は、ユーザーに非常に近い場所でワークロードをホストできるだけでなく、パフォーマンスを保証することもできます。これにより、CoSP はエッジ ワークロードに関してクラウド サービス プロバイダーと競争できるようになります。
エッジ サービスには、オーケストレーションと管理に裏打ちされた分散クラウド アーキテクチャが必要です。これは、クラウドの原則に従って動作する完全に仮想化された RAN を導入することで実現できます。実際、RAN の仮想化は、エッジ コンピューティングを実現するための推進力の 1 つです。 - インテル® スマートエッジオープンソフトウェアは、マルチアクセスエッジコンピューティング (MEC) 用のソフトウェアツールキットを提供します。
アプリケーションが実行される場所に関係なく、利用可能なハードウェア リソースに基づいて高度に最適化されたパフォーマンスを実現します。
CoSP のエッジ サービスは、低レイテンシ、一貫したパフォーマンス、高レベルの信頼性を必要とするアプリケーションにとって魅力的です。
一貫性はコスト削減に役立ちます
- 仮想化は、ベースバンドプーリングが使用できないサイトでもコスト削減を実現します。
- CoSP と RAN 資産全体で一貫したアーキテクチャを実現します。
- ソフトウェアとハードウェアのスタックが 1 つにまとまっているため、メンテナンス、トレーニング、サポートが簡素化されます。基盤となるテクノロジーを区別することなく、共通のツールを使用してすべてのサイトを管理できます。
将来への準備
- DRAN からより集中化された RAN アーキテクチャへの移行には時間がかかります。セル サイトの RAN を Open vRAN に更新することは、良い足がかりとなります。これにより、一貫性のあるソフトウェア アーキテクチャを早期に導入できるため、将来的に適切なサイトをより簡単に集中化できます。セル サイトに展開されたハードウェアは、集中化された RAN の場所に移動したり、他のエッジ ワークロードに使用したりできるため、今日の投資は長期的には有益になります。モバイル バックホールの経済性は、CoSP の RAN サイトの一部またはすべてで将来的に大幅に変化する可能性があります。現在集中化された RAN に適していないサイトも、より安価なフロントホール接続が利用可能になれば、より実行可能になる可能性があります。セル サイトで仮想化された RAN を実行すると、CoSP は次のことが可能になります。
後で集中化することがより費用対効果の高い選択肢になった場合は集中化します。
総所有コスト（TCO）の計算
- コストは導入の主な動機ではないが
- オープン vRAN テクノロジーは多くの場合コスト削減が可能です。具体的な展開によって大きく異なります。
- オペレータ ネットワークは 2 つとして同じものはありません。各ネットワーク内では、セル サイト間で大きな多様性があります。人口密度の高い都市部に適したネットワーク トポロジが、地方には適さない場合があります。セル サイトが使用するスペクトルは必要な帯域幅に影響し、フロントホール コストに影響します。フロントホールで使用できるトランスポート オプションは、コスト モデルに大きな影響を与えます。
- 長期的には、Open vRAN を使用する方が専用ハードウェアを使用するよりもコスト効率が高く、拡張も容易になると期待されています。
- アクセンチュアは、49G の導入に Open vRAN テクノロジーを使用した場合、CAPEX が 5% 削減されたと報告しています10。ゴールドマン サックスも同様に CAPEX が 50% 削減されたと報告し、OPEX では 35% のコスト削減も発表しています11。
- Intel では、大手 CoSP と協力して、CAPEX と OPEX の両方を含む Open vRAN の TCO をモデル化しています。CAPEX は十分に理解されていますが、vRAN の運用コストが専用アプライアンスとどのように比較されるかについて、より詳細な調査を期待しています。私たちは、Open vRAN エコシステムと協力して、これをさらに調査しています。
Open vRAN による CAPEX 50% 削減 Open vRAN による OPEX 35% 削減 Goldman Sachs
すべての無線世代にOpen RANを使用する
- 5G の導入は、無線アクセス ネットワーク (RAN) に多くの変化をもたらすきっかけとなります。5G サービスは帯域幅を大量に消費し、まだ発展途上にあるため、よりスケーラブルで柔軟なアーキテクチャが強く望まれます。オープンで仮想化された無線アクセス ネットワーク (Open vRAN) により、グリーンフィールド ネットワークに 5G を導入しやすくなる可能性がありますが、ゼロから始めるオペレータはほとんどいません。既存のネットワークを持つオペレータは、5G 向けにオープンなスタックと、以前のネットワーク世代のクローズドな独自技術に基づくスタックという、XNUMX つの並列テクノロジ スタックを抱えるリスクを負うことになります。
- Parallel Wireless の報告によると、Open vRAN を使用してレガシー アーキテクチャを最新化する通信事業者は、12 年以内に投資収益が得られると予想されています30。Parallel Wireless の推定によると、レガシー ネットワークを最新化しない通信事業者は、運用コスト (OPEX) が競合他社よりも 50 ～ 13% 高くなる可能性がありますXNUMX。
- 3年 レガシーネットワークを Open vRAN に近代化して投資収益を得るまでに要した時間。Parallel Wireless14
結論
- CoSP は、ネットワークの柔軟性、拡張性、コスト効率を向上させるために、Open vRAN の採用を増やしています。ACG Research と Parallel Wireless の調査によると、Open vRAN の導入範囲が広がれば広がるほど、コスト削減の効果も大きくなります。CoSP は戦略的な理由でも Open vRAN を採用しています。Open vRAN は、ネットワークにクラウドのような柔軟性を与え、RAN コンポーネントを調達する際の CoSP の交渉力を高めます。プーリングによってコストが明らかに下がらないサイトでも、無線サイトと集中 RAN 処理の場所で一貫したテクノロジー スタックを使用することでコストを削減できます。ネットワークのエッジに汎用コンピューティングを配置すると、CoSP はエッジ ワークロードでクラウド サービス プロバイダーと競合できるようになります。Intel は、主要な CoSP と協力して Open vRAN の TCO をモデル化しています。当社の TCO モデルは、CoSP が RAN 資産のコストと柔軟性を最適化できるように支援することを目的としています。
もっと詳しく知る
- Intel eGuide: オープンでインテリジェントな RAN の導入
- インテル インフォグラフィック: 無線アクセス ネットワークのクラウド化
- オープン RAN を実現するための最善の方法は何ですか?
- クラウド RAN で通信事業者はどれだけコストを節約できるでしょうか?
- 経済アドバンtagモバイルオペレータのインフラストラクチャにおけるRANの仮想化のメリット
- モバイル オペレーターが 5G のみに OpenRAN を導入した場合、導入 TCO はどうなるでしょうか?
- インテル® スマートエッジオープン
- オープンRANは10年までに市場の2025%を占めるようになると予測、2年2020月1日、SDX Central。Dell'Oroグループのプレスリリース「オープンRANが2020桁のRANシェアに近づく」、XNUMX年XNUMX月XNUMX日のデータに基づく。
- テクノロジー、メディア、通信業界の予測 2021、7 年 2020 月 XNUMX 日、デロイト
- 仮想化RAN – 第1巻、2021年XNUMX月、Samsung
- 仮想化RAN – 第2巻、2021年XNUMX月、Samsung
- オープンRANを実現する最善の方法とは？、2021年、Mavenir
- 同上
- クラウド RAN で通信事業者はどれだけコストを削減できるか?、2017 年、Mavenir
- 経済アドバンtagモバイルオペレータのインフラストラクチャにおけるRANの仮想化のメリット、30年2019月9日、ACG ResearchおよびRed Hat 26 Facebook、TIP、Terragraphによるワイヤレスネットワークの強化、2018年XNUMX月XNUMX日、SDX Central
- アクセンチュア ストラテジー、2019年、iGRの「Open RAN Integration: Run With It」2020年XNUMX月号に掲載
- ゴールドマン・サックス・グローバル・インベストメント・リサーチ、2019年、iGRの「Open RAN Integration: Run With It」2020年XNUMX月号に掲載
- 同上
- 同上
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ドキュメント / リソース
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インテル オープンおよび仮想化 RAN のビジネスケースの作成 [pdf] 説明書 オープンで仮想化されたRANのビジネスケースの作成、ビジネスケースの作成、ビジネスケース、オープンで仮想化されたRAN、ケース |
