Πώς η διάσπαση, τα δίκτυα λευκών κουτιών και η εικονικοποίηση αναδιαμορφώνουν τις παραδοσιακές αγορές τηλεπικοινωνιακού εξοπλισμού

Εισαγωγή: Ο μετασχηματισμός της παραδοσιακής αρχιτεκτονικής RAN

Για δεκαετίες, η βιομηχανία των δικτύων πρόσβασης ραδιοφώνου (RAN) κυριαρχούνταν από μερικούς μεγάλους προμηθευτές τηλεπικοινωνιακού εξοπλισμού που παρείχαν πλήρεις ιδιόκτητες λύσεις, συμπεριλαμβανομένων μονάδων baseband (BBU),Απομακρυσμένες μονάδες ραδιοφώνου (RRU), κεραίες και συστήματα διαχείρισης δικτύου.

Η παραδοσιακή αρχιτεκτονική RAN βασίστηκε σε μεγάλο βαθμό σε στενά ενσωματωμένο υλικό και λογισμικό.διασφάλιση της βελτιστοποίησης των επιδόσεων, αλλά δημιουργώντας προκλήσεις όπως υψηλά κόστη ανάπτυξης, περιορισμένη ευελιξία και εξάρτηση από τον προμηθευτή.

Με την ταχεία ανάπτυξη των δικτύων 5G, του cloud computing και των τεχνολογιών edge, η βιομηχανία εισέρχεται σε μια νέα φάση:Ανοιχτό RAN (Ανοιχτό Δίκτυο Πρόσβασης Ραδιοφώνου).

Το Open RAN έχει ως στόχο να σπάσει το κλειστό οικοσύστημα με την εισαγωγήΑποσύνδεση υλικού-λογισμικού, ανοικτές διεπαφές, εικονικοποίηση και διαλειτουργικότητα πολλών προμηθευτώνΗ μεταμόρφωση αυτή αλλάζει τον ρόλο των εξοπλισμού BBU και RRU και δημιουργεί νέες ευκαιρίες και προκλήσεις για τους παραδοσιακούς κατασκευαστές τηλεπικοινωνιακών εξοπλισμού.

1Τι είναι το Open RAN;

Το Open RAN είναι μια πρωτοβουλία της βιομηχανίας που έχει σχεδιαστεί για τη δημιουργία μιας πιο ευέλικτης και ανοιχτής αρχιτεκτονικής κινητών δικτύων.

Η βασική ιδέα είναι απλή:

Διαχωρίστε το υλικό δικτύου από τις λειτουργίες λογισμικού και επιτρέψτε στους εξοπλισμούς από διαφορετικούς προμηθευτές να συνεργάζονται μέσω τυποποιημένων διεπαφών.

Στα παραδοσιακά συστήματα RAN:

• Το λογισμικό BBU + RRU + παρέχεται συνήθως από έναν προμηθευτή.

• Το υλικό και το λογισμικό είναι βαθιά ενσωματωμένα.

• Οι χειριστές έχουν περιορισμένες επιλογές.

Στα ανοιχτά συστήματα RAN:

• Οι μονάδες ραδιοφώνου (RU), οι κατανεμημένες μονάδες (DU) και οι κεντρικές μονάδες (CU) μπορούν να προέρχονται από διαφορετικούς προμηθευτές.

• Οι λειτουργίες δικτύου μπορούν να εκτελούνται σε πλατφόρμες υπολογιστών γενικής χρήσης.

• Οι ανοικτές διεπαφές επιτρέπουν τη διαλειτουργικότητα μεταξύ των διαφόρων στοιχείων.

Ο στόχος είναι η δημιουργία ενός πιο ανταγωνιστικού, κλιμακώσιμου και οικονομικά αποδοτικού οικοσυστήματος τηλεπικοινωνιών.

2Η εξέλιξη από το παραδοσιακό RAN στο ανοιχτό RAN

Παραδοσιακή αρχιτεκτονική RAN

Ένα συμβατικό RAN αποτελείται κυρίως από:

BBU (Μονάδα Μονάδας)

Η BBU είναι υπεύθυνη για:

• Επεξεργασία σήματος

• Διαχείριση ραδιοφωνικών πόρων

• Λειτουργίες ελέγχου δικτύου

• Προγραμματισμός διαβίβασης δεδομένων

RRU (Remote Radio Unit)

Το RRU χειρίζεται:

• Μετατροπή ραδιοσυχνοτήτων

• Ενίσχυση σήματος

• Ασύρματη μετάδοση και λήψη

Στα παραδοσιακά δίκτυα:

BBU + RRU + ιδιόκτητο λογισμικό = πλήρης λύση RAN

Αυτό το μοντέλο παρέχει εξαιρετικές επιδόσεις αλλά δημιουργεί κλειδώματα προμηθευτών.

Ανοιχτή αρχιτεκτονική RAN

Το ανοικτό RAN χωρίζει τις παραδοσιακές λειτουργίες BBU σε μικρότερα συστατικά που βασίζονται σε λογισμικό:

ΕΣ (Μονάδα ραδιοφώνου)

Αποτελεί ισοδύναμο με την παραδοσιακή RRU, υπεύθυνη για την επεξεργασία ραδιοσυχνοτήτων.

ΠΟ (διανεμημένη μονάδα)

Διαχειρίζεται λειτουργίες επεξεργασίας σε πραγματικό χρόνο.

ΚΕ (Κεντρική Μονάδα)

Παρέχει επεξεργασία και έλεγχο δικτύου υψηλότερου επιπέδου.

Η αρχιτεκτονική γίνεται:

ΕΣ + ΕΣ + ΕΣ + Ανοικτές διεπαφές

Αυτό επιτρέπει στους φορείς εκμετάλλευσης να αναμειγνύουν και να ταιριάζουν προϊόντα από διαφορετικούς προμηθευτές.

3Αποσύνδεση υλικού και λογισμικού: Η βασική αλλαγή

Μια από τις μεγαλύτερες αλλαγές που έφερε το Open RAN είναι ο διαχωρισμός του υλικού και του λογισμικού.

Παραδοσιακό μοντέλο

Ένας πάροχος τηλεπικοινωνιών παρέχει:

• Προσαρμοσμένο υλικό

• Επαγγελματικά τσιπάκια

• Επαγγελματικά λειτουργικά συστήματα

• Ενσωματωμένο λογισμικό δικτύου

Οι επιχειρηματίες εξαρτώνται σε μεγάλο βαθμό από έναν προμηθευτή για αναβαθμίσεις και συντήρηση.

Ανοιχτό μοντέλο RAN

Οι λειτουργίες δικτύου γίνονται εφαρμογές λογισμικού που εκτελούνται σε τυποποιημένες πλατφόρμες υλικού.

Για παράδειγμα:

• Η επεξεργασία ζώνης βάσης μπορεί να τρέχει σε εμπορικούς διακομιστές.

• Η πληροφορία δικτύου μπορεί να διαχειρίζεταιται μέσω πλατφορμών cloud.

• Οι αναβαθμίσεις λογισμικού μπορούν να αναπτυχθούν χωρίς αντικατάσταση φυσικού εξοπλισμού.

Η προσέγγιση αυτή είναι παρόμοια με τον μετασχηματισμό που παρατηρείται στη βιομηχανία πληροφορικής, όπου το cloud computing αντικατέστησε τα παραδοσιακά ειδικά συστήματα υλικού.

4Ο εξοπλισμός λευκού κουτιού: Μια νέα ευκαιρία για το τηλεπικοινωνιακό υλικό

Η δικτύωση λευκού κουτιού αναφέρεται σε συσκευές υλικού που κατασκευάζονται χρησιμοποιώντας τυποποιημένα εξαρτήματα χωρίς περιορισμούς ιδιοκτησίας.

Στα περιβάλλοντα ανοικτής RAN, οι λύσεις λευκού κουτιού επιτρέπουν στους φορείς εκμετάλλευσης να αγοράζουν:

• Τυποποιημένο υπολογιστικό υλικό

• Λογισμικό ανοιχτού κώδικα

• Ανεξάρτητος ραδιοεξοπλισμός

Αντί να αγοράσετε ένα πλήρες ιδιόκτητο σύστημα.

Πλεονεκτήματα του White-Box RAN

1Λιγότερα κόστη υλικού

Οι φορείς εκμετάλλευσης μπορούν να επιλέγουν προμηθευτές εξοπλισμού που είναι οικονομικά αποδοτικοί αντί να βασίζονται μόνο στους παραδοσιακούς γίγαντες των τηλεπικοινωνιών.

2Μεγαλύτερη ευελιξία στην εφοδιαστική αλυσίδα

Οι φορείς εκμετάλλευσης μπορούν να αποφύγουν την εξάρτηση από έναν μόνο προμηθευτή.

3Ταχύτερη καινοτομία

Οι προγραμματιστές λογισμικού μπορούν να βελτιώσουν τις λειτουργίες δικτύου ανεξάρτητα από τους κατασκευαστές υλικού.

Ωστόσο, το RAN με λευκό κουτί παρουσιάζει επίσης προκλήσεις:

• Μεγαλύτερη πολυπλοκότητα ολοκλήρωσης

• Πιο απαιτητική διαχείριση δικτύου

• Απαιτείται ενίσχυση των τεχνικών δυνατοτήτων

Οι φορείς εκμετάλλευσης πρέπει να αναλάβουν μεγαλύτερη ευθύνη για την ολοκλήρωση και τη βελτιστοποίηση του συστήματος.

5Ανοικτές διεπαφές: σπάζοντας τα εμπόδια για τους προμηθευτές

Οι ανοικτές διεπαφές αποτελούν το θεμέλιο του ανοικτού RAN.

Η πιο σημαντική διεπαφή είναι ηΑνοικτή διεπαφή Fronthaul, η οποία συνδέει τη σιδηροδρομική εταιρεία και την ακατέργαστη εταιρεία.

Παραδοσιακό RAN:

ΕΤΕπ ∆ΕΤΕπ (Ειδική διεπαφή)

Ανοιχτό RAN:

RU DU (Τυποποιημένη ανοιχτή διεπαφή)

Τα οφέλη περιλαμβάνουν:

• Συμφωνία μεταξύ πολλών προμηθευτών

• Εύκολη επέκταση του δικτύου

• Μειωμένα έξοδα αντικατάστασης εξοπλισμού

• Πιο ανταγωνιστικό οικοσύστημα προμηθευτών

Για τους φορείς τηλεπικοινωνιών, αυτό σημαίνει ότι μπορούν να επιλέξουν:

• ΕΣ από έναν προμηθευτή

• Λογισμικό DU από άλλον προμηθευτή

• Υποδομή cloud από τρίτο προμηθευτή

6Οι επιπτώσεις στους παραδοσιακούς προμηθευτές τηλεπικοινωνιακού εξοπλισμού

Το ανοιχτό RAN δημιουργεί ευκαιρίες και πιέσεις για τους καθιερωμένους προμηθευτές τηλεπικοινωνιών.

Οι κύριοι παραδοσιακοί προμηθευτές ελέγχουν ιστορικά το πλήρες οικοσύστημα RAN μέσω ολοκληρωμένων λύσεων.

Η μετατόπιση προς το Open RAN αλλάζει το επιχειρηματικό τους μοντέλο.

Προκλήσεις

1. Μειωμένη διαφοροποίηση υλικού

Όταν το υλικό γίνεται τυποποιημένο, τα ανταγωνιστικά πλεονεκτήματα μετακινούνται από:

• Προσωπικό σχεδιασμό υλικού

προς:

• Ικανότητα λογισμικού

• Βελτιστοποίηση δικτύου

• Ποιότητα των υπηρεσιών

2. Αυξημένος ανταγωνισμός

Οι ανοικτές διεπαφές επιτρέπουν σε νέες εταιρείες, παρόχους cloud και εταιρείες λογισμικού να εισέλθουν στην αγορά τηλεπικοινωνιών.

Οι δυνητικοί ανταγωνιστές περιλαμβάνουν:

• Εταιρείες cloud computing

• Κατασκευαστές ημιαγωγών

• Παρόχτες λογισμικού δικτύου

3. Αλλαγή των μοντέλων εσόδων

Οι παραδοσιακοί προμηθευτές ενδέχεται να δουν πίεση στα περιθώρια εξοπλισμού επειδή οι φορείς εκμετάλλευσης έχουν περισσότερες επιλογές προμηθευτών.

Η μελλοντική ανάπτυξη μπορεί να εξαρτάται περισσότερο από:

• Άδεια χρήσης λογισμικού

• Πλατφόρμες διαχείρισης δικτύου

• Επαγγελματικές υπηρεσίες

7Οι ευκαιρίες που δημιουργούνται από το Open RAN

Παρά τις προκλήσεις, το Open RAN δημιουργεί σημαντικές ευκαιρίες.

Για τους φορείς τηλεπικοινωνιών

Το ανοιχτό RAN επιτρέπει:

• Λιγότερα έξοδα ανάπτυξης

• Ευέλικτη επέκταση του δικτύου

• Ταχύτερες τεχνολογικές αναβαθμίσεις

• Μειωμένη εξάρτηση από τον προμηθευτή

Για προμηθευτές νέου εξοπλισμού

Εταιρείες που ειδικεύονται σε:

• Ραδιοτεχνολογία

• Λογισμικό δικτύου

• Υποδομή cloud

• Πληροφορική από την άκρη

μπορεί να εισέλθει στην αγορά τηλεπικοινωνιών.

Για κατασκευαστές υλικού

Η ζήτηση για:

• Συσκευάσματα ραδιοσυχνοτήτων υψηλών επιδόσεων

• Προηγμένες μονάδες RRU/RU

• Ενεργειακά αποδοτικοί ραδιοεξοπλισμός

θα συνεχίσει να αυξάνεται καθώς οι φορείς εκμετάλλευσης αναπτύσσουν περισσότερα δίκτυα 5G.

8Το μέλλον του εξοπλισμού BBU και RRU

Παρόλο που το Open RAN αλλάζει την αρχιτεκτονική, ο εξοπλισμός BBU και RRU δεν θα εξαφανιστεί.

Αντίθετα, οι ρόλοι τους θα εξελιχθούν.

RRU Evolution → Ευφυής μονάδα ραδιοφώνου

Οι μελλοντικές μονάδες RRU θα γίνουν:

• Περισσότερο καθορισμένο από λογισμικό

• Περισσότερη ενεργειακή απόδοση

• Εύκολο να ενσωματωθεί

Οι νέες τεχνολογίες περιλαμβάνουν:

• Μεγάλο MIMO

• Προηγμένα τσιπ ραδιοσυχνοτήτων

• Βάσει τεχνητής νοημοσύνης βελτιστοποίηση

BBU Evolution → Επεξεργασία Baseband με βάση το cloud

Οι παραδοσιακές φυσικές μονάδες BBU θα μετατραπούν σταδιακά σε:

• Εικονικές λειτουργίες δικτύου

• Πλατφόρμες λογισμικού που βασίζονται στο cloud

• Εφαρμογές Edge Computing

Η μελλοντική baseband θα είναι λιγότερο για τα κουτιά υλικού και περισσότερο για την νοημοσύνη του λογισμικού.