intel Gör affärsfallet för öppet och virtualiserat RAN
Öppen och virtualiserad RAN är inställd på snabb tillväxt
Teknik för öppna och virtualiserade radioaccessnätverk (Open vRAN) kan växa till nästan 10 procent av den totala RAN-marknaden år 2025, enligt uppskattningar från Dell'Oro Group1. Det representerar en snabb tillväxt med tanke på att Open vRAN endast utgör en procent av RAN-marknaden idag.
Det finns två aspekter av Open vRAN:
- Virtualisering disaggregerar programvaran från hårdvaran och gör att RAN-arbetsbelastningar kan köras på servrar för allmänna ändamål. Hårdvara för allmänna ändamål är mer
flexibel och lättare att skala än apparatbaserad RAN. - Det är relativt enkelt att lägga till ny RAN-funktionalitet och prestandaförbättringar med en mjukvaruuppgradering.
- Beprövade IT-principer som mjukvarudefinierade nätverk (SDN), molnbaserade och DevOps kan användas. Det finns operativa effektivitetsvinster i hur nätverket konfigureras, omkonfigureras och optimeras; såväl som vid felsökning, korrigering och förebyggande.
- Öppna gränssnitt gör det möjligt för Communications Service Providers (CoSPs) att hämta ingredienserna i deras RAN från olika leverantörer och integrera dem enklare.
- Interoperabilitet bidrar till att öka konkurrensen i RAN både vad gäller pris och funktioner.
- Virtualiserat RAN kan användas utan öppna gränssnitt, men fördelarna är störst när båda strategierna kombineras.
- Intresset för vRAN har ökat på senare tid, med många operatörer som deltar i tester och deras första implementeringar.
- Deloitte uppskattar att det finns 35 aktiva Open vRAN-distributioner över hela världen2. Intels FlexRAN mjukvaruarkitektur för basbandsbehandling används i minst 31 installationer över hela världen (se figur 1).
- I den här artikeln utforskar vi affärsfallet för Open vRAN. Vi kommer att diskutera kostnadsfördelarna med pooling av basband, och de strategiska skälen till varför Open vRAN fortfarande är önskvärt när poolning inte är möjlig.
Introducerar en ny RAN-topologi
- I den traditionella distribuerade RAN-modellen (DRAN) utförs RAN-behandlingen nära radioantennen.
Virtualiserat RAN delar upp RAN i en pipeline av funktioner, som kan delas över en distribuerad enhet (DU) och en centraliserad enhet (CU). Det finns ett antal alternativ för att dela upp RAN, som visas i figur 2. Delat alternativ 2 är värd för Packet Data Convergence Protocol (PDCP) och Radio Resource Control (RRC) i CU, medan resten av basbandsfunktionerna bärs ute i DU. PHY-funktionen kan delas mellan DU och fjärrradioenheten (RRU).
AdvanentagDelade RAN-arkitekturer är:
- Att vara värd för Low-PHY-funktionen vid RRU minskar kravet på fronthaulbandbredd. I 4G användes vanligtvis alternativ 8-delningar. Med 5G gör bandbreddsökningen alternativ 8 omöjligt för 5G fristående (SA) läge. (5G icke-fristående (NSA)-distributioner kan fortfarande använda alternativ 8 som äldre).
- Kvaliteten på upplevelsen kan förbättras. När kärnan
kontrollplanet distribueras till CU:n, blir CU:n rörlighetsankarpunkt. Som ett resultat blir det färre överlämningar än när DU är ankarpunkten3. - Att vara värd för PDCP vid CU hjälper också till att balansera belastningen när det stöder dubbla anslutningsmöjligheter (DC)
av 5G i en NSA-arkitektur. Utan denna uppdelning skulle användarutrustning ansluta till två basstationer (4G och 5G) men endast ankarbasstationen skulle användas för att bearbeta strömmarna genom PDCP-funktionen. Genom att använda delat alternativ 2 sker PDCP-funktionen centralt, så DU:erna är mer effektivt lastbalanserade4.
Minska kostnaderna genom pooling av basband
- Ett sätt som Open vRAN kan bidra till att minska kostnaderna är genom att slå samman basbandsbehandling. En CU kan betjäna flera DU, och DU kan lokaliseras med CU:er för kostnadseffektivitet. Även om DU är värd på cellplatsen kan det finnas effektivitetsvinster eftersom DU kan betjäna flera RRU, och kostnaden per bit minskar när cellkapaciteten växer5. Programvara som körs på kommersiell hårdvara från hyllan kan vara mer lyhörd och skalas mer flexibelt än dedikerad hårdvara som kräver manuellt arbete för att skala och konfigurera.
- Basbandspoolning är inte unik för Open vRAN: i traditionellt anpassat RAN har basbandsenheterna (BBU) ibland grupperats på mer centraliserade platser, kallade BBU-hotell. De är anslutna till RRU:erna över höghastighetsfiber. Det minskar kostnaderna för utrustning på platsen och minskar antalet lastbilsrullar för installation och service av utrustning. BBU-hotell erbjuder dock begränsad granularitet för skalning. Hårdvaru-BBU:erna har inte all resursoptimeringtagvirtualisering, inte heller flexibiliteten för att hantera flera och varierande arbetsbelastningar.
- Vårt eget arbete med CoSPs fann att den högsta kostnaden för operativa utgifter (OPEX) i RAN är BBU-programvarulicenser. Effektivare återanvändning av programvara genom pooling hjälper till att optimera den totala ägandekostnaden (TCO) för RAN.
- Kostnaden för transport måste dock beaktas. Backhaul för traditionell DRAN har vanligtvis varit en hyrd linje som tillhandahålls mobilnätoperatören av fastnätsoperatörer. Hyrda förbindelser kan vara dyra, och kostnaden har en avgörande inverkan på affärsplanen för var DU ska ligga.
- Konsultföretaget Senza Fili och vRAN-leverantören Mavenir modellerade kostnaderna baserat på försök som utförts med kunder till Mavenir, Intel och HFR Networks6. Två scenarier jämfördes:
- DU:er är lokaliserade med RRU:erna på cellplatserna. Midhaul transport används mellan DU och CU.
- DUs är placerade med CUs. Fronthaul transport används mellan RRU och DU/CU.
- CU:n befann sig i ett datacenter där hårdvaruresurser kunde slås samman över RRU:er. Studien modellerade kostnaderna för CU, DU och midhaul och fronthaul transporter, och täckte båda
- OPEX och kapitalutgifter (CAPEX) under en sexårsperiod.
- Att centralisera DU ökar transportkostnaderna, så frågan var om sammanslagningsvinsterna uppväger transportkostnaderna. Studien fann:
- Operatörer med lågkostnadstransport till de flesta av sina cellplatser är bättre av att centralisera DU med CU. De kan minska sin totala totalkostnad med upp till 42 procent.
- Operatörer med höga transportkostnader kan sänka sin TCO med upp till 15 procent genom att vara värd för DU på cellplatsen.
- De relativa kostnadsbesparingarna beror också på cellkapaciteten och det spektrum som används. En DU på en cellplats, till exempelample, kan vara underutnyttjad och kan skalas för att stödja fler celler eller högre bandbredd till samma kostnad.
- Det kan vara möjligt att centralisera RAN-behandling upp till 200 km från radioplatsen i "Cloud RAN"-modellen. En separat Senza Fili och Mavenir studie7 fann att Cloud RAN kunde sänka kostnaderna med 37 procent under fem år, jämfört med DRAN. BBU-pooling och effektivare användning av hårdvara bidrar till att sänka kostnaderna. OPEX-besparingar kommer från lägre underhålls- och driftskostnader. Centraliserade platser är sannolikt lättare att komma åt och hantera än cellplatserna är, och cellplatser kan också vara mindre eftersom det krävs mindre utrustning där.
- Virtualisering och centralisering tillsammans gör det lättare att skala när trafikkraven förändras. Det är lättare att lägga till fler generella servrar till resurspoolen än att uppgradera proprietär hårdvara på cellplatsen. CoSP:er kan bättre matcha sina hårdvaruutgifter med deras intäktsökning, utan att behöva distribuera hårdvara nu som kommer att kunna hantera trafiken om fem år.
- Hur mycket av nätverket ska virtualiseras?
- ACG Research och Red Hat jämförde den uppskattade totala ägandekostnaden (TCO) för ett distribuerat radioåtkomstnätverk (DRAN) och virtualiserat RAN (vRAN)8. De uppskattade att kapitalutgifterna (CAPEX) för vRAN var hälften av DRAN. Detta berodde främst på kostnadseffektivitet genom att ha mindre utrustning på färre platser med centralisering.
- Studien fann också att driftsutgifterna (OPEX) var betydligt högre för DRAN än för vRAN. Detta var ett resultat av minskade uthyrnings-, underhålls-, fiberuthyrnings- och kraft- och kylkostnader.
- Modellen baserades på en Tier 1 Communications Service Provider (CoSP) med 12,000 11,000 basstationer nu och ett behov av att lägga till XNUMX XNUMX under de kommande fem åren. Ska CoSP virtualisera hela RAN, eller bara de nya och utökade webbplatserna?
- ACG Research fann att TCO-besparingarna var 27 procent när endast nya webbplatser och tillväxtsajter virtualiserades. TCO-besparingarna ökade till 44 procent när alla sajter virtualiserades.
- 27 %
- TCO-besparing
- Virtualisera bara nya och utökade RAN-sajter
- 44 %
- TCO-besparing
- Virtualisera alla RAN-sajter
- ACG Research. Baserat på ett nätverk av 12,000 11,000 sajter med planer på att lägga till XNUMX XNUMX under de kommande fem åren.
Fallet för Open vRAN på cellplatsen
- Vissa CoSPs använder Open vRAN på cellplatsen av strategiska skäl, även när basbandpooling inte ger kostnadsbesparingar.
Skapa ett flexibelt molnbaserat nätverk - En CoSP vi pratade med betonade vikten av att kunna placera nätverksfunktioner där de ger bäst prestanda för en viss nätverksdel.
- Detta blir möjligt när du använder allmän hårdvara i hela nätverket, inklusive för RAN. De
användarplansfunktion, till exempelample, kan flyttas till RAN-platsen i kanten av nätverket. Detta minskar latensen avsevärt. - Applikationer för detta inkluderar molnspel, augmented reality/virtuell verklighet eller innehållscache.
- Allmän maskinvara kan användas för andra applikationer när RAN har låg efterfrågan. Det blir hektiska timmar och tysta timmar, och RAN kommer i alla fall att vara det
överprovisionerade för att tillgodose framtida trafiktillväxt. Den extra kapaciteten på servern kan användas för en arbetsbelastning på en cellplats Internet of Things, eller för en RAN Intelligent Controller (RIC), som optimerar radioresurshantering med hjälp av artificiell intelligens och maskininlärning. - Mer granulär inköp kan hjälpa till att sänka kostnaderna
- Att ha öppna gränssnitt ger operatörerna friheten att hämta komponenter var som helst. Det ökar konkurrensen mellan de traditionella telekomutrustningsleverantörerna, men det är inte allt. Det ger också operatörer flexibiliteten att köpa från hårdvarutillverkare som inte tidigare sålt direkt in i nätverket. Interoperabilitet öppnar marknaden för nya vRAN-programvaruföretag, som kan ge innovationer och öka priskonkurrensen.
- Operatörer kan kanske uppnå lägre kostnader genom att köpa komponenter, särskilt radion, direkt, snarare än att köpa dem via en tillverkare av telekomutrustning
(TEM). Radion står för den största delen av RAN-budgeten, så kostnadsbesparingar här kan ha en betydande inverkan på de totala kostnaderna. BBU-mjukvarulicensen är den primära OPEX-kostnaden, så ökad konkurrens i RAN-mjukvaruskiktet hjälper till att driva ner pågående kostnader. - Vid Mobile World Congress 2018, Vodafone Chief Technology
- Handläggaren Johan Wibergh berättade om företagets halvår
- Öppet RAN-test i Indien. "Vi har kunnat minska driftskostnaderna med mer än 30 procent, genom att använda en mycket öppnare arkitektur, genom att kunna köpa komponenter från olika delar," sa han9.
- 30 % kostnadsbesparing
- Från inköp av komponenter separat.
- Vodafones Open RAN-prov, Indien
Bygga en plattform för nya tjänster
- Att ha generella beräkningsmöjligheter i kanten av nätverket gör det också möjligt för CoSPs att vara värd för kundinriktade arbetsbelastningar där. Förutom att vara värd för arbetsbelastningar extremt nära användaren kan CoSPs garantera prestanda. Detta kan hjälpa dem att konkurrera med molntjänsteleverantörer om arbetsbelastningar.
Edge-tjänster kräver en distribuerad molnarkitektur, uppbackad med orkestrering och hantering. Detta kan möjliggöras genom att ha ett helt virtualiserat RAN som arbetar med molnprinciper. Att virtualisera RAN är faktiskt en av drivkrafterna för att realisera edge computing. - Intel® Smart Edge Open-programvaran tillhandahåller en mjukvaruverktygssats för Multi-Access Edge Computing (MEC). Det hjälper till att uppnå
mycket optimerad prestanda, baserat på de hårdvaruresurser som finns tillgängliga varhelst programmet körs.
CoSPs edge-tjänster kan vara attraktiva för applikationer som kräver låg latens, konsekvent prestanda och höga nivåer av tillförlitlighet.
Konsekvens hjälper till att sänka kostnaderna
- Virtualisering kan ge kostnadsbesparingar, även på platser där basbandspooling inte kan användas. Det finns fördelar med
- CoSP och RAN-gården som helhet genom att ha en konsekvent arkitektur.
- Att ha en enda stack för mjukvara och hårdvara förenklar underhåll, utbildning och support. Vanliga verktyg kan användas för att hantera alla webbplatser, utan att behöva skilja på deras underliggande teknologier.
Förbereder för framtiden
- Att flytta från DRAN till en mer centraliserad RAN-arkitektur kommer att ta tid. Att uppdatera RAN på cellplatsen till Open vRAN är en bra språngbräda. Det möjliggör att en konsekvent mjukvaruarkitektur kan introduceras tidigt, så att lämpliga sajter enklare kan centraliseras i framtiden. Hårdvaran som distribueras på cellplatserna kan flyttas till den centraliserade RAN-platsen eller användas för andra avancerade arbetsbelastningar, vilket gör dagens investering användbar i det långa loppet. Ekonomin för mobil backhaul kan också förändras avsevärt i framtiden för några eller alla av CoSP:s RAN-sajter. Webbplatser som inte är genomförbara för centraliserat RAN idag kan vara mer lönsamma om billigare fronthaul-anslutning blir tillgänglig. Att köra virtualiserat RAN på cellplatsen gör det möjligt för CoSP
centralisera senare om det blir ett mer kostnadseffektivt alternativ.
Beräkna den totala ägandekostnaden (TCO)
- Även om kostnaden inte är den primära motivationen för att anta
- Öppna vRAN-teknologier i många fall kan det bli kostnadsbesparingar. Så mycket beror på de specifika installationerna.
- Inget operatörsnät är det andra likt. Inom varje nätverk finns det en enorm mångfald mellan cellsajter. En nätverkstopologi som fungerar för tätbefolkade stadsområden kanske inte är lämplig för landsbygdsområden. Spektrum som en cellplats använder kommer att ha en inverkan på den bandbredd som krävs, vilket kommer att påverka fronthaul-kostnaderna. De transportalternativ som finns tillgängliga för fronthaul har en betydande inverkan på kostnadsmodellen.
- Förväntningen är att användningen av Open vRAN på lång sikt kan vara mer kostnadseffektiv än att använda dedikerad hårdvara, och kommer att vara lättare att skala.
- Accenture har rapporterat att de har sett CAPEX-besparingar på 49 procent där Open vRAN-teknik har använts för 5G-distributioner10. Goldman Sachs rapporterade en liknande CAPEX-siffra på 50 procent, och publicerade även kostnadsbesparingar på 35 procent i OPEX11.
- På Intel arbetar vi med ledande CoSPs för att modellera TCO för Open vRAN, inklusive både CAPEX och OPEX. Även om CAPEX är väl förstått, är vi angelägna om att se mer detaljerad forskning om hur driftskostnaderna för vRAN jämförs med dedikerade apparater. Vi arbetar med Open vRAN-ekosystemet för att utforska detta ytterligare.
50 % CAPEX-besparing från Open vRAN 35 % OPEX-besparing från Open vRAN Goldman Sachs
Använder Open RAN för alla trådlösa generationer
- Införandet av 5G är katalysatorn för många förändringar i radioaccessnätverket (RAN). 5G-tjänster kommer att vara bandbreddskrävande och håller fortfarande på att växa fram, vilket gör en mer skalbar och flexibel arkitektur mycket önskvärd. Ett öppet och virtualiserat radioaccessnätverk (Open vRAN) kan göra 5G lättare att distribuera i greenfield-nätverk, men få operatörer börjar om från början. De med befintliga nätverk riskerar att hamna i två parallella teknikstackar: en öppen för 5G och en annan baserad på slutna, proprietära teknologier för tidigare nätverksgenerationer.
- Parallel Wireless rapporterar att operatörer som moderniserar sin äldre arkitektur med Open vRAN förväntar sig en avkastning på investeringen om tre år12. Operatörer som inte moderniserar sina äldre nätverk kan se driftskostnader (OPEX) från 30 till 50 procent högre än konkurrenterna, uppskattar Parallel Wireless13.
- 3 år Det tar tid att se avkastningen på investeringen från att modernisera äldre nätverk till Open vRAN. Parallell trådlös 14
Slutsats
- CoSPs anammar alltmer Open vRAN för att förbättra flexibiliteten, skalbarheten och kostnadseffektiviteten i sina nätverk. Forskning från ACG Research och Parallel Wireless visar att ju bredare Open vRAN används, desto större påverkan kan det ha för att minska kostnaderna. CoSPs antar också Open vRAN av strategiska skäl. Det ger nätverket molnliknande flexibilitet och ökar CoSP:s förhandlingskraft vid inköp av RAN-komponenter. På platser där pooling inte bevisligen sänker kostnaderna, finns det fortfarande besparingar genom att använda en konsekvent teknikstack på radioplatsen och i de centraliserade RAN-behandlingsplatserna. Att ha generell datoranvändning i kanten av nätverket kan hjälpa CoSPs att konkurrera med molntjänstleverantörer om edge-arbetsbelastningar. Intel arbetar med ledande CoSPs för att modellera TCO för Open vRAN. Vår TCO-modell syftar till att hjälpa CoSPs att optimera kostnaden och flexibiliteten för deras RAN-anläggning.
Läs mer
- Intel eGuide: Distribuera öppet och intelligent RAN
- Intel Infographic: Cloudifying the Radio Access Network
- Vad är det bästa sättet att komma till Open RAN?
- Hur mycket kan operatörer spara med ett Cloud RAN?
- Ekonomisk Advantages av att virtualisera RAN i mobiloperatörers infrastruktur
- Vad händer med distributionens TCO när mobiloperatörer distribuerar OpenRAN Only för 5G?
- Intel® Smart Edge Open
- Open RAN inställd på att ta 10 % av marknaden senast 2025, 2 september 2020, SDX Central; baserat på data från Dell'Oro Groups pressmeddelande: Open RAN to Approach Double-Digit RAN Share, 1 september 2020.
- Teknik, media och telekommunikationsprognoser 2021, 7 december 2020, Deloitte
- Virtualized RAN – Vol 1, april 2021, Samsung
- Virtualized RAN – Vol 2, april 2021, Samsung
- Vad är det bästa sättet att komma till Open RAN?, 2021, Mavenir
- ibid
- Hur mycket kan operatörer spara med ett Cloud RAN?, 2017, Mavenir
- Ekonomisk Advantages of Virtualizing the RAN in Mobile Operators' Infrastructure, 30 september 2019, ACG Research och Red Hat 9 Facebook, TIP Advance Wireless Networking With Terragraph, 26 februari 2018, SDX Central
- Accenture Strategy, 2019, som rapporterats i Open RAN Integration: Run With It, april 2020, iGR
- Goldman Sachs Global Investment Research, 2019, som rapporterats i Open RAN Integration: Run With It, april 2020, iGR
- ibid
- ibid
Meddelanden och ansvarsfriskrivningar
- Intel-teknologier kan kräva aktiverad maskinvara, programvara eller tjänstaktivering.
- Ingen produkt eller komponent kan vara helt säker.
- Dina kostnader och resultat kan variera.
- Intel kontrollerar eller granskar inte data från tredje part. Du bör konsultera andra källor för att utvärdera riktigheten.
- © Intel Corporation. Intel, Intels logotyp och andra Intel-märken är varumärken som tillhör Intel Corporation eller dess dotterbolag. Andra namn och varumärken kan göras anspråk på att vara andras egendom. 0821/SMEY/CAT/PDF Vänligen återvinn 348227-001SV
Dokument/resurser
 |
intel Gör affärsfallet för öppet och virtualiserat RAN [pdfInstruktioner Att göra affärsfallet för öppet och virtualiserat RAN, göra affärsfallet, affärscase, öppet och virtualiserat RAN, fall |
