intel Evaluarea cazului de afaceri pentru RAN deschis și virtualizat

RAN deschise și virtualizate sunt setate pentru o creștere rapidă

Tehnologiile de rețea de acces radio deschisă și virtualizată (Open vRAN) ar putea crește până la aproape 10% din piața totală RAN până în 2025, potrivit estimărilor Dell'Oro Group1. Aceasta reprezintă o creștere rapidă, având în vedere că Open vRAN reprezintă doar un procent din piața RAN în prezent.
Există două fațete pentru deschiderea vRAN:

• Virtualizarea dezagregează software-ul de hardware și permite încărcărilor de lucru RAN să ruleze pe servere de uz general. Hardware-ul de uz general este mai mult
  flexibil și mai ușor de scalat decât RAN bazat pe dispozitive.
• Este relativ ușor să adăugați noi funcționalități RAN și îmbunătățiri de performanță folosind o actualizare de software.
• Pot fi utilizate principii IT dovedite, cum ar fi rețelele definite de software (SDN), cloud-native și DevOps. Există eficiențe operaționale în modul în care rețeaua este configurată, reconfigurată și optimizată; precum și în detectarea, corectarea și prevenirea defecțiunilor.
• Interfețele deschise permit Furnizorilor de servicii de comunicații (CoSP) să-și aprovizioneze ingredientele RAN de la diferiți furnizori și să le integreze mai ușor.
• Interoperabilitatea ajută la creșterea concurenței în RAN atât în ​​ceea ce privește prețul, cât și caracteristicile.
• RAN virtualizat poate fi utilizat fără interfețe deschise, dar beneficiile sunt cele mai mari atunci când ambele strategii sunt combinate.
• Interesul pentru vRAN a crescut recent, mulți operatori care se angajează în teste și primele lor implementări.
• Deloitte estimează că există 35 de implementări Open vRAN active la nivel mondial2. Arhitectura software Intel FlexRAN pentru procesarea în bandă de bază este utilizată în cel puțin 31 de implementări la nivel mondial (vezi Figura 1).
• În această lucrare, explorăm cazul de afaceri pentru Open vRAN. Vom discuta despre beneficiile din punct de vedere al costurilor ale grupării în bandă de bază și despre motivele strategice pentru care Open vRAN este încă de dorit atunci când gruparea nu este posibilă.

Introducerea unei noi topologii RAN

• În modelul tradițional Distributed RAN (DRAN), procesarea RAN este efectuată aproape de antena radio.
  RAN virtualizat împarte RAN într-o serie de funcții, care pot fi partajate între o unitate distribuită (DU) și o unitate centralizată (CU). Există o serie de opțiuni pentru împărțirea RAN, așa cum se arată în Figura 2. Opțiunea de împărțire 2 găzduiește Protocolul de convergență a datelor de pachete (PDCP) și Controlul resurselor radio (RRC) în CU, în timp ce restul funcțiilor de bandă de bază sunt transportate afară în DU. Funcția PHY poate fi împărțită între DU și unitatea radio la distanță (RRU).

AdvanultagArhitecturile RAN împărțite sunt:

• Găzduirea funcției Low-PHY la RRU reduce cerința de lățime de bandă fronthaul. În 4G, opțiunea 8 diviziunile au fost utilizate în mod obișnuit. Cu 5G, creșterea lățimii de bandă face ca Opțiunea 8 să fie neviabilă pentru modul 5G independent (SA). (Implementările 5G non-autonome (NSA) pot folosi în continuare Opțiunea 8 ca moștenire).
• Calitatea experienței poate fi îmbunătățită. Când miezul
  planul de control este distribuit către CU, CU devine punctul de ancorare al mobilității. Ca urmare, există mai puține preluări decât există atunci când DU este punctul de ancorare3.
• Găzduirea PDCP la CU ajută, de asemenea, la echilibrarea sarcinii atunci când acceptă capacitatea de conectivitate duală (DC)
  de 5G într-o arhitectură NSA. Fără această împărțire, echipamentul utilizatorului s-ar conecta la două stații de bază (4G și 5G), dar numai stația de bază de ancorare ar fi utilizată pentru a procesa fluxurile prin funcția PDCP. Folosind opțiunea 2 împărțită, funcția PDCP are loc central, astfel încât DU-urile sunt mai eficient echilibrate la sarcină4.

Reducerea costurilor prin punerea în comun a benzii de bază

• O modalitate prin care Open vRAN poate ajuta la reducerea costurilor este prin punerea în comun a procesării în bandă de bază. Un UC poate deservi mai multe DU-uri, iar DU-urile pot fi localizate împreună cu CU-urile pentru eficiența costurilor. Chiar dacă DU-ul este găzduit pe site-ul celulei, pot exista eficiențe, deoarece DU-ul poate servi mai multe RRU-uri, iar costul pe bit se reduce pe măsură ce capacitatea celulei crește5. Software-ul care rulează pe hardware comercial disponibil poate fi mai receptiv și se poate scala mai flexibil decât hardware-ul dedicat care necesită manoperă pentru scalare și configurare.
• Regruparea în bandă de bază nu este unică pentru Open vRAN: în RAN personalizat tradițional, unitățile de bandă de bază (BBU) au fost uneori grupate în locații mai centralizate, numite hoteluri BBU. Acestea sunt conectate la RRU prin fibră de mare viteză. Reduce costul echipamentelor de pe șantier și reduce numărul de rulouri de camioane pentru instalarea și întreținerea echipamentelor. Hotelurile BBU oferă totuși o granularitate limitată pentru scalare. BBU-urile hardware nu au toate avantajele de optimizare a resurselortagvirtualizării și nici flexibilitatea pentru gestionarea sarcinilor de lucru multiple și variate.
• Propria noastră lucrare cu CoSP-uri a constatat că costul maxim al cheltuielilor de operare (OPEX) în RAN este licențierea software-ului BBU. Reutilizarea mai eficientă a software-ului prin pooling ajută la optimizarea costului total de proprietate (TCO) pentru RAN.
• Cu toate acestea, costul transportului trebuie luat în considerare. Backhaul pentru DRAN tradițional a fost de obicei o linie închiriată furnizată operatorului de rețea mobilă de către operatorii de rețea fixă. Liniile închiriate pot fi costisitoare, iar costul are un efect decisiv asupra planului de afaceri pentru locul unde ar trebui să fie amplasat DU.
• Firma de consultanță Senza Fili și furnizorul vRAN Mavenir au modelat costurile pe baza încercărilor efectuate cu clienții rețelelor Mavenir, Intel și HFR6. Au fost comparate două scenarii:
• DU-urile sunt localizate împreună cu RRU-urile la locurile celulei. Transportul Midhaul este utilizat între DU și CU.
• DU-urile sunt localizate cu CU. Transportul frontal este utilizat între RRU și DU/CU.
• CU se afla într-un centru de date unde resursele hardware puteau fi puse în comun între RRU. Studiul a modelat costurile transportului CU, DU și midhaul și fronthaul, acoperind ambele
• OPEX și cheltuieli de capital (CAPEX) pe o perioadă de șase ani.
• Centralizarea DU crește costurile de transport, așa că întrebarea a fost dacă câștigurile de punere în comun depășesc costurile de transport. Studiul a constatat:
• Operatorii cu transport ieftin către majoritatea locațiilor lor celulare sunt mai bine să centralizeze DU cu CU. Ei își pot reduce TCO cu până la 42 la sută.
• Operatorii cu costuri mari de transport își pot reduce TCO cu până la 15% găzduind DU la locul celulei.
• Economiile relative de costuri depind și de capacitatea celulei și de spectrul utilizat. Un DU la un loc de celule, de example, poate fi subutilizat și s-ar putea scala pentru a suporta mai multe celule sau o lățime de bandă mai mare la același cost.
• Este posibil să se centralizeze procesarea RAN până la 200 km de site-ul radio în modelul „Cloud RAN”. Un studiu separat de Senza Fili și Mavenir7 a constatat că Cloud RAN ar putea reduce costurile cu 37% în cinci ani, comparativ cu DRAN. Combinarea BBU și utilizarea mai eficientă a hardware-ului ajută la reducerea costurilor. Economiile OPEX provin din costuri mai mici de întreținere și operare. Este posibil ca locațiile centralizate să fie mai ușor de accesat și gestionat decât site-urile de celule, iar site-urile de celule pot fi, de asemenea, mai mici, deoarece există mai puține echipamente necesare acolo.
• Virtualizarea și centralizarea împreună facilitează scalarea pe măsură ce cererile de trafic se modifică. Este mai ușor să adăugați mai multe servere de uz general la pool-ul de resurse decât să actualizați hardware-ul proprietar la site-ul celulei. CoSP-urile își pot potrivi mai bine cheltuielile cu hardware-ul cu creșterea veniturilor, fără a fi nevoie să implementeze acum hardware care va putea gestiona traficul în cinci ani.
• Cât de mult din rețea trebuie virtualizată?
• ACG Research și Red Hat au comparat costul total estimat de proprietate (TCO) pentru o rețea de acces radio distribuită (DRAN) și RAN virtualizat (vRAN)8. Ei au estimat că cheltuielile de capital (CAPEX) ale vRAN au fost jumătate din cele ale DRAN. Acest lucru s-a datorat, în principal, eficienței costurilor datorită faptului că au mai puține echipamente la mai puține locații folosind centralizarea.
• Studiul a mai constatat că cheltuielile de operare (OPEX) au fost semnificativ mai mari pentru DRAN decât pentru vRAN. Acest lucru a fost rezultatul reducerii costurilor de închiriere a site-ului, întreținere, închiriere de fibră și costuri de energie și răcire.
• Modelul s-a bazat pe un furnizor de servicii de comunicații de nivel 1 (CoSP) cu 12,000 de stații de bază acum și necesitatea de a adăuga 11,000 în următorii cinci ani. Ar trebui CoSP să virtualizeze întregul RAN sau doar site-urile noi și extinse?
• ACG Research a constatat că economiile TCO au fost de 27% atunci când au fost virtualizate doar site-uri noi și în creștere. Economiile TCO au crescut la 44% atunci când toate site-urile au fost virtualizate.
• 27%
  • Economie TCO
• Virtualizarea doar a site-urilor RAN noi și extinse
• 44%
  • Economie TCO
• Virtualizarea tuturor site-urilor RAN
• Cercetare ACG. Bazat pe o rețea de 12,000 de site-uri cu planuri de a adăuga 11,000 în următorii cinci ani.

Cazul pentru Open vRAN la site-ul celulei

• Unele CoSP adoptă Open vRAN la locul celulei din motive strategice, chiar și atunci când gruparea în bandă de bază nu oferă economii de costuri.
  Crearea unei rețele flexibile bazate pe cloud
• Un CoSP cu care am vorbit a subliniat importanța de a putea plasa funcțiile de rețea oriunde oferă cele mai bune performanțe pentru o anumită porțiune de rețea.
• Acest lucru devine posibil atunci când utilizați hardware de uz general în întreaga rețea, inclusiv pentru RAN. The
  funcția planului utilizatorului, de example, ar putea fi mutat pe site-ul RAN de la marginea rețelei. Acest lucru reduce semnificativ latența.
• Aplicațiile pentru aceasta includ jocuri în cloud, realitate augmentată/realitate virtuală sau stocarea în cache a conținutului.
• Hardware-ul de uz general poate fi utilizat pentru alte aplicații atunci când RAN are o cerere scăzută. Vor fi ore aglomerate și ore liniștite, iar RAN va fi în orice caz
  supraprovizionat pentru a satisface creșterea viitoare a traficului. Capacitatea de rezervă de pe server ar putea fi utilizată pentru un site de telefonie mobilă Internet of Things sau pentru un controler inteligent RAN (RIC), care optimizează gestionarea resurselor radio folosind inteligența artificială și învățarea automată.
• O aprovizionare mai granulară poate ajuta la reducerea costurilor
• Interfețele deschise oferă operatorilor libertatea de a procura componente de oriunde. Crește concurența între vânzătorii tradiționali de echipamente de telecomunicații, dar asta nu este tot. De asemenea, oferă operatorilor flexibilitatea de a se procura de la producători de hardware care nu au vândut anterior direct în rețea. Interoperabilitatea deschide piața și pentru noi companii de software vRAN, care pot aduce inovații și pot crește competiția prin preț.
• Operatorii pot fi capabili să obțină costuri mai mici prin aprovizionarea cu componente, în special radioul, direct, în loc să le cumpere printr-un producător de echipamente de telecomunicații.
  (TEM). Radioul reprezintă cea mai mare parte din bugetul RAN, astfel încât economiile de costuri aici pot avea un impact semnificativ asupra costurilor totale. Licența software BBU este costul OPEX principal, astfel încât concurența sporită în nivelul software RAN ajută la reducerea costurilor curente.
• La Mobile World Congress 2018, Vodafone Chief Technology
• Ofițerul Johan Wibergh a vorbit despre șase luni ale companiei
• Deschideți testul RAN în India. „Am reușit să reducem costurile de operare cu peste 30%, folosind o arhitectură mult mai deschisă, prin posibilitatea de a obține componente din diferite piese”, a spus el9.
• Economie de 30% a costurilor
• Din aprovizionarea componentelor separat.
• Proba Vodafone Open RAN, India

Construirea unei platforme pentru servicii noi

• Având capabilități de calcul de uz general la marginea rețelei, de asemenea, permite CoSP-urilor să găzduiască acolo sarcini de lucru adresate clienților. Pe lângă faptul că pot găzdui sarcini de lucru extrem de aproape de utilizator, CoSP-urile sunt capabile să garanteze performanța. Acest lucru îi poate ajuta să concureze cu furnizorii de servicii cloud pentru sarcinile de lucru edge.
  Serviciile Edge necesită o arhitectură cloud distribuită, susținută de orchestrare și management. Acest lucru poate fi activat prin existența unui RAN complet virtualizat care funcționează cu principii cloud. Într-adevăr, virtualizarea RAN este unul dintre driverele pentru realizarea edge computing.
• Software-ul Intel® Smart Edge Open oferă un set de instrumente software pentru Multi-Access Edge Computing (MEC). Ajută la atingere
  performanță extrem de optimizată, bazată pe resursele hardware disponibile oriunde rulează aplicația.
  Serviciile de vârf ale CoSP-urilor ar putea fi atractive pentru aplicațiile care necesită o latență scăzută, performanță constantă și niveluri ridicate de fiabilitate.

Consecvența ajută la reducerea costurilor

• Virtualizarea poate oferi economii de costuri, chiar și în site-urile în care nu poate fi utilizată gruparea în bandă de bază. Există beneficii pentru
• CoSP și proprietatea RAN în ansamblu, având o arhitectură consistentă.
• Având o singură stivă software și hardware simplifică întreținerea, instruirea și asistența. Instrumentele comune pot fi folosite pentru a gestiona toate site-urile, fără a fi nevoie să se facă diferența între tehnologiile de bază.

Pregătirea pentru viitor

• Trecerea de la DRAN la o arhitectură RAN mai centralizată va dura timp. Actualizarea RAN la locul celulei la Open vRAN este o piatră bună. Permite introducerea din timp a unei arhitecturi software consistente, astfel încât site-urile adecvate să poată fi centralizate mai ușor în viitor. Hardware-ul implementat la site-urile celulelor poate fi mutat în locația RAN centralizată sau utilizat pentru alte sarcini de lucru edge, făcând investiția de astăzi utilă pe termen lung. Economia mobilă backhaul se poate schimba semnificativ în viitor și pentru unele sau pentru toate site-urile RAN ale CoSP. Site-urile care nu sunt viabile pentru RAN centralizat astăzi ar putea fi mai viabile dacă devine disponibilă conectivitate fronthaul mai ieftină. Rularea RAN virtualizată la locul celulei permite CoSP
  centralizați mai târziu dacă aceasta devine o opțiune mai rentabilă.

Calcularea costului total de proprietate (TCO)

• În timp ce costul nu este motivația principală pentru adoptare
• Tehnologii vRAN deschise în multe cazuri, pot exista economii de costuri. Atât de mult depind de implementările specifice.
• Nu există două rețele de operatori la fel. În cadrul fiecărei rețele, există o diversitate uriașă între site-urile celulare. O topologie de rețea care funcționează pentru zonele urbane dens populate ar putea să nu fie potrivită pentru zonele rurale. Spectrul pe care îl folosește un site de celule va avea un impact asupra lățimii de bandă necesară, ceea ce va afecta costurile fronthaul. Opțiunile de transport disponibile pentru fronthaul au un impact semnificativ asupra modelului de cost.
• Se așteaptă că, pe termen lung, utilizarea Open vRAN poate fi mai rentabilă decât utilizarea hardware-ului dedicat și va fi mai ușor de scalat.
• Accenture a raportat că a înregistrat economii de CAPEX de 49% în cazul în care tehnologiile Open vRAN au fost utilizate pentru implementările 5G10. Goldman Sachs a raportat o cifră similară de CAPEX de 50 la sută și, de asemenea, a publicat economii de costuri de 35 la sută în OPEX11.
• La Intel, lucrăm cu CoSP de vârf pentru a modela TCO al Open vRAN, inclusiv atât CAPEX, cât și OPEX. Deși CAPEX este bine înțeles, suntem dornici să vedem cercetări mai detaliate despre modul în care costurile de operare ale vRAN se compară cu aparatele dedicate. Lucrăm cu ecosistemul Open vRAN pentru a explora acest lucru în continuare.

Economii de 50% CAPEX de la Open vRAN Economii de 35% OPEX de la Open vRAN Goldman Sachs

Utilizarea Open RAN pentru toate generațiile wireless

• Introducerea 5G este catalizatorul pentru multe schimbări în rețeaua de acces radio (RAN). Serviciile 5G vor avea nevoie de lățime de bandă și sunt încă în curs de dezvoltare, făcând o arhitectură mai scalabilă și mai flexibilă foarte de dorit. O rețea de acces radio deschisă și virtualizată (Open vRAN) poate face 5G mai ușor de implementat în rețele greenfield, dar puțini operatori pornesc de la zero. Cei cu rețele existente riscă să ajungă cu două tehnologii paralele: unul deschis pentru 5G și altul bazat pe tehnologii închise, proprietare, pentru generațiile anterioare de rețele.
• Parallel Wireless raportează că operatorii care își modernizează arhitectura moștenită cu Open vRAN se așteaptă să vadă o rentabilitate a investiției în trei ani12. Operatorii care nu își modernizează rețelele vechi pot vedea costuri ale cheltuielilor operaționale (OPEX) cu 30 până la 50% mai mari decât concurența, estimează Parallel Wireless13.
• 3 ani Timp necesar pentru a vedea rentabilitatea investiției de la modernizarea rețelelor vechi la Open vRAN. Wireless paralel14

Concluzie

• CoSP adoptă din ce în ce mai mult Open vRAN pentru a îmbunătăți flexibilitatea, scalabilitatea și rentabilitatea rețelelor lor. Cercetările de la ACG Research și Parallel Wireless arată că, cu cât Open vRAN este implementat mai pe scară largă, cu atât poate avea un impact mai mare asupra reducerii costurilor. CoSP adoptă Open vRAN și din motive strategice. Oferă rețelei flexibilitate asemănătoare cloud și crește puterea de negociere a CoSP atunci când se aprovizionează componente RAN. În site-urile în care punerea în comun nu reduce costurile în mod demonstrabil, există încă economii din utilizarea unei stive tehnologice consistente la locul radio și în locațiile centralizate de procesare RAN. Având un calcul cu scop general la marginea rețelei, poate ajuta CoSP-urile să concureze cu furnizorii de servicii cloud pentru sarcinile de lucru edge. Intel lucrează cu CoSP-uri de top pentru a modela TCO al Open vRAN. Modelul nostru TCO își propune să ajute CoSP-urile să optimizeze costurile și flexibilitatea proprietății lor RAN.

Află mai multe

• Intel eGuide: implementarea RAN deschisă și inteligentă
• Intel Infographic: Cloudifying the Radio Access Network
• Care este cel mai bun mod de a ajunge la deschiderea RAN?
• Cât de mult pot economisi operatorii cu un Cloud RAN?
• Economic Advantagvirtualizarea RAN în infrastructura operatorilor de telefonie mobilă
• Ce se întâmplă cu implementarea TCO atunci când operatorii de telefonie mobilă implementează OpenRAN numai pentru 5G?
• Intel® Smart Edge Open

1. Open RAN setat să capteze 10% din piață până în 2025, 2 septembrie 2020, SDX Central; pe baza datelor din comunicatul de presă al grupului Dell'Oro: Open RAN to Approach Double-Digit RAN Share, 1 septembrie 2020.
2. Predicții pentru tehnologie, media și telecomunicații 2021, 7 decembrie 2020, Deloitte
3. RAN virtualizat – Vol 1, aprilie 2021, Samsung
4. RAN virtualizat – Vol 2, aprilie 2021, Samsung
5. Care este cel mai bun mod de a ajunge la deschiderea RAN?, 2021, Mavenir
6. ibid
7. Cât de mult pot economisi operatorii cu un Cloud RAN?, 2017, Mavenir
8. Economic Advantage de Virtualizing the RAN in Mobile Operators' Infrastructure, 30 septembrie 2019, ACG Research și Red Hat 9 Facebook, TIP Advance Wireless Networking With Terragraph, 26 februarie 2018, SDX Central
9. Accenture Strategy, 2019, așa cum este raportat în Open RAN Integration: Run With It, aprilie 2020, iGR
10. Goldman Sachs Global Investment Research, 2019, așa cum este raportat în Open RAN Integration: Run With It, aprilie 2020, iGR
11. ibid
12. ibid

Notificări și declinări de răspundere

• Tehnologiile Intel pot necesita activarea hardware-ului, software-ului sau serviciilor activate.
• Niciun produs sau componentă nu poate fi absolut sigur.
• Costurile și rezultatele dvs. pot varia.
• Intel nu controlează și nu auditează datele terțelor părți. Ar trebui să consultați alte surse pentru a evalua acuratețea.
• © Intel Corporation. Intel, sigla Intel și alte mărci Intel sunt mărci comerciale ale Intel Corporation sau ale subsidiarelor sale. Alte nume și mărci pot fi revendicate ca fiind proprietatea altora. 0821/SMEY/CAT/PDF Vă rugăm să reciclați 348227-001EN

Documente/Resurse

intel Evaluarea cazului de afaceri pentru RAN deschis și virtualizat [pdfInstrucțiuni Realizarea cazului de afaceri pentru RAN deschis și virtualizat, Realizarea cazului de afaceri, Cazul de afaceri, RAN deschis și virtualizat, Caz

Referințe

• Manual de utilizare