5G обещает существенно изменить ситуацию на рынке мобильной связи за счет раскрытия новых возможностей получения доходов. В дополнение к оказанию услуг мобильного ШПД, операторы смогут предлагать новые B2B услуги на базе сетевого сегментирования, частных сетей 5G и краевых вычислений.

 

 

Операторы должны научиться оказывать услуги быстро, гибко и кастомизированно. Сети радиодоступа должны быть гибкими, взаимосовместимыми, масштабируемыми и эффективными по затратам. Это стимулирует операторов проявлять все больший интерес к Open RAN.

Open RAN это подход, исповедующий использование открытых интерфейсов и виртуализованного ПО для создания и эксплуатации сети радиодоступа. "Открытое железо" может означать сервера "с полки магазина" или специализированное оборудование - важным является взаимосовместимость подсистем и открытые спецификации на базе нод (узлов). "Открытое ПО" означает, что функциональности RAN определяются и включаются соответствующим софтом, что упрощает их развертывание операторам сети. При этом ПО Open RAN может быть как из категории "с открытым программным кодом", так из категории "с закрытым".

Вы читаете мой перевод статьи, подготовленной Mobile WorldLive.

Критичным для Open RAN является открытость интерфейсов. Когда интерфейсы между различными элементами сети открыты, то в одной сети могут использоваться "железо" и ПО различных вендоров.

Дискуссии вокруг 5G и Open RAN в последние месяцы смещаются от диалогов на тему, является ли данная технология коммерчески жизнеспособной, к диалогам на тему "когда, где и как Open RAN поможет перейти к 5G".

"Более не является вопросом - случится ли Open RAN", - уверен аналитик Стефан Понгратц из Dell'Oro Group. "Теперь вопросы вызывают только сроки и конкретные планы работ".

В Dell'Oro прогнозируют, что суммарные инвестиции в OpenRAN железо, ПО и встроенное ПО достигнут $10 млрд к 2025 году, к этому времени на долю Open RAN будет приходиться более 10% от всего рынка решений RAN. Операторов привлекает идея диверсификации поставщиков, поскольку они связывают с ней возможность снизить расходы на развертывание и содержание сетей. По мнению Тарека Амина, главного инженера Rakuten Mobile, суммарная экономия может достичь 40% от общего объема капиталозатрат и 30% от объема операционных затрат.

OpenRAN не стоит смешивать с понятием виртуализации RAN, которая подразумевает, что один или несколько элементов RAN являются в большей степени программно определяемыми, чем определяемыми "железом". Так же это не одно и то же, что "облачные RAN", которые подразумевают, что часть процесса управления радиоподсистемой обеспечивается в облачном окружении. Открытые интерфейсы могут внедряться с использованием специализированного железа. Операторы могут воспользоваться преимуществами этих открытых интерфейсов для того, чтобы стыковать железо различных вендоров.

O-RAN Alliance разрабатывает и выпускает спецификации открытой архитектуры. В этот альянс в апреле 2021 года вступили 28 операторов мобильной связи. Некоторые из них уже начали внедрять O-RAN, особо следует отметить Rakuten Mobile, Dish Network и Vodafone. Согласно оценкам аналитиков Deloitte Insights, на конец 2020 года в мире насчитывалось до 35 внедрений Open RAN.

Первоначально основной мотивацией для операторов были экономические соображения, поскольку операторы надеялись сократить расходы на развертывание сети за счет снижения зависимости, неизбежной при подходе, когда комплексное решение для той или иной географической зоны поставляет один поставщик. Но в процессе работ над Open RAN, концепция стала изменяться. Сейчас операторы и их партнеры видят в Open RAN прежде всего способ улучшить работу сети, а правительственные структуры видят в нем способ решения проблем национальной безопасности за счет повышения "прозрачности" работы сети.

 

Технические преимущества Open RAN

Согласно 5G Americas, архитектура Open RAN подразумевает наличие стека модульного ПО для базовых станций, который может быть загружен в типовое железо с тем, чтобы можно было стыковать управляющие модули и радиоблоки различных производителей, причем так, чтобы они были взаимосовместимы, независимо от того, виртуализована ли RAN или дизагрегирована. Open RAN обещает операторам несколько технических преимуществ по сравнению с моновендорным подходом.

 

Преимущества по части железа

Поскольку интерфейсы не являются проприетарными, операторы могут использовать различные технологии, выбирая те их них, которые более отвечают целям оптимизации работы сети. В частности, Dish Networks выбрала для своей гринфилд сети Open RAN в США несколько поставщиков железа. На июнь 2021 года, список поставщиков этой компании включает: AWS, Nokia, Intel, Qualcomm, MTI, VMWare и Fujitsu.

Open RAN позволяет строить сети по более инновационным архитектурам, при этом функции, доступные на сети, выбирает оператор, а не вендор. В частности, Rakuten Mobile использует ПО, разработанное в Altiostar для того, чтобы часть функционала вынести с радиомодулей в блоки управления.

 

Рис.1 Архитектура O-RAN - от абонентских терминалов до радиоподсистемы и ядра. Источник: Keysight Technologies.

 

В типовой архитектуре O-RAN, радиомодули O-RAN (O-RUs) в основном подключены оптоволокном к распределенным устройствам управления (O-DUs), которые обеспечивают поддержку работы Medium Acces Control (MAC) и управления радиолинком (RLC), наряду с другими функциями. O-DU обеспечивают подключение центрального устройства (O-CU), которое отвечает за работу протокола управления радиоресурсами (RRCP) и протокола конвергенции пакетных данных (PDCP). Один O-CU может управлять несколькими O-DU.

Как O-CU, так и O-DU подключаются к смарт-контроллеру RAN (RIC). RIC используют облачно-нативную архитектуру, чтобы управлять множеством сетевых функций, включая управление мобильностью, управление интерференцией, входной контроль (admission control), баланс нагрузки и управление питанием. RIC это ключевой элемент, который позволяет работать вместе оборудованию различных поставщиков.

В сети Open RAN элементы железа различных поставщиков обязаны быть взаимосовместимыми. Для этого предстоит добиться стандартизации функций и поведения различных подсистем. Вендоры должны иметь возможность приобретать подсистемы от нескольких поставщиков подсистем на случай, если один или несколько из них становятся недоступными или перестают удовлетворять вендора по тем или иным показателям. В таких случаях вендор должен иметь возможность привлечь к поставкам других производителей.

Для операторов возможность дизагрегации железа и ПО, а также дальнейшая дизагрегация бейзбендов на две логических ноды (O-DU и O-CU), создает новые возможности и сложности. Операторы могут дискретно оптимизировать сетевые элементы, добиваясь улучшения работы сети, а также, в теории, может быстрее проводить апгрейды железа и ПО, поскольку они более не являются частями монолитной архитектуры.

Для того, чтобы воплотить в жизнь этот подход, вендоры Open RAN тесно сотрудничают с ведущими поставщиками испытательного оборудования, чтобы убедиться в том, что их решения соответствуют стандартам. Dish Networks заявила, что все аппаратное и программное обеспечение для ее сети Open RAN прошла несколько раундов тестирования на соответствие, совместимость и масштабируемость.

Хотя O-RAN Alliance публикует стандарты, соответствие этим стандартам не гарантирует совместимости оборудования. Успешные внедрения требуют расширенного тестирования, валидации и симуляции для каждого слоя сети. Необходимые процедуры может обеспечить любой грамотный поставщик решений и услуг тестирования.

Keysight - одна из компаний, которые готовы помочь с дизайном сети, обеспечить комплексную валидацию юзкейсов, таких, как eMBB, множественные MTC, ультранадежная связь с ультранизкими задержками (URLLC). Тестовые решения могут быть масштабированы с тем, чтобы эмулировать тысячи абонентских терминалов с использованием реалистичных и динамичных моделей пользователей и трафика.

 

 

Интегрированные решения ускоряют развитие, интеграцию и внедрение оборудования, отвечающего O-RAN. Источник: Keysight Technologies.

 

Преимущества по части ПО

Open RAN поддерживает программируемость и виртуализацию RAN. Виртуализация RAN облегчает для оператора отделение ПО от железа. Как Dish Network, так и Rakuten Mobile внедряют vRAN как часть архитектуры 5G Open RAN.

В архитектуре Open RAN многие функции управляющей модуля существуют, как приложения, встроенные в RIC. Эти приложения можно оптимизировать независимо друг от друга с тем, чтобы повысить производительность сети в какие-то моменты или в каких-то локациях. Сегментацию сети или другие решения также можно настраивать или добавлять для каких-либо отдельных клиентов, как программные решения в системе Open RAN.

Оркестрация радио ресурсов также выполняется средствами RIC. Для того, чтобы успевать это делать в режиме реального времени, операторам придется внедрять решения AI / ML. Обеспечить поддержку основанной на применении AI/ML функциональности RIC - это одна из целей, которые ставит перед собой O-RAN Alliance.

Автоматизация будет ключом к успешному внедрению архитектуры Open RAN. Возможность смешивать и стыковать решения различных поставщиков обещают ощутимые выигрыши как в затратах, так и в производительности, но также существенно повышают требования к управляемости сети и ее тестированию. Операторы, которые внедрят автоматизированное управление сетью и процедурами тестирования смогут добиться больших преимуществ при внедрении Open RAN.

Инновации стимулируют и среду, сопровождающую Open RAN.

Для разработчиков приложений упрощается создание новых решений для 5G RAN, в ситуации, когда интерфейсы открыты. Когда требуется провести апдейт приложения, дизагрегация, обеспечиваемая Open RAN, позволяет проделать это беспроблемно и быстро, поскольку не требуется перерывов в работе сети.

Открытые интерфейсы важны и для провайдеров решений для тестирования и инженеров, которые эти тестирования проводят. Эффективные тестовые решения в условиях многовендорного подхода важны как никогда ранее, и открытые интерфейсы позволяют инженерам использовать тестовые решения более эффективно.

Поскольку Open RAN приоритезирует ПО, новые технологии могут разворачиваться на сети быстрее, причем внедрение новых функций не всегда требует дорогих апгрейдов железа. Короткий период T2M (от идеи до внедрения), характерный для систем, построенных по архитектуре Open RAN - это та основа, на которую опирается план Dish Networks, предусматривающий, что 5G сеть оператора станет доступна для 70% жителей континентальных США к июню 2023 года. На июнь 2021 года список компаний, которые поставляют софтовые решения для Dish Open RAN 5G включает: AWS, Nokia, Oracle, Mavenir, Altiostar, Matrixx Software, VMware, Ciena's Blue Planet, Hansen Technologies, DigitalRoute, Palo Alto Networks, Netcracker.

 

Экономические преимущества Open RAN

Экономика выступила первичным стимулом интереса к Open RAN. Операторы не имели возможности комбинировать железо и ПО различных вендоров в традиционных сетях LTE, а поскольку лишь несколько крупных вендоров были способны обеспечивать поставку комплексных решений, выбор на рынке стал ограниченным, что заметно ослабило переговорную позицию операторов. Выбор вендоров еще более сузился, когда правительственные регуляторы начали запрещать операторам приобретать оборудование Huawei, одного из трех основных поставщиков комплексных решений для сетей мобильной связи.

В Open RAN операторы мобильной связи видят способ привлечь в экосистему 5G новых поставщиков. Небольшие вендоры могут быстрее выводить инновационные решения на конкурентный рынок, что будет стимулировать крупных вендоров быстрее внедрять и предлагать рынку новые технологии. Кроме того, операторы могут рассчитывать на улучшение ценовых предложений по мере того, как в конкурентном процессе начнет участвовать больше компаний. Как ожидается, это сделает рынок 5G более динамичным и конкурентным, а также более инновационным.

Виртуализация в среде Open RAN также позволит операторам сэкономить. Вместо специализированного железа, операторы смогут приобретать стандартные сервера и управлять радиоподсистемой с помощью ПО. Dish Networks, в частности, планирует воспользоваться соответствующим решением AWS.

Операторам придется тщательно отбирать партнеров для того, чтобы реализовать потенциал экономии за счет перехода к Open RAN. Если при этом процесс тестирования будет недостаточно эффективным, это может в значительной степени размыть эффект выигрыша от перехода к мультивендорным поставкам решений. Операторы должны искать опытных партнеров в области тестирования и валидации, которые могут поставлять автоматизированные, основанные на ПО, нейтральные к производителю тестовые решения, которые можно будет легко адаптировать к новым технологиям, которые будут внедряться на сетях.

В Rakuten Mobile уверены в превосходной экономике Open RAN. Тарик Амин заявляет, что затраты его команды на развертывание и эксплуатацию гринфилд сети 5G Open RAN составили всего 60% от тех средств, которые ушли бы на развертывание и эксплуатацию традиционной сети мобильной связи.

Архитектура Open RAN также масштабируется намного проще, чем архитектура традиционной сети. Всего через 3 месяца после того, как была запущена первая в Объединенном королевстве сеть Open RAN в Royal Welsh Showground, Vodafon сообщил о планах развернуть 2600 сайтов Open RAN в Англии и в Уэльсе к 2027 году. Правительство UK потребовало, чтобы Vodafone заменил оборудование Huawei на своих сетях, и оператор планирует производить такие замены в основном на решения Open RAN, причем Keysight будет выступать одним из партнеров в этом процессе.

Vodafone - не единственная компания, которая столкнулась с государственным давлением в части требований замены сетевого оборудования. В США правительство создало Open RAN Policy Coalition, создав группу компаний, которые будут формировать политику, стимулирующую внедрение Open RAN. Кроме того, в США сейчас правительство готовится инвестировать миллиарды долларов в продвижение решений для сельских сетей 5G, а также сетей фиксированного ШПД, альтернативных сетям на основе ВОЛС с использованием спутниковой связи и и беспроводного FWA. Вполне резонно ожидать, что часть этих субсидий будет выделено операторам, которые будет придерживаться подхода Open RAN.

Нет сомнений в том, что экономические преимущества Open RAN будут тесно связаны со стоимостью существующих на рынке решений для операторов, что скажется на разработках технологий. Мы уже могли видеть, как в июне 2020 года в ходе испытаний, проведенных Nokia и AT&T, один RIC управлял несколькими O-DU. По заявлению Nokia, один RIC и один O-CU потенциально могут управлять сотнями O-DU.

Экономические преимущества Open RAN не ограничиваются управлением ценами. Кроме того, эта технология потенциально может помочь в создании новых потоков доходов для сервис-провайдеров. Dish Network, как сообщается, планирует дать возможность будущим клиентам запускать специализированное ПО на своей сети 5G. В частности, компании смогут комбинировать транспортные и краевые возможности сети 5G со своими потоками данных в целях их ускоренной аналитической обработки.

 

Open RAN и безопасность

Диверсифицированность и модульность архитектуры Open RAN обеспечивают потенциал для повышения защищенности сети. В системе, включающей взаимозависимые, но отдельные приложения, если часть кода будет скомпрометирована, это не будет означать компрометации всей сети. Если что-то пойдет не так с одним приложением, оператор сможет заменить или отремонтировать его, не касаясь других частей сети. В традиционной сети нарушение безопасности может быть более разрушительным и обойдется дороже, так как затронет, скорее всего, больший объем сети.

Разнообразие поставщиков и открытые интерфейсы также позволяют упростить процесс привлечения на работу специалистов по безопасности сети. В частности, Dish Networks недавно анонсировала, что компания Palo Alto Networks выступит поставщиком решений безопасности. Обычные операторы, как правило, не работают напрямую со специалистами по сетевой безопасности. Открытые интерфейсы дополнительно повышают прозрачность, что особенно важно, когда мы говорим о безопасности.

Картинка ниже показывает низкоуровневые интерфейсы, к которым операторы могут получить доступ в системе Open RAN, достигая такие уровни прозрачности и управляемости, которых трудно надеяться достичь в системе с одним поставщиком.

 

 

Поставщики компонентов Open RAN также приоритезируют безопасность, в том числе, за счет тестирования своих продуктов в условиях симуляции сетевого окружения. Встроенные комплексные тестовые решения "от края к ядру" для сетей 5G позволят операторам выявлять потенциальные уязвимости в системе защиты задолго до того, как они создадут проблемы на сети. Традиционные радиоподсистемы невозможно тестировать без всесторонней поддержки со стороны вендоров, что может замедлять процессы тестирования.

 

Вывод

Open RAN был задуман как способ, который позволит операторам сократить затраты и расширить выбор поставщиков оборудования, но быстро превратился в возможность создавать гибкие сети 5G, ориентированные на использование программных приложений, способных удовлетворять самые разнообразные потребности клиентов. Несколько операторов уже стали приверженцами этой технологии, поставщики экосистемных решений активно адаптируют свои решения для поддержки Open RAN и предоставляют операторам все большие возможности выбора при развертывании 5G. Операторам придется более тщательно относиться к выбору партнеров и поставщиков тестовых решений, чтобы полностью реализовать потенциал этой новой великолепной технологии.

--

Материалы конференции OpenRAN Russia 2021

--

теги: статьи мнения телеком тренды OpenRAN Open RAN