intel robí obchodný prípad pre otvorený a virtualizovaný RAN

Otvorené a virtualizované RAN sú nastavené na rýchly rast

Podľa odhadov Dell'Oro Group10 by technológie otvorenej a virtualizovanej rádiovej prístupovej siete (Open vRAN) mohli do roku 2025 vzrásť na takmer 1 percent celkového trhu RAN. To predstavuje rýchly rast vzhľadom na to, že Open vRAN dnes tvorí iba jedno percento trhu RAN.
Existujú dva aspekty otvorenia vRAN:

• Virtualizácia oddeľuje softvér od hardvéru a umožňuje spúšťanie pracovných záťaží RAN na univerzálnych serveroch. Univerzálny hardvér je viac
  flexibilné a ľahšie škálovateľné ako RAN založené na zariadení.
• Je pomerne jednoduché pridať novú funkčnosť RAN a vylepšenia výkonu pomocou aktualizácie softvéru.
• Môžu sa použiť osvedčené princípy IT, ako sú softvérovo definované siete (SDN), cloud-native a DevOps. Existuje prevádzková efektivita v tom, ako je sieť nakonfigurovaná, prekonfigurovaná a optimalizovaná; ako aj pri zisťovaní, náprave a prevencii porúch.
• Otvorené rozhrania umožňujú poskytovateľom komunikačných služieb (CoSP) získavať zložky ich RAN od rôznych dodávateľov a jednoduchšie ich integrovať.
• Interoperabilita pomáha zvýšiť konkurenciu v RAN z hľadiska ceny aj funkcií.
• Virtualizovanú RAN možno použiť bez otvorených rozhraní, ale výhody sú najväčšie, keď sú obe stratégie kombinované.
• Záujem o vRAN sa v poslednej dobe zvyšuje, pričom mnohí operátori sa zapájajú do skúšok a ich prvých nasadení.
• Spoločnosť Deloitte odhaduje, že celosvetovo je aktívnych 35 nasadení otvorených vRAN2. Softvérová architektúra FlexRAN od Intelu na spracovanie základného pásma sa používa v najmenej 31 nasadeniach po celom svete (pozri obrázok 1).
• V tomto článku skúmame obchodný prípad pre Open vRAN. Budeme diskutovať o nákladových výhodách združovania základného pásma ao strategických dôvodoch, prečo je Open vRAN stále žiaduce, keď združovanie nie je možné.

Predstavujeme novú topológiu RAN

• V tradičnom modeli distribuovaného RAN (DRAN) sa spracovanie RAN vykonáva v blízkosti rádiovej antény.
  Virtualizovaná RAN rozdeľuje RAN do radu funkcií, ktoré možno zdieľať v rámci distribuovanej jednotky (DU) a centralizovanej jednotky (CU). Existuje niekoľko možností na rozdelenie RAN, ako je znázornené na obrázku 2. Možnosť rozdelenia 2 hostí protokol Packet Data Convergence Protocol (PDCP) a riadenie rádiových zdrojov (RRC) v CU, zatiaľ čo ostatné funkcie základného pásma sú prenášané vonku na DU. Funkciu PHY je možné rozdeliť medzi DU a vzdialenú rádiovú jednotku (RRU).

AdvantagRozdelené architektúry RAN sú:

• Hostenie funkcie Low-PHY na RRU znižuje požiadavku na šírku pásma fronthaul. V 4G sa bežne používali rozdelenia Option 8. Vďaka 5G sa vďaka zvýšeniu šírky pásma možnosť 8 stáva nerealizovateľnou pre samostatný režim 5G (SA). (Nesamostatné nasadenia 5G (NSA) môžu stále používať možnosť 8 ako starú).
• Kvalita skúseností sa môže zlepšiť. Keď jadro
  ovládacia rovina je distribuovaná do CU, CU sa stáva kotviacim bodom mobility. Výsledkom je menej odovzdaní, ako keď je DU kotviacim bodom3.
• Hostenie PDCP na CU tiež pomáha vyrovnávať záťaž pri podpore duálnej konektivity (DC).
  5G v architektúre NSA. Bez tohto rozdelenia by sa používateľské zariadenie pripojilo k dvom základňovým staniciam (4G a 5G), ale na spracovanie tokov prostredníctvom funkcie PDCP by sa používala iba základňová stanica kotva. Pri použití možnosti rozdelenia 2 sa funkcia PDCP vykonáva centrálne, takže DU sú efektívnejšie vyvážené4.

Zníženie nákladov prostredníctvom združovania základného pásma

• Jedným zo spôsobov, ako môže Open vRAN pomôcť znížiť náklady, je združovanie spracovania základného pásma. Jedna CU môže slúžiť viacerým DU a DU môžu byť lokalizovaní spolu s CU kvôli nákladovej efektívnosti. Aj keď je DU hosťovaný na mieste bunky, môže dôjsť k zvýšeniu efektivity, pretože DU môže obsluhovať viacero RRU a náklady na bit sa znižujú s rastom kapacity bunky5. Softvér bežiaci na komerčnom bežne dostupnom hardvéri môže byť citlivejší a flexibilnejšie sa škálovať ako vyhradený hardvér, ktorý vyžaduje manuálnu prácu na škálovanie a konfiguráciu.
• Združovanie základného pásma nie je jedinečné pre Open vRAN: v tradičnom vlastnom RAN boli jednotky základného pásma (BBU) niekedy zoskupené na centralizovanejších miestach, nazývaných BBU hotely. Sú pripojené k RRU cez vysokorýchlostné vlákno. Znižuje náklady na vybavenie na mieste a znižuje počet kotúčov nákladných vozidiel na inštaláciu a servis zariadení. Hotely BBU však ponúkajú obmedzenú granularitu pre škálovanie. Hardvérové ​​BBU nemajú všetky výhody optimalizácie zdrojovtagvirtualizácie, ani flexibilitu pri zvládaní viacerých a rôznych pracovných zaťažení.
• Naša vlastná práca s CoSP zistila, že najvyššie prevádzkové náklady (OPEX) v RAN sú licencovanie softvéru BBU. Efektívnejšie opätovné použitie softvéru prostredníctvom združovania pomáha optimalizovať celkové náklady na vlastníctvo (TCO) pre RAN.
• Treba však zvážiť náklady na dopravu. Backhaul pre tradičné DRAN bola zvyčajne prenajatá linka poskytovaná operátorovi mobilnej siete operátormi pevných sietí. Prenajaté okruhy môžu byť drahé a náklady majú rozhodujúci vplyv na podnikateľský plán, kde by sa mal DU nachádzať.
• Poradenská firma Senza Fili a dodávateľ vRAN Mavenir modelovali náklady na základe skúšok vykonaných so zákazníkmi Mavenir, Intel a HFR Networks6. Porovnávali sa dva scenáre:
• Následní používatelia sú umiestnení s RRU na miestach buniek. Medzi DU a CU sa využíva midhaul transport.
• Následní používatelia sú umiestnení s CU. Medzi RRU a DU/CU sa používa fronthaul doprava.
• CU bola v dátovom centre, kde bolo možné združovať hardvérové ​​prostriedky cez RRU. Štúdia modelovala náklady na CU, DU a midhaul a fronthaul dopravu, pokrývajúc oboje
• OPEX a kapitálové výdavky (CAPEX) počas šesťročného obdobia.
• Centralizácia DU zvyšuje náklady na dopravu, takže otázkou bolo, či zisky zo združovania prevažujú nad nákladmi na dopravu. Štúdia zistila:
• Operátori s nízkonákladovou dopravou do väčšiny svojich bunkových lokalít sú na tom lepšie, ak centralizujú DU s CU. Môžu znížiť svoje TCO až o 42 percent.
• Operátori s vysokými nákladmi na prepravu môžu znížiť svoje celkové náklady na vlastníctvo až o 15 percent tým, že budú DU hosťovať na mieste bunky.
• Relatívna úspora nákladov závisí aj od kapacity bunky a použitého spektra. Následný užívateľ v bunke, naprample, môžu byť nedostatočne využívané a mohli by sa škálovať tak, aby podporovali viac buniek alebo vyššiu šírku pásma za rovnakú cenu.
• V modeli „Cloud RAN“ môže byť možné centralizovať spracovanie RAN až do vzdialenosti 200 km od rádiovej stanice. Samostatná štúdia Senza Fili a Mavenir7 zistila, že Cloud RAN by mohol znížiť náklady o 37 percent počas piatich rokov v porovnaní s DRAN. BBU pooling a efektívnejšie využívanie hardvéru pomáhajú znižovať náklady. Úspory OPEX pochádzajú z nižších nákladov na údržbu a prevádzku. Centralizované lokality budú pravdepodobne ľahšie prístupné a spravovateľné ako bunkové lokality a bunkové lokality môžu byť tiež menšie, pretože sa tam vyžaduje menej vybavenia.
• Virtualizácia a centralizácia spolu uľahčujú škálovanie, keď sa menia požiadavky na prevádzku. Je jednoduchšie pridať viac serverov na všeobecné účely do fondu zdrojov, ako upgradovať vlastný hardvér v bunkovej lokalite. CoSP môžu lepšie prispôsobiť svoje výdavky na hardvér rastu svojich príjmov bez toho, aby teraz museli nasadiť hardvér, ktorý bude schopný riadiť prevádzku o päť rokov.
• Akú časť siete virtualizovať?
• ACG Research a Red Hat porovnali odhadované celkové náklady na vlastníctvo (TCO) pre distribuovanú rádiovú prístupovú sieť (DRAN) a virtualizovanú RAN (vRAN)8. Odhadli, že kapitálové výdavky (CAPEX) vRAN boli polovičné v porovnaní s DRAN. Bolo to spôsobené najmä nákladovou efektívnosťou z dôvodu menšieho počtu zariadení na menšom počte lokalít využívajúcich centralizáciu.
• Štúdia tiež zistila, že prevádzkové výdavky (OPEX) boli výrazne vyššie pre DRAN ako vRAN. Bolo to výsledkom znížených nákladov na prenájom, údržbu, optické vlákna a na energiu a chladenie.
• Model bol založený na Tier 1 Communications Service Provider (CoSP) s 12,000 11,000 základňovými stanicami v súčasnosti a potrebou pridať XNUMX XNUMX v priebehu nasledujúcich piatich rokov. Mal by CoSP virtualizovať celý RAN alebo len nové a rozšírené lokality?
• Výskum ACG zistil, že úspory TCO boli 27 percent, keď boli virtualizované iba nové a rastúce lokality. Úspora TCO sa po virtualizácii všetkých lokalít zvýšila na 44 percent.
• 27%
  • Úspora TCO
• Virtualizácia len nových a rozšírených lokalít RAN
• 44%
  • Úspora TCO
• Virtualizácia všetkých lokalít RAN
• Výskum ACG. Na základe siete 12,000 11,000 lokalít s plánmi pridať XNUMX XNUMX v priebehu nasledujúcich piatich rokov.

Prípad pre otvorenú vRAN na mieste bunky

• Niektorí CoSP používajú Open vRAN na mieste bunky zo strategických dôvodov, aj keď združovanie základného pásma neprináša úspory nákladov.
  Vytvorenie flexibilnej siete založenej na cloude
• Jeden CoSP, s ktorým sme hovorili, zdôraznil dôležitosť možnosti umiestniť sieťové funkcie kdekoľvek, kde poskytujú najlepší výkon pre konkrétny segment siete.
• To je možné, keď používate univerzálny hardvér v celej sieti, vrátane RAN. The
  funkcia užívateľskej roviny, naprample, mohli byť presunuté do lokality RAN na okraji siete. To výrazne znižuje latenciu.
• Aplikácie na to zahŕňajú cloudové hry, rozšírenú realitu/virtuálnu realitu alebo ukladanie obsahu do vyrovnávacej pamäte.
• Univerzálny hardvér sa môže použiť na iné aplikácie, keď má RAN nízky dopyt. Budú rušné a pokojné hodiny a RAN bude v každom prípade
  nadbytočné prostriedky na zabezpečenie budúceho rastu dopravy. Voľná ​​kapacita na serveri by sa mohla použiť na pracovné zaťaženie internetu vecí na bunkovej lokalite alebo na inteligentný ovládač RAN (RIC), ktorý optimalizuje správu rádiových zdrojov pomocou umelej inteligencie a strojového učenia.
• Podrobnejšie získavanie zdrojov môže pomôcť znížiť náklady
• Otvorené rozhrania poskytujú operátorom slobodu získavať komponenty odkiaľkoľvek. Zvyšuje konkurenciu medzi tradičnými dodávateľmi telekomunikačných zariadení, ale to nie je všetko. Operátorom tiež poskytuje flexibilitu pri získavaní zdrojov od výrobcov hardvéru, ktorí predtým nepredávali priamo do siete. Interoperabilita otvára trh aj novým softvérovým spoločnostiam vRAN, ktoré môžu priniesť inovácie a zvýšiť cenovú konkurenciu.
• Operátori môžu byť schopní dosiahnuť nižšie náklady tým, že budú komponenty, najmä rádio, nakupovať priamo, namiesto toho, aby ich kupovali od výrobcu telekomunikačných zariadení.
  (TEM). Rádio tvorí najväčšiu časť rozpočtu RAN, takže úspora nákladov tu môže mať významný vplyv na celkové náklady. Softvérová licencia BBU je hlavným nákladom OPEX, takže zvýšená konkurencia v softvérovej vrstve RAN pomáha znižovať priebežné náklady.
• Na Mobile World Congress 2018, Vodafone Chief Technology
• Dôstojník Johan Wibergh hovoril o polroku spoločnosti
• Otvorený test RAN v Indii. „Podarilo sa nám znížiť prevádzkové náklady o viac ako 30 percent pomocou oveľa otvorenejšej architektúry tým, že sme mohli získavať komponenty z rôznych častí,“ povedal9.
• 30% úspora nákladov
• Zo získavania komponentov samostatne.
• Otvorená skúšobná verzia RAN spoločnosti Vodafone, India

Budovanie platformy pre nové služby

• Univerzálne výpočtové možnosti na okraji siete tiež umožňujú CoSP hostiť tam úlohy, ktoré sú určené zákazníkom. Okrem toho, že CoSP dokážu hostiť pracovné zaťaženie v extrémnej blízkosti používateľa, dokážu zaručiť výkon. To im môže pomôcť súťažiť s poskytovateľmi cloudových služieb o okrajové pracovné zaťaženie.
  Okrajové služby vyžadujú distribuovanú cloudovú architektúru podporovanú orchestráciou a správou. Dá sa to dosiahnuť plne virtualizovanou sieťou RAN fungujúcou na princípoch cloudu. Virtualizácia RAN je skutočne jedným z hnacích síl pre realizáciu edge computingu.
• Softvér Intel® Smart Edge Open poskytuje súpravu softvérových nástrojov pre Multi-Access Edge Computing (MEC). Pomáha dosiahnuť
  vysoko optimalizovaný výkon založený na hardvérových zdrojoch dostupných kdekoľvek, kde je aplikácia spustená.
  Okrajové služby CoSP by mohli byť atraktívne pre aplikácie vyžadujúce nízku latenciu, konzistentný výkon a vysokú úroveň spoľahlivosti.

Dôslednosť pomáha znižovať náklady

• Virtualizácia môže priniesť úspory nákladov, dokonca aj na miestach, kde nemožno použiť združovanie základného pásma. Existujú výhody pre
• CoSP a kombi RAN ako celok tým, že majú konzistentnú architektúru.
• Jediný softvérový a hardvérový balík zjednodušuje údržbu, školenia a podporu. Na správu všetkých lokalít je možné použiť bežné nástroje bez toho, aby bolo potrebné rozlišovať medzi ich základnými technológiami.

Príprava na budúcnosť

• Prechod z DRAN na centralizovanejšiu architektúru RAN bude chvíľu trvať. Aktualizácia RAN na mieste bunky na Open vRAN je dobrým odrazovým mostíkom. Umožňuje včasné zavedenie konzistentnej softvérovej architektúry, takže vhodné lokality možno v budúcnosti ľahšie centralizovať. Hardvér nasadený v bunkových lokalitách možno presunúť do centralizovaného umiestnenia RAN alebo použiť na iné okrajové pracovné zaťaženia, vďaka čomu je dnešná investícia užitočná z dlhodobého hľadiska. Ekonomika mobilného backhaul sa môže v budúcnosti výrazne zmeniť aj pre niektoré alebo všetky RAN lokality CoSP. Stránky, ktoré dnes nie sú životaschopné pre centralizovaný RAN, môžu byť životaschopnejšie, ak bude k dispozícii lacnejšie fronthaul pripojenie. Spustenie virtualizovanej siete RAN na mieste bunky umožňuje CoSP
  centralizovať neskôr, ak sa to stane nákladovo efektívnejšou možnosťou.

Výpočet celkových nákladov na vlastníctvo (TCO)

• Hoci náklady nie sú primárnou motiváciou pre prijatie
• Vďaka otvoreným technológiám vRAN v mnohých prípadoch môže dôjsť k úspore nákladov. Veľa závisí od konkrétnych nasadení.
• Žiadne dve siete operátorov nie sú rovnaké. V rámci každej siete existuje obrovská rozmanitosť medzi bunkami. Topológia siete, ktorá funguje pre husto obývané mestské oblasti, nemusí byť vhodná pre vidiecke oblasti. Spektrum, ktoré bunková lokalita používa, bude mať vplyv na požadovanú šírku pásma, čo ovplyvní náklady na fronthaul. Možnosti dopravy dostupné pre fronthaul majú významný vplyv na nákladový model.
• Očakáva sa, že z dlhodobého hľadiska môže byť používanie Open vRAN nákladovo efektívnejšie ako používanie špecializovaného hardvéru a bude jednoduchšie škálovať.
• Spoločnosť Accenture uviedla, že tam, kde sa na nasadenia 49G použili technológie Open vRAN, došlo k úspore CAPEX vo výške 5 percent10. Goldman Sachs oznámila podobnú hodnotu CAPEX 50 percent a tiež zverejnila úsporu nákladov vo výške 35 percent v OPEX11.
• V spoločnosti Intel pracujeme s poprednými CoSP na modelovaní TCO Open vRAN, vrátane CAPEX aj OPEX. Aj keď sú CAPEX dobre pochopené, radi by sme videli podrobnejší výskum o porovnaní prevádzkových nákladov vRAN so špecializovanými zariadeniami. Pracujeme s otvoreným ekosystémom vRAN, aby sme to ďalej preskúmali.

50 % úspora CAPEX z Open vRAN 35 % úspora OPEX z Open vRAN Goldman Sachs

Používanie Open RAN pre všetky bezdrôtové generácie

• Zavedenie 5G je katalyzátorom mnohých zmien v rádiovej prístupovej sieti (RAN). Služby 5G budú náročné na šírku pásma a stále sa objavujú, vďaka čomu je veľmi žiaduca škálovateľnejšia a flexibilnejšia architektúra. Otvorená a virtualizovaná rádiová prístupová sieť (Open vRAN) môže uľahčiť nasadenie 5G v sieťach na zelenej lúke, ale len málo operátorov začína od nuly. Tí s existujúcimi sieťami riskujú, že skončia s dvoma paralelnými technologickými zásobníkmi: jedným otvoreným pre 5G a druhým založeným na uzavretých, proprietárnych technológiách pre staršie generácie sietí.
• Parallel Wireless uvádza, že operátori, ktorí modernizujú svoju starú architektúru pomocou Open vRAN, očakávajú návratnosť investícií do troch rokov12. Operátori, ktorí nemodernizujú svoje staršie siete, môžu zaznamenať prevádzkové náklady (OPEX) o 30 až 50 percent vyššie ako u konkurencie, odhaduje Parallel Wireless13.
• 3 roky Čas potrebný na návrat investícií z modernizácie starších sietí na Open vRAN. Paralelné bezdrôtové 14

Záver

• CoSP čoraz viac prijímajú Open vRAN, aby zlepšili flexibilitu, škálovateľnosť a nákladovú efektívnosť svojich sietí. Výskum od ACG Research a Parallel Wireless ukazuje, že čím širšie sa Open vRAN nasadí, tým väčší vplyv môže mať na zníženie nákladov. CoSP prijímajú Open vRAN aj zo strategických dôvodov. Poskytuje sieť flexibilitu podobnú cloudu a zvyšuje vyjednávaciu silu CoSP pri získavaní komponentov RAN. V miestach, kde združovanie preukázateľne neznižuje náklady, stále existujú úspory z používania konzistentného technologického zásobníka na rádiovom mieste a v centralizovaných lokalitách spracovania RAN. Výpočet na všeobecné účely na okraji siete môže pomôcť CoSP súťažiť s poskytovateľmi cloudových služieb o okrajové pracovné zaťaženia. Intel spolupracuje s poprednými CoSP na modelovaní TCO Open vRAN. Náš model TCO má za cieľ pomôcť CoSP optimalizovať náklady a flexibilitu ich majetku RAN.

Zistite viac

• Intel eGuide: Nasadenie otvoreného a inteligentného RAN
• Intel Infographic: Cloudifikácia rádiovej prístupovej siete
• Aký je najlepší spôsob, ako sa dostať k Open RAN?
• Koľko môžu operátori ušetriť s cloud RAN?
• Ekonomická výhodatagvirtualizácie RAN v infraštruktúre mobilných operátorov
• Čo sa stane s nasadením TCO, keď mobilní operátori nasadia OpenRAN iba pre 5G?
• Intel® Smart Edge Open

1. Open RAN nastavený na získanie 10 % trhu do roku 2025, 2. septembra 2020, SDX Central; na základe údajov z tlačovej správy Dell'Oro Group: Otvorená RAN sa priblíži k dvojcifernému zdieľaniu RAN, 1. septembra 2020.
2. Predpovede technológií, médií a telekomunikácií na rok 2021, 7. decembra 2020, Deloitte
3. Virtualizovaný RAN – zväzok 1, apríl 2021, Samsung
4. Virtualizovaný RAN – zväzok 2, apríl 2021, Samsung
5. Aký je najlepší spôsob, ako sa dostať do Open RAN?, 2021, Mavenir
6. tamtiež
7. Koľko môžu operátori ušetriť s cloudovým RAN?, 2017, Mavenir
8. Ekonomická výhodatagvirtualizácia RAN v infraštruktúre mobilných operátorov, 30. septembra 2019, ACG Research a Red Hat 9 Facebook, TIP Advance Wireless Networking With Terragraph, 26. februára 2018, SDX Central
9. Stratégia Accenture, 2019, ako je uvedené v Open RAN Integration: Run With It, apríl 2020, iGR
10. Goldman Sachs Global Investment Research, 2019, ako je uvedené v Open RAN Integration: Run With It, apríl 2020, iGR
11. tamtiež
12. tamtiež

Oznámenia a vylúčenia zodpovednosti

• Technológie Intel môžu vyžadovať aktiváciu hardvéru, softvéru alebo služby.
• Žiadny produkt alebo komponent nemôže byť absolútne bezpečný.
• Vaše náklady a výsledky sa môžu líšiť.
• Spoločnosť Intel nekontroluje ani nekontroluje údaje tretích strán. Na posúdenie presnosti by ste sa mali obrátiť na iné zdroje.
• © Intel Corporation. Intel, logo Intel a ďalšie značky Intel sú ochranné známky spoločnosti Intel Corporation alebo jej dcérskych spoločností. Iné názvy a značky môžu byť majetkom iných. 0821/SMEY/CAT/PDF Recyklujte 348227-001SK

Dokumenty / zdroje

intel robí obchodný prípad pre otvorený a virtualizovaný RAN [pdfPokyny Vytvorenie obchodného prípadu pre otvorený a virtualizovaný RAN, Vytvorenie obchodného prípadu, obchodný prípad, otvorený a virtualizovaný RAN, prípad

Referencie

• Používateľská príručka