Intel разрабатывает экономическое обоснование открытой и виртуализированной RAN

Открытая и виртуализированная RAN настроена на быстрый рост

По оценкам Dell'Oro Group10, к 2025 году технологии открытых и виртуализированных сетей радиодоступа (Open vRAN) могут вырасти почти до 1% всего рынка RAN. Это свидетельствует о быстром росте, учитывая, что Open vRAN сегодня составляет лишь один процент рынка RAN.
У Open vRAN есть два аспекта:

• Виртуализация отделяет программное обеспечение от оборудования и позволяет выполнять рабочие нагрузки RAN на серверах общего назначения. Аппаратное обеспечение общего назначения больше
  гибкий и простой в масштабировании, чем RAN на основе устройств.
• Добавить новые функции RAN и повысить производительность с помощью обновления программного обеспечения относительно просто.
• Можно использовать проверенные ИТ-принципы, такие как программно-определяемые сети (SDN), облачные решения и DevOps. Существует операционная эффективность в том, как сеть настроена, реконфигурирована и оптимизирована; а также в обнаружении, исправлении и предотвращении неисправностей.
• Открытые интерфейсы позволяют поставщикам услуг связи (CoSP) получать компоненты своей RAN от разных поставщиков и более легко интегрировать их.
• Функциональная совместимость помогает повысить конкуренцию в RAN как по цене, так и по характеристикам.
• Виртуализированную RAN можно использовать без открытых интерфейсов, но преимущества будут наибольшими при объединении обеих стратегий.
• В последнее время интерес к vRAN растет, и многие операторы участвуют в испытаниях и своих первых развертываниях.
• По оценкам Deloitte, во всем мире насчитывается 35 активных развертываний Open vRAN2. Программная архитектура Intel FlexRAN для обработки основной полосы частот используется как минимум в 31 развертывании по всему миру. (см. рисунок 1).
• В этой статье мы исследуем экономическое обоснование Open vRAN. Мы обсудим экономическую выгоду объединения основной полосы частот и стратегические причины, по которым Open vRAN по-прежнему желателен, когда объединение невозможно.

Представляем новую топологию RAN

• В традиционной модели распределенной RAN (DRAN) обработка RAN выполняется рядом с радиоантенной.
  Виртуализированная RAN разделяет RAN на конвейер функций, которые могут совместно использоваться распределенным блоком (DU) и централизованным блоком (CU). Существует несколько вариантов разделения RAN, как показано на рисунке 2. Вариант разделения 2 включает в себя протокол конвергенции пакетных данных (PDCP) и управление радиоресурсами (RRC) в CU, в то время как остальные функции основной полосы выполняются вышел в ДУ. Функция PHY может быть разделена между DU и удаленным радиоблоком (RRU).

AdvantagК преимуществам разделенной архитектуры RAN относятся:

• Размещение функции Low-PHY на RRU снижает требования к пропускной способности переднего соединения. В 4G обычно использовались разделения Option 8. В 5G увеличение пропускной способности делает вариант 8 непригодным для автономного режима 5G (SA). (В неавтономных развертываниях 5G (NSA) по-прежнему можно использовать вариант 8 как устаревший).
• Качество опыта можно улучшить. Когда ядро
  плоскость управления распространяется на CU, CU становится точкой привязки мобильности. В результате хэндоверов меньше, чем когда DU является точкой привязки3.
• Размещение PDCP в CU также помогает сбалансировать нагрузку при поддержке возможности двойного подключения (DC).
  5G в архитектуре АНБ. Без этого разделения пользовательское оборудование будет подключаться к двум базовым станциям (4G и 5G), но только опорная базовая станция будет использоваться для обработки потоков с помощью функции PDCP. При использовании варианта разделения 2 функция PDCP выполняется централизованно, поэтому DU более эффективно распределяют нагрузку4.

Снижение затрат за счет объединения групповых частот

• Один из способов, с помощью которого Open vRAN может помочь снизить затраты, — объединение обработки основной полосы частот. Один CU может обслуживать несколько DU, а DU могут располагаться вместе с CU для повышения эффективности затрат. Даже если DU размещается на узле сотовой связи, может быть достигнута эффективность, поскольку DU может обслуживать несколько RRU, а стоимость бита снижается по мере роста пропускной способности соты5. Программное обеспечение, работающее на готовом коммерческом оборудовании, может быть более отзывчивым и более гибким в плане масштабирования, чем выделенное оборудование, масштабирование и настройка которого требует ручного труда.
• Пул основной полосы не уникален для Open vRAN: в традиционной пользовательской сети RAN блоки основной полосы (BBU) иногда группируются в более централизованных местах, называемых отелями BBU. Они подключены к RRU по высокоскоростному оптоволокну. Это снижает стоимость оборудования на объекте и сокращает количество выездов грузовиков для установки и обслуживания оборудования. Однако отели BBU предлагают ограниченную степень детализации для масштабирования. Аппаратные блоки BBU не обладают всеми преимуществами оптимизации ресурсов.tagни виртуализации, ни гибкости для обработки множества и переменных рабочих нагрузок.
• Наша собственная работа с поставщиками услуг связи показала, что основные эксплуатационные расходы (OPEX) в RAN связаны с лицензированием программного обеспечения BBU. Более эффективное повторное использование программного обеспечения за счет объединения в пул помогает оптимизировать совокупную стоимость владения (TCO) для сети RAN.
• Однако необходимо учитывать транспортные расходы. Транзит для традиционной DRAN обычно представлял собой арендованную линию, предоставляемую оператору мобильной сети операторами фиксированной сети. Выделенные линии могут быть дорогими, и стоимость оказывает решающее влияние на бизнес-план того, где должен располагаться DU.
• Консультационная фирма Senza Fili и поставщик vRAN Mavenir смоделировали затраты на основе испытаний, проведенных с клиентами Mavenir, Intel и HFR Networks6. Сравнивались два сценария:
• DU расположены вместе с RRU на узлах сотовой связи. Промежуточный транспорт используется между DU и CU.
• DU расположены вместе с CU. Транспорт Fronthaul используется между RRU и DU/CU.
• CU находился в центре обработки данных, где аппаратные ресурсы могли быть объединены между RRU. В исследовании смоделированы затраты на CU, DU, промежуточные и передние перевозки, охватывающие как
• OPEX и капитальные затраты (CAPEX) за шестилетний период.
• Централизация DU увеличивает транспортные расходы, поэтому вопрос заключался в том, перевешивают ли выгоды от объединения транспортные расходы. Исследование показало:
• Операторам с недорогим транспортом к большинству своих сотовых сайтов лучше централизовать DU с CU. Они могут сократить совокупную стоимость владения до 42 процентов.
• Операторы с высокими транспортными расходами могут сократить совокупную стоимость владения до 15 %, разместив DU на узле сотовой связи.
• Относительная экономия затрат также зависит от пропускной способности соты и используемого спектра. DU на сотовом узле, напримерample, может использоваться недостаточно и может масштабироваться для поддержки большего количества ячеек или более высокой пропускной способности при тех же затратах.
• Возможно централизовать обработку RAN на расстоянии до 200 км от радиоузла в модели «Облачная RAN». Отдельное исследование Senza Fili и Mavenir7 показало, что Cloud RAN может снизить затраты на 37% в течение пяти лет по сравнению с DRAN. Пул BBU и более эффективное использование оборудования помогают снизить затраты. Экономия эксплуатационных расходов достигается за счет снижения затрат на техническое обслуживание и эксплуатацию. Централизованные местоположения, вероятно, будут проще в доступе и управлении, чем сотовые узлы, а сотовые узлы также могут быть меньше, потому что там требуется меньше оборудования.
• Виртуализация и централизация вместе упрощают масштабирование по мере изменения требований к трафику. Легче добавить в пул ресурсов больше серверов общего назначения, чем обновлять проприетарное оборудование на сотовом узле. CoSP могут лучше сопоставлять свои расходы на оборудование с ростом доходов без необходимости развертывания оборудования сейчас, которое сможет управлять трафиком через пять лет.
• Какую часть сети нужно виртуализировать?
• ACG Research и Red Hat сравнили предполагаемую общую стоимость владения (TCO) для распределенной сети радиодоступа (DRAN) и виртуализированной RAN (vRAN)8. По их оценкам, капитальные затраты (CAPEX) на vRAN были вдвое меньше, чем на DRAN. В основном это было связано с экономической эффективностью за счет меньшего количества оборудования на меньшем количестве сайтов, использующих централизацию.
• Исследование также показало, что операционные расходы (OPEX) были значительно выше для DRAN, чем для vRAN. Это стало результатом сокращения расходов на аренду площадок, техническое обслуживание, аренду оптоволокна, а также на электроэнергию и охлаждение.
• Модель была основана на поставщике услуг связи уровня 1 (CoSP) с 12,000 11,000 базовых станций в настоящее время, и необходимо добавить XNUMX XNUMX в течение следующих пяти лет. Следует ли CoSP виртуализировать всю RAN или только новые и расширенные сайты?
• ACG Research обнаружила, что снижение совокупной стоимости владения составило 27 процентов при виртуализации только новых и растущих площадок. Экономия совокупной стоимости владения увеличилась до 44 процентов, когда все сайты были виртуализированы.
• 27%
  • Экономия совокупной стоимости владения
• Виртуализация только новых и расширенных сайтов RAN
• 44%
  • Экономия совокупной стоимости владения
• Виртуализация всех сайтов RAN
• Исследования АКГ. На основе сети из 12,000 11,000 сайтов с планами добавить XNUMX XNUMX в течение следующих пяти лет.

Пример использования Open vRAN на сотовом узле

• Некоторые поставщики услуг связи используют Open vRAN на узле сотовой связи по стратегическим причинам, даже если объединение базовых полос частот не обеспечивает экономии средств.
  Создание гибкой облачной сети
• Один CoSP, с которым мы разговаривали, подчеркнул важность возможности размещать сетевые функции там, где они обеспечивают наилучшую производительность для определенного сегмента сети.
• Это становится возможным, когда вы используете оборудование общего назначения по всей сети, в том числе для RAN.
  функция плоскости пользователя, напримерample, можно было переместить на сайт RAN на границе сети. Это значительно сокращает задержку.
• Приложения для этого включают облачные игры, дополненную/виртуальную реальность или кэширование контента.
• Аппаратное обеспечение общего назначения может использоваться для других приложений, когда RAN имеет низкий спрос. Будут часы пик и часы затишья, а РАН в любом случае будет
  выделено с запасом для обеспечения будущего роста трафика. Свободная емкость на сервере может быть использована для рабочей нагрузки сотового сайта Интернета вещей или для интеллектуального контроллера RAN (RIC), который оптимизирует управление радиоресурсами с помощью искусственного интеллекта и машинного обучения.
• Более детальный поиск может помочь снизить затраты
• Наличие открытых интерфейсов дает операторам свободу получать компоненты из любого места. Это увеличивает конкуренцию между традиционными поставщиками телекоммуникационного оборудования, но это еще не все. Это также дает операторам возможность выбирать поставщиков оборудования от производителей, которые ранее не продавали напрямую в сеть. Совместимость также открывает рынок для новых компаний-разработчиков программного обеспечения vRAN, которые могут привнести инновации и усилить ценовую конкуренцию.
• Операторы могут снизить затраты, приобретая компоненты, в частности радиостанции, напрямую, а не покупая их у производителя телекоммуникационного оборудования.
  (ТЕМ). На радио приходится наибольшая доля бюджета RAN, поэтому экономия здесь может оказать существенное влияние на общие затраты. Лицензия на программное обеспечение BBU является основной статьей эксплуатационных расходов, поэтому усиление конкуренции на уровне программного обеспечения RAN помогает снизить текущие расходы.
• На Всемирном мобильном конгрессе 2018 года Vodafone Chief Technology
• Сотрудник Йохан Виберг рассказал о шестимесячной
• Открытый тест RAN в Индии. «Мы смогли снизить эксплуатационные расходы более чем на 30 процентов, используя гораздо более открытую архитектуру, благодаря возможности получать компоненты из разных частей», — сказал он9.
• 30% экономии средств
• Из источников компонентов отдельно.
• Испытание Vodafone Open RAN, Индия

Создание платформы для новых услуг

• Наличие вычислительных мощностей общего назначения на границе сети также позволяет CoSP размещать там рабочие нагрузки, ориентированные на клиентов. Помимо возможности размещать рабочие нагрузки в непосредственной близости от пользователя, CoSP могут гарантировать производительность. Это может помочь им конкурировать с поставщиками облачных услуг за пограничные рабочие нагрузки.
  Пограничным службам требуется распределенная облачная архитектура, подкрепленная оркестровкой и управлением. Этого можно добиться, имея полностью виртуализированную RAN, работающую на облачных принципах. Действительно, виртуализация RAN является одним из факторов реализации граничных вычислений.
• Программное обеспечение Intel® Smart Edge Open предоставляет набор программных средств для граничных вычислений с множественным доступом (MEC). Это помогает достичь
  высокооптимизированная производительность, основанная на аппаратных ресурсах, доступных везде, где работает приложение.
  Пограничные услуги CoSP могут быть привлекательными для приложений, требующих малой задержки, стабильной производительности и высокого уровня надежности.

Последовательность помогает снизить затраты

• Виртуализация может обеспечить экономию средств даже в тех местах, где нельзя использовать групповой пул. Есть преимущества для
• CoSP и сеть RAN в целом имеют согласованную архитектуру.
• Наличие единого программного и аппаратного стека упрощает обслуживание, обучение и поддержку. Для управления всеми сайтами можно использовать общие инструменты без необходимости различать лежащие в их основе технологии.

Подготовка к будущему

• Переход от DRAN к более централизованной архитектуре RAN потребует времени. Обновление RAN на сотовом узле до Open vRAN — хороший шаг вперед. Это позволяет заблаговременно внедрить согласованную программную архитектуру, чтобы в будущем было легче централизовать подходящие сайты. Аппаратное обеспечение, развернутое на узлах сотовой связи, можно переместить в централизованную сеть RAN или использовать для других периферийных рабочих нагрузок, что делает сегодняшние инвестиции полезными в долгосрочной перспективе. Экономика мобильного транзита может значительно измениться в будущем для некоторых или всех сайтов RAN CoSP. Сайты, которые сегодня не подходят для централизованной RAN, могут оказаться более жизнеспособными, если станут доступными более дешевые передовые соединения. Запуск виртуализированной RAN на узле сотовой связи позволяет CoSP
  централизуйте позже, если это станет более рентабельным вариантом.

Расчет общей стоимости владения (TCO)

• Хотя стоимость не является основным мотивом для принятия
• Открытые технологии vRAN во многих случаях могут обеспечить экономию средств. Многое зависит от конкретных развертываний.
• Нет двух одинаковых сетей операторов. Внутри каждой сети существует огромное разнообразие сайтов сотовой связи. Топология сети, которая подходит для густонаселенных городских районов, может не подходить для сельской местности. Спектр, который использует сотовый сайт, повлияет на требуемую полосу пропускания, что повлияет на затраты на транзитную передачу. Варианты транспортировки, доступные для фронтальной перевозки, оказывают значительное влияние на модель затрат.
• Ожидается, что в долгосрочной перспективе использование Open vRAN может быть более рентабельным, чем использование выделенного оборудования, и его будет легче масштабировать.
• Компания Accenture сообщила о снижении капитальных затрат на 49% при использовании технологий Open vRAN для развертывания сетей 5G10. Goldman Sachs сообщил о аналогичном показателе капитальных затрат в размере 50 процентов, а также опубликовал информацию о снижении затрат на 35 процентов в операционных затратах11.
• В Intel мы работаем с ведущими поставщиками услуг связи, чтобы смоделировать совокупную стоимость владения Open vRAN, включая как капитальные, так и эксплуатационные затраты. Хотя CAPEX хорошо изучен, мы заинтересованы в более подробном исследовании того, как эксплуатационные расходы vRAN сравниваются с выделенными устройствами. Мы работаем с экосистемой Open vRAN для дальнейшего изучения этого вопроса.

50%-ная экономия капитальных затрат благодаря Open vRAN 35%-ная экономия эксплуатационных расходов благодаря Open vRAN Goldman Sachs

Использование Open RAN для всех поколений беспроводных сетей

• Внедрение 5G стало катализатором значительных изменений в сети радиодоступа (RAN). Услуги 5G будут нуждаться в пропускной способности и все еще появляются, что делает очень желательной более масштабируемую и гибкую архитектуру. Открытая и виртуализированная сеть радиодоступа (Open vRAN) может упростить развертывание 5G в новых сетях, но лишь немногие операторы начинают с нуля. Те, у кого уже есть сети, рискуют оказаться с двумя параллельными технологическими стеками: один открыт для 5G, а другой основан на закрытых проприетарных технологиях для более ранних поколений сетей.
• Parallel Wireless сообщает, что операторы, которые модернизируют свою унаследованную архитектуру с помощью Open vRAN, ожидают окупаемости инвестиций через три года12. По оценкам Parallel Wireless30, операторы, которые не модернизируют свои устаревшие сети, могут столкнуться с затратами на операционные расходы (OPEX) на 50-13 процентов выше, чем у конкурентов.
• 3 года Время, необходимое для окупаемости инвестиций от модернизации устаревших сетей до Open vRAN. Параллельная беспроводная связь14

Заключение

• Поставщики услуг связи все чаще используют Open vRAN для повышения гибкости, масштабируемости и экономической эффективности своих сетей. Исследования, проведенные ACG Research и Parallel Wireless, показывают, что чем шире развернута Open vRAN, тем большее влияние она может оказать на снижение затрат. CoSP также внедряют Open vRAN по стратегическим причинам. Это придает сети облачную гибкость и увеличивает возможности CoSP при согласовании при поиске компонентов RAN. В узлах, где объединение не приводит к заметному снижению затрат, по-прежнему можно сэкономить за счет использования согласованного стека технологий в узлах радиосвязи и в местах централизованной обработки RAN. Наличие вычислений общего назначения на границе сети может помочь CoSP конкурировать с поставщиками облачных услуг за пограничные рабочие нагрузки. Intel работает с ведущими поставщиками услуг связи, чтобы смоделировать совокупную стоимость владения для Open vRAN. Наша модель совокупной стоимости владения направлена ​​на то, чтобы помочь поставщикам услуг связи оптимизировать стоимость и гибкость их сети RAN.

Узнать больше

• Intel eGuide: развертывание открытой и интеллектуальной RAN
• Инфографика Intel: Облако сети радиодоступа
• Как лучше всего добраться до Open RAN?
• Сколько операторы могут сэкономить с помощью облачной RAN?
• Экономический адванtages виртуализации RAN в инфраструктуре операторов мобильной связи
• Что происходит с совокупной стоимостью владения при развертывании, когда операторы мобильной связи развертывают OpenRAN только для 5G?
• Intel® Smart Edge Открыть

1. Open RAN собирается захватить 10% рынка к 2025 г., 2 сентября 2020 г., SDX Central; на основе данных из пресс-релиза Dell'Oro Group: Open RAN to Approach двузначная доля RAN, 1 сентября 2020 г.
2. Прогнозы в области технологий, СМИ и телекоммуникаций на 2021 г., 7 декабря 2020 г., Deloitte.
3. Виртуализированная RAN — Том 1, апрель 2021 г., Samsung
4. Виртуализированная RAN — Том 2, апрель 2021 г., Samsung
5. Как лучше всего добраться до Open RAN?, 2021, Мавенир
6. там же
7. Сколько операторы могут сэкономить с помощью облачной RAN?, 2017, Mavenir
8. Экономический адванtages of Virtualizing RAN in Mobile Operators' Infrastructure, 30 сентября 2019 г., ACG Research и Red Hat 9 Facebook, TIP Advance Wireless Networking with Terragraph, 26 февраля 2018 г., SDX Central
9. Стратегия Accenture, 2019 г., как сообщается в Open RAN Integration: Run With It, апрель 2020 г., iGR
10. Goldman Sachs Global Investment Research, 2019 г., как сообщается в Open RAN Integration: Run With It, апрель 2020 г., iGR
11. там же
12. там же

Уведомления и отказ от ответственности

• Для технологий Intel может потребоваться активированное оборудование, программное обеспечение или сервис.
• Ни один продукт или компонент не может быть абсолютно безопасным.
• Ваши затраты и результаты могут отличаться.
• Intel не контролирует и не проверяет сторонние данные. Вам следует обратиться к другим источникам, чтобы оценить точность.
• © Корпорация Intel. Intel, логотип Intel и другие товарные знаки Intel являются товарными знаками корпорации Intel или ее дочерних компаний. Другие имена и торговые марки могут быть заявлены как собственность других лиц. 0821/SMEY/CAT/PDF Пожалуйста, утилизируйте 348227-001EN

Документы/Ресурсы

Intel разрабатывает экономическое обоснование открытой и виртуализированной RAN [pdf] Инструкции Экономическое обоснование для открытой и виртуализированной RAN, Экономическое обоснование, Экономическое обоснование, Открытая и виртуализированная RAN, Пример

Ссылки

• Руководство пользователя