intel обґрунтовує відкриту та віртуалізовану RAN

Відкрита та віртуалізована RAN налаштована на швидке зростання

Технології відкритих і віртуалізованих мереж радіодоступу (Open vRAN) можуть зрости майже до 10 відсотків від загального ринку RAN до 2025 року, згідно з оцінками Dell'Oro Group1. Це означає швидке зростання, враховуючи, що сьогодні Open vRAN становить лише один відсоток ринку RAN.
Існує два аспекти Open vRAN:

• Віртуалізація відділяє програмне забезпечення від апаратного забезпечення та дозволяє виконувати робочі навантаження RAN на серверах загального призначення. Апаратне забезпечення загального призначення більше
  гнучкий і легший для масштабування, ніж RAN на основі пристроїв.
• За допомогою оновлення програмного забезпечення відносно легко додати нові функції RAN і покращити продуктивність.
• Можна використовувати перевірені ІТ-принципи, такі як програмно-визначена мережа (SDN), нативна хмара та DevOps. Є операційна ефективність у тому, як мережа налаштована, переконфігурована та оптимізована; а також у виявленні, виправленні та попередженні несправностей.
• Відкриті інтерфейси дозволяють постачальникам послуг зв’язку (CoSP) отримувати компоненти своєї RAN від різних постачальників і легше їх інтегрувати.
• Сумісність допомагає збільшити конкуренцію в RAN як за ціною, так і за характеристиками.
• Віртуалізовану RAN можна використовувати без відкритих інтерфейсів, але переваги є найбільшими, коли обидві стратегії поєднуються.
• Інтерес до vRAN останнім часом зростає, багато операторів беруть участь у випробуваннях і перших розгортаннях.
• За оцінками Deloitte, у світі існує 35 активних розгортань Open vRAN2. Архітектура програмного забезпечення Intel FlexRAN для базової обробки даних використовується принаймні в 31 розгортанні по всьому світу (див. малюнок 1).
• У цій статті ми досліджуємо економічне обгрунтування Open vRAN. Ми обговоримо економічні переваги об’єднання базової смуги та стратегічні причини, чому відкрита vRAN залишається бажаною, коли об’єднання неможливе.

Представляємо нову топологію RAN

• У традиційній моделі розподіленого RAN (DRAN) обробка RAN виконується поблизу радіоантени.
  Віртуалізована RAN розділяє RAN на конвеєр функцій, які можуть спільно використовуватися між розподіленим блоком (DU) і централізованим блоком (CU). Існує кілька варіантів поділу RAN, як показано на малюнку 2. Варіант розділення 2 розміщує протокол конвергенції пакетних даних (PDCP) і керування радіоресурсами (RRC) у CU, тоді як решта функцій основної смуги виконується в DU. Функцію PHY можна розділити між DU та віддаленим радіоблоком (RRU).

АвансtagАрхітектури розділеної RAN такі:

• Розміщення функції Low-PHY на RRU зменшує вимоги до пропускної здатності переднього каналу. У 4G зазвичай використовувалися розділення за варіантом 8. З 5G збільшення пропускної здатності робить варіант 8 нежиттєздатним для автономного (SA) режиму 5G. (Неавтономні розгортання 5G (NSA) все ще можуть використовувати варіант 8 як застарілий).
• Якість досвіду можна покращити. Коли ядро
  контрольна площина поширюється на CU, CU стає точкою прив’язки мобільності. Як наслідок, є менше передач, ніж коли DU є точкою прив’язки3.
• Розміщення PDCP на CU також допомагає збалансувати навантаження, якщо підтримується можливість подвійного підключення (DC).
  5G в архітектурі NSA. Без цього поділу обладнання користувача підключалося б до двох базових станцій (4G і 5G), але лише опорна базова станція використовувалася б для обробки потоків через функцію PDCP. За допомогою розділеного варіанту 2 функція PDCP виконується централізовано, тому DU більш ефективно розподіляють навантаження4.

Зниження витрат завдяки об’єднанню основної смуги

• Одним із способів, за допомогою якого Open vRAN може допомогти зменшити витрати, є об’єднання обробки основної смуги. Один CU може обслуговувати кілька DU, і DU можуть бути розташовані разом із CU для економічної ефективності. Навіть якщо DU розміщено на сайті стільника, ефективність може бути, оскільки DU може обслуговувати кілька RRU, а вартість за біт зменшується зі збільшенням ємності стільника5. Програмне забезпечення, що працює на стандартному комерційному апаратному забезпеченні, може бути більш чутливим і гнучкішим у масштабуванні, ніж спеціальне обладнання, для масштабування та налаштування якого потрібна ручна робота.
• Об’єднання базової смуги не є унікальним для Open vRAN: у традиційній користувацькій RAN модулі базової смуги (BBU) іноді групуються в більш централізованих місцях, які називаються готелями BBU. Вони підключаються до RRU через високошвидкісне оптоволокно. Зменшує вартість обладнання на об’єкті та зменшує кількість вантажівок для встановлення та обслуговування обладнання. Однак готелі BBU пропонують обмежену деталізацію для масштабування. Апаратні BBU не мають усіх переваг оптимізації ресурсівtagвіртуалізації, ані гнучкості для роботи з кількома різними робочими навантаженнями.
• Наша власна робота з CoSP виявила, що основні витрати на операційні витрати (OPEX) у RAN – це ліцензування програмного забезпечення BBU. Ефективніше повторне використання програмного забезпечення завдяки об’єднанню допомагає оптимізувати загальну вартість володіння (TCO) для RAN.
• Однак варто враховувати вартість транспортування. Зворотним зв’язком для традиційного DRAN зазвичай є орендована лінія, яка надається оператору мобільної мережі операторами фіксованої мережі. Орендовані лінії можуть бути дорогими, і вартість має вирішальний вплив на бізнес-план, де має бути розміщений DU.
• Консультаційна фірма Senza Fili та постачальник vRAN Mavenir змоделювали витрати на основі випробувань, проведених із клієнтами Mavenir, Intel і HFR Networks6. Порівнювали два сценарії:
• DU розташовані разом з RRU на ділянках стільників. Між DU та CU використовується проміжний транспорт.
• DU розташовані разом із CU. Передній транспорт використовується між RRU та DU/CU.
• CU був у центрі обробки даних, де апаратні ресурси могли бути об’єднані між RRU. Дослідження змоделювало витрати на CU, DU, проміжний і передній транспорт, охоплюючи обидва
• OPEX і капітальні витрати (CAPEX) за шестирічний період.
• Централізація DU збільшує транспортні витрати, тому питання полягало в тому, чи переваги від об’єднання переважають транспортні витрати. Дослідження виявило:
• Операторам з недорогим транспортом до більшості своїх стільникових станцій краще централізувати DU з CU. Вони можуть скоротити свою TCO до 42 відсотків.
• Оператори з високими транспортними витратами можуть знизити загальну суму власника до 15 відсотків, розмістивши DU на сайті стільникового зв’язку.
• Відносна економія коштів також залежить від ємності комірки та використовуваного спектру. DU на місці стільникового зв’язку, напрample, може бути недостатньо використаним і може масштабуватися для підтримки більшої кількості комірок або вищої пропускної здатності за ту саму вартість.
• У моделі «Cloud RAN» можливо централізувати обробку RAN на відстані до 200 км від радіостанції. Окреме дослідження Senza Fili та Mavenir7 показало, що Cloud RAN може знизити витрати на 37 відсотків протягом п’яти років порівняно з DRAN. Об’єднання BBU та більш ефективне використання обладнання допомагають знизити витрати. Економія операційних витрат відбувається завдяки зниженню витрат на обслуговування та експлуатацію. Централізовані місця, ймовірно, будуть легшими для доступу та керування, ніж сайти стільникового зв’язку, а також стільникові сайти можуть бути меншими, оскільки там потрібно менше обладнання.
• Віртуалізація та централізація разом спрощують масштабування в міру зміни потреб у трафіку. Простіше додати більше серверів загального призначення до пулу ресурсів, ніж оновити власне обладнання на сайті клітинки. CoSP можуть краще узгоджувати витрати на апаратне забезпечення зі зростанням доходу, не потребуючи розгортання обладнання зараз, яке зможе керувати трафіком через п’ять років.
• Яку частину мережі віртуалізувати?
• ACG Research і Red Hat порівняли розрахункову загальну вартість володіння (TCO) для розподіленої мережі радіодоступу (DRAN) і віртуалізованої RAN (vRAN)8. Вони оцінили капітальні витрати (CAPEX) vRAN вдвічі менші, ніж DRAN. В основному це було зумовлено економічною ефективністю через наявність меншої кількості обладнання на меншій кількості сайтів за допомогою централізації.
• Дослідження також виявило, що операційні витрати (OPEX) були значно вищими для DRAN, ніж для vRAN. Це стало результатом зниження вартості оренди місця, обслуговування, оренди оптоволокна, а також витрат на електроенергію та охолодження.
• Модель базувалася на постачальнику послуг зв’язку Tier 1 (CoSP), який зараз має 12,000 11,000 базових станцій і потребує додати XNUMX XNUMX протягом наступних п’яти років. Чи має CoSP віртуалізувати всю RAN чи лише нові та розширені сайти?
• Дослідження ACG виявили, що економія TCO становила 27 відсотків, коли віртуалізувалися лише нові та зростаючі сайти. Економія TCO зросла до 44 відсотків, коли всі сайти були віртуалізовані.
• 27%
  • Економія TCO
• Віртуалізація тільки нових і розширених сайтів RAN
• 44%
  • Економія TCO
• Віртуалізація всіх сайтів RAN
• Дослідження ACG. Базується на мережі з 12,000 11,000 сайтів із планами додати XNUMX XNUMX протягом наступних п’яти років.

Випадок для Open vRAN на сайті клітинки

• Деякі CoSP використовують Open vRAN на сайті стільникового зв’язку зі стратегічних міркувань, навіть якщо об’єднання основної смуги не забезпечує економії коштів.
  Створення гнучкої хмарної мережі
• Один CoSP, з яким ми спілкувалися, підкреслив важливість можливості розміщувати мережеві функції там, де вони забезпечують найкращу продуктивність для конкретного сегмента мережі.
• Це стає можливим, якщо ви використовуєте апаратне забезпечення загального призначення по всій мережі, включно з RAN. The
  функція площини користувача, напрample, можна перемістити на сайт RAN на краю мережі. Це значно скорочує затримку.
• Додатки для цього включають хмарні ігри, доповнену реальність/віртуальну реальність або кешування вмісту.
• Апаратне забезпечення загального призначення може використовуватися для інших програм, коли RAN має низький попит. Буде напружений час і спокійний час, а РАН в будь-якому випадку буде
  надлишок для забезпечення майбутнього зростання трафіку. Резервна ємність на сервері може бути використана для робочого навантаження стільникового сайту Інтернету речей або для інтелектуального контролера RAN (RIC), який оптимізує керування радіоресурсами за допомогою штучного інтелекту та машинного навчання.
• Більш детальний пошук може допомогти знизити витрати
• Відкриті інтерфейси дають операторам свободу отримувати компоненти з будь-якого місця. Це посилює конкуренцію між традиційними постачальниками телекомунікаційного обладнання, але це ще не все. Це також надає операторам гнучкість для отримання обладнання від виробників, які раніше не продавали безпосередньо в мережі. Функціональна сумісність також відкриває ринок для нових компаній-виробників програмного забезпечення vRAN, які можуть впроваджувати інновації та посилювати цінову конкуренцію.
• Оператори можуть досягти нижчих витрат, закуповуючи компоненти, зокрема радіо, напряму, а не купуючи їх через виробника телекомунікаційного обладнання
  (ТЕМ). На радіо припадає найбільша частка бюджету RAN, тому економія тут може мати значний вплив на загальні витрати. Ліцензія на програмне забезпечення BBU є основною витратою OPEX, тому посилення конкуренції на рівні програмного забезпечення RAN допомагає знизити поточні витрати.
• На Mobile World Congress 2018 Vodafone Chief Technology
• Офіцер Йохан Віберг розповів про шість місяців компанії
• Відкритий тест RAN в Індії. «Ми змогли знизити витрати на експлуатацію більш ніж на 30 відсотків, використовуючи набагато більш відкриту архітектуру, маючи можливість отримувати компоненти з різних частин», — сказав він9.
• 30% економія
• З компонентів постачання окремо.
• Випробування Vodafone Open RAN, Індія

Побудова платформи для нових послуг

• Наявність обчислювальних можливостей загального призначення на межі мережі також дозволяє CoSP розміщувати там робочі навантаження, спрямовані на клієнта. Окрім можливості розміщення робочих навантажень надзвичайно близько до користувача, CoSP можуть гарантувати продуктивність. Це може допомогти їм конкурувати з постачальниками хмарних послуг за межі робочого навантаження.
  Граничним службам потрібна розподілена хмарна архітектура, що підтримується оркестровкою та керуванням. Це можна зробити за допомогою повністю віртуалізованої RAN, що працює за хмарними принципами. Дійсно, віртуалізація RAN є одним із рушійних факторів реалізації периферійних обчислень.
• Програмне забезпечення Intel® Smart Edge Open надає набір програмних засобів для Multi-Access Edge Computing (MEC). Це допомагає досягти
  високооптимізована продуктивність на основі апаратних ресурсів, доступних у будь-якому місці, де працює програма.
  Граничні послуги CoSP можуть бути привабливими для додатків, які потребують низької затримки, сталої продуктивності та високого рівня надійності.

Послідовність допомагає знизити витрати

• Віртуалізація може заощадити кошти навіть на сайтах, де не можна використовувати пул основної смуги. Є переваги для
• CoSP і RAN в цілому мають узгоджену архітектуру.
• Наявність єдиного стека програмного та апаратного забезпечення спрощує обслуговування, навчання та підтримку. Загальні інструменти можна використовувати для керування всіма сайтами без необхідності розрізняти базові технології.

Підготовка до майбутнього

• Перехід від DRAN до більш централізованої архітектури RAN займе час. Оновлення RAN на сайті стільникового зв’язку до Open vRAN є хорошим кроком. Це дає змогу завчасно запровадити послідовну архітектуру програмного забезпечення, щоб у майбутньому можна було легше централізувати відповідні сайти. Апаратне забезпечення, розгорнуте на вузлах стільникового зв’язку, можна перемістити до централізованого розташування RAN або використовувати для інших периферійних робочих навантажень, що робить сьогоднішні інвестиції корисними в довгостроковій перспективі. Економіка мобільного транспортного зв’язку може суттєво змінитися в майбутньому для деяких або всіх сайтів RAN CoSP. Сайти, які сьогодні непридатні для централізованої RAN, можуть бути більш життєздатними, якщо стане доступним дешевше переднє підключення. Запуск віртуалізованої RAN на сайті стільника дозволяє CoSP
  централізуйте пізніше, якщо це стане більш економічно ефективним варіантом.

Розрахунок загальної вартості володіння (TCO)

• Хоча вартість не є основною мотивацією для усиновлення
• Відкриті технології vRAN у багатьох випадках можуть заощадити кошти. Багато залежить від конкретних розгортань.
• Немає двох однакових мереж оператора. У кожній мережі існує величезна різноманітність стільникових сайтів. Топологія мережі, яка працює для густонаселених міських районів, може не підходити для сільської місцевості. Спектр, який використовує сайт стільникового зв’язку, впливатиме на необхідну пропускну здатність, що вплине на витрати на перехід. Варіанти транспортування, доступні для переднього транспорту, мають значний вплив на модель витрат.
• Очікується, що в довгостроковій перспективі використання Open vRAN може бути економічно ефективнішим, ніж використання спеціального обладнання, і його буде легше масштабувати.
• Accenture повідомила про економію CAPEX на 49 відсотків, якщо технології Open vRAN використовувалися для розгортання 5G10. Goldman Sachs повідомила про аналогічний показник CAPEX у 50 відсотків, а також опублікувала економію витрат у 35 відсотків у OPEX11.
• У Intel ми працюємо з провідними CoSP для моделювання TCO Open vRAN, включаючи CAPEX і OPEX. Хоча CAPEX добре зрозумілі, ми хочемо побачити більш детальне дослідження порівняння операційних витрат vRAN із спеціальними пристроями. Ми працюємо з екосистемою Open vRAN, щоб дослідити це далі.

Економія 50% CAPEX завдяки Open vRAN Економія 35% OPEX завдяки Open vRAN Goldman Sachs

Використання Open RAN для всіх бездротових поколінь

• Впровадження 5G стало каталізатором багатьох змін у мережі радіодоступу (RAN). Послуги 5G будуть потребувати пропускної здатності та все ще розвиваються, що робить більш масштабовану та гнучку архітектуру дуже бажаною. Відкрита віртуалізована мережа радіодоступу (Open vRAN) може спростити розгортання 5G у нових мережах, але небагато операторів починають з нуля. Ті, хто має існуючі мережі, ризикують отримати два паралельних стеки технологій: один відкритий для 5G, а інший базується на закритих власних технологіях для попередніх поколінь мереж.
• Parallel Wireless повідомляє, що оператори, які модернізують свою застарілу архітектуру за допомогою Open vRAN, очікують повернення інвестицій через три роки12. За оцінками Parallel Wireless30, оператори, які не модернізують свої застарілі мережі, можуть мати витрати на експлуатацію (OPEX) від 50 до 13 відсотків вище, ніж у конкурентів.
• 3 роки Час, потрібний, щоб побачити повернення інвестицій від модернізації застарілих мереж до Open vRAN. Паралельний бездротовий зв'язок14

Висновок

• CoSP все частіше використовують Open vRAN для підвищення гнучкості, масштабованості та економічності своїх мереж. Дослідження ACG Research і Parallel Wireless показують, що чим ширше розгортається Open vRAN, тим більший вплив він може мати на зниження витрат. CoSP також використовують Open vRAN зі стратегічних міркувань. Це надає мережі гнучкості, подібної до хмари, і збільшує можливості узгодження CoSP під час пошуку компонентів RAN. На сайтах, де об’єднання явно не знижує витрати, все ще є економія завдяки використанню узгодженого технологічного стеку на радіостанції та в централізованих місцях обробки RAN. Наявність обчислень загального призначення на межі мережі може допомогти CoSP конкурувати з постачальниками хмарних послуг за периферійні робочі навантаження. Intel співпрацює з провідними CoSP для моделювання TCO Open vRAN. Наша модель TCO спрямована на те, щоб допомогти CoSP оптимізувати вартість і гнучкість їх RAN.

Дізнайтесь більше

• Intel eGuide: Розгортання відкритої та інтелектуальної RAN
• Інфографіка Intel: хмарність мережі радіодоступу
• Який найкращий спосіб отримати Open RAN?
• Скільки оператори можуть заощадити за допомогою Cloud RAN?
• Економічний Адванtages віртуалізації RAN в інфраструктурі мобільних операторів
• Що відбувається з розгортанням TCO, коли мобільні оператори розгортають OpenRAN лише для 5G?
• Intel® Smart Edge Open

1. Open RAN має намір захопити 10% ринку до 2025 року, 2 вересня 2020 року, SDX Central; на основі даних прес-релізу Dell'Oro Group: Open RAN to Approach Double-Digit RAN Share, 1 вересня 2020 р.
2. Технологічні, медіа та телекомунікаційні прогнози 2021, 7 грудня 2020, Deloitte
3. Віртуалізована RAN – том 1, квітень 2021 р., Samsung
4. Віртуалізована RAN – том 2, квітень 2021 р., Samsung
5. Який найкращий спосіб отримати доступ до Open RAN?, 2021, Mavenir
6. там же
7. Скільки оператори можуть заощадити за допомогою Cloud RAN?, 2017, Mavenir
8. Економічний Адванtages віртуалізації RAN в інфраструктурі мобільних операторів, 30 вересня 2019 р., ACG Research і Red Hat 9 Facebook, TIP Advance Wireless Networking with Terragraph, 26 лютого 2018 р., SDX Central
9. Стратегія Accenture, 2019, як повідомляється в Open RAN Integration: Run With It, квітень 2020, iGR
10. Goldman Sachs Global Investment Research, 2019, як повідомляється в Open RAN Integration: Run With It, квітень 2020, iGR
11. там же
12. там же

Повідомлення та застереження

• Технології Intel можуть вимагати активації апаратного, програмного забезпечення або послуги.
• Жоден продукт чи компонент не може бути абсолютно безпечним.
• Ваші витрати та результати можуть відрізнятися.
• Intel не контролює та не перевіряє дані третіх сторін. Вам слід звернутися до інших джерел, щоб оцінити точність.
• © Корпорація Intel. Intel, логотип Intel та інші знаки Intel є товарними знаками корпорації Intel або її дочірніх компаній. Інші назви та бренди можуть бути визнані власністю інших. 0821/SMEY/CAT/PDF Будь ласка, переробте 348227-001EN

Документи / Ресурси

intel обґрунтовує відкриту та віртуалізовану RAN [pdfІнструкції Створення бізнес-обґрунтування відкритої та віртуалізованої RAN, Створення бізнес-обґрунтування, Бізнес-обґрунтування, відкритої та віртуалізованої RAN, Кейс

Список літератури

• Посібник користувача