Jak dezagregacja, sieci typu white-box i wirtualizacja zmieniają kształt tradycyjnych rynków sprzętu telekomunikacyjnego

Wprowadzenie: Transformacja tradycyjnej architektury RAN

Przez dziesięciolecia branża sieci dostępu radiowego (RAN) była zdominowana przez kilku głównych dostawców sprzętu telekomunikacyjnego, którzy dostarczali kompletne, autorskie rozwiązania, w tym jednostki pasma podstawowego (BBU), zdalne jednostki radiowe (RRU), anteny i systemy zarządzania siecią.

Tradycyjna architektura RAN w dużym stopniu opierała się na ściśle zintegrowanym sprzęcie i oprogramowaniu. Operator komórkowy zwykle kupował cały system od jednego dostawcy, zapewniając optymalizację wydajności, ale stwarzając wyzwania, takie jak wysokie koszty wdrożenia, ograniczona elastyczność i zależność od dostawcy.

Wraz z szybkim rozwojem sieci 5G, przetwarzania w chmurze i technologii brzegowych branża wkracza w nową fazę:Otwarta sieć RAN (otwarta sieć dostępu radiowego).

Otwarta sieć RAN ma na celu przełamanie zamkniętego ekosystemu poprzez wprowadzenieoddzielenie sprzętu od oprogramowania, otwarte interfejsy, wirtualizacja i interoperacyjność wielu dostawców. Transformacja ta zmienia rolę sprzętu BBU i RRU oraz stwarza nowe możliwości i wyzwania dla tradycyjnych producentów sprzętu telekomunikacyjnego.

1. Co to jest otwarta sieć RAN?

Open RAN to inicjatywa branżowa mająca na celu stworzenie bardziej elastycznej i otwartej architektury sieci mobilnych.

Podstawowa idea jest prosta:

Oddziel sprzęt sieciowy od funkcji oprogramowania i pozwól sprzętowi różnych dostawców współpracować za pośrednictwem standardowych interfejsów.

W tradycyjnych systemach RAN:

• Oprogramowanie BBU + RRU + jest zwykle dostarczane przez jednego dostawcę.

• Sprzęt i oprogramowanie są głęboko zintegrowane.

• Operatorzy mają ograniczony wybór.

W systemach Open RAN:

• Jednostki radiowe (RU), jednostki rozproszone (DU) i jednostki scentralizowane (CU) mogą pochodzić od różnych dostawców.

• Funkcje sieciowe mogą działać na platformach obliczeniowych ogólnego przeznaczenia.

• Otwarte interfejsy umożliwiają interoperacyjność pomiędzy różnymi komponentami.

Celem jest stworzenie bardziej konkurencyjnego, skalowalnego i opłacalnego ekosystemu telekomunikacyjnego.

2. Ewolucja od tradycyjnego RAN do otwartego RAN

Tradycyjna architektura RAN

Konwencjonalny RAN składa się głównie z:

BBU (jednostka pasma podstawowego)

BBU jest odpowiedzialne za:

• Przetwarzanie sygnału

• Zarządzanie zasobami radiowymi

• Funkcje sterowania siecią

• Planowanie transmisji danych

RRU (zdalna jednostka radiowa)

RRU obsługuje:

• Konwersja częstotliwości radiowej

• Wzmocnienie sygnału

• Bezprzewodowa transmisja i odbiór

W sieciach tradycyjnych:

BBU + RRU + autorskie oprogramowanie = kompletne rozwiązanie RAN

Model ten zapewnia doskonałą wydajność, ale powoduje uzależnienie od dostawcy.

Otwarta architektura RAN

Open RAN dzieli tradycyjne funkcje BBU na mniejsze komponenty oparte na oprogramowaniu:

RU (jednostka radiowa)

Odpowiednik tradycyjnego RRU, odpowiedzialny za przetwarzanie RF.

DU (jednostka rozproszona)

Obsługuje funkcje przetwarzania pasma podstawowego w czasie rzeczywistym.

CU (jednostka centralna)

Zapewnia przetwarzanie i kontrolę sieci wyższej warstwy.

Architektura staje się:

RU + DU + CU + Otwarte interfejsy

Umożliwia to operatorom mieszanie i dopasowywanie produktów od różnych dostawców.

3. Oddzielenie sprzętu od oprogramowania: podstawowa zmiana

Jedną z największych zmian, jakie wnosi Open RAN, jest oddzielenie sprzętu i oprogramowania.

Tradycyjny model

Dostawca usług telekomunikacyjnych zapewnia:

• Dostosowany sprzęt

• Własne chipy

• Własne systemy operacyjne

• Zintegrowane oprogramowanie sieciowe

Operatorzy w dużym stopniu polegają na jednym dostawcy w zakresie modernizacji i konserwacji.

Otwórz model RAN

Funkcje sieciowe stają się aplikacjami działającymi na standardowych platformach sprzętowych.

Na przykład:

• Przetwarzanie pasma podstawowego może działać na serwerach komercyjnych.

• Inteligencją sieciową można zarządzać za pośrednictwem platform chmurowych.

• Aktualizacje oprogramowania można wdrażać bez wymiany sprzętu fizycznego.

Podejście to przypomina transformację obserwowaną w branży IT, gdzie chmura obliczeniowa zastąpiła tradycyjne, dedykowane systemy sprzętowe.

4. Sprzęt typu white-box: nowa szansa dla sprzętu telekomunikacyjnego

Sieć typu „biała skrzynka” odnosi się do urządzeń sprzętowych zbudowanych przy użyciu standardowych komponentów bez zastrzeżonych ograniczeń.

W środowiskach Open RAN rozwiązania typu white-box umożliwiają operatorom zakup:

• Standardowy sprzęt komputerowy

• Oprogramowanie typu open source

• Niezależny sprzęt radiowy

zamiast kupować kompletny, autorski system.

Zalety białej skrzynki RAN

1. Niższe koszty sprzętu

Operatorzy mogą wybierać opłacalnych dostawców sprzętu, zamiast polegać wyłącznie na tradycyjnych gigantach telekomunikacyjnych.

2. Większa elastyczność łańcucha dostaw

Operatorzy mogą uniknąć uzależnienia od jednego dostawcy.

3. Szybsze innowacje

Twórcy oprogramowania mogą ulepszać funkcje sieciowe niezależnie od producentów sprzętu.

Jednak białoskrzynkowa sieć RAN stwarza również wyzwania:

• Większa złożoność integracji

• Bardziej wymagające zarządzanie siecią

• Potrzeba większych możliwości technicznych

Operatorzy muszą wziąć na siebie większą odpowiedzialność za integrację i optymalizację systemu.

5. Otwarte interfejsy: przełamanie barier dostawców

Otwarte interfejsy są podstawą Open RAN.

Najważniejszym interfejsem jestOtwórz interfejs Fronthaul, który łączy RU i DU.

Tradycyjny RAN:

RRU ↔ BBU (interfejs zastrzeżony)

Otwórz sieć RAN:

RU ↔ DU (standaryzowany otwarty interfejs)

Korzyści obejmują:

• Kompatybilność z wieloma dostawcami

• Łatwiejsza rozbudowa sieci

• Niższe koszty wymiany sprzętu

• Bardziej konkurencyjny ekosystem dostawców

Dla operatorów telekomunikacyjnych oznacza to, że mogą wybrać:

• RU od jednego dostawcy

• Oprogramowanie DU od innego dostawcy

• Infrastruktura chmurowa od trzeciego dostawcy

6. Wpływ na dostawców tradycyjnego sprzętu telekomunikacyjnego

Otwarta sieć RAN stwarza zarówno możliwości, jak i presję dla uznanych dostawców usług telekomunikacyjnych.

Główni tradycyjni dostawcy w przeszłości kontrolowali cały ekosystem RAN poprzez zintegrowane rozwiązania.

Przejście na Open RAN zmienia ich model biznesowy.

Wyzwania

1. Zmniejszone zróżnicowanie sprzętowe

Kiedy sprzęt staje się standaryzowany, przewaga konkurencyjna przesuwa się z:

• Zastrzeżony projekt sprzętu

bliski:

• Możliwości oprogramowania

• Optymalizacja sieci

• Jakość usług

2. Zwiększona konkurencja

Otwarte interfejsy umożliwiają nowym firmom, dostawcom usług w chmurze i producentom oprogramowania wejście na rynek telekomunikacyjny.

Potencjalni konkurenci to:

• Firmy zajmujące się chmurą obliczeniową

• Producenci półprzewodników

• Dostawcy oprogramowania sieciowego

3. Zmiana modeli przychodów

Tradycyjni dostawcy mogą odczuwać presję na marże sprzętu, ponieważ operatorzy mają większy wybór dostawców.

Przyszły wzrost może zależeć bardziej od:

• Licencjonowanie oprogramowania

• Platformy zarządzania siecią

• Profesjonalne usługi

7. Możliwości stworzone przez Open RAN

Pomimo wyzwań Open RAN stwarza znaczące możliwości.

Dla Operatorów Telekomunikacyjnych

Otwarta sieć RAN umożliwia:

• Niższe koszty wdrożenia

• Elastyczna rozbudowa sieci

• Szybsze aktualizacje technologii

• Mniejsza zależność od dostawcy

Dla dostawców nowego sprzętu

Firmy specjalizujące się w:

• Technologia radiowa

• Oprogramowanie sieciowe

• Infrastruktura chmurowa

• Przetwarzanie brzegowe

mogą wejść na rynek telekomunikacyjny.

Dla producentów sprzętu

Zapotrzebowanie na:

• Wysokowydajne komponenty RF

• Zaawansowane moduły RRU/RU

• Energooszczędny sprzęt radiowy

będzie nadal rosła w miarę wdrażania przez operatorów większej liczby sieci 5G.

8. Przyszłość sprzętu BBU i RRU

Chociaż Open RAN zmienia architekturę, sprzęt BBU i RRU nie zniknie.

Zamiast tego ich role będą ewoluować.

RRU Evolution → Inteligentna jednostka radiowa

Przyszłe RRU staną się:

• Bardziej definiowane programowo

• Bardziej energooszczędny

• Łatwiej się zintegrować

Nowe technologie obejmują:

• Ogromne MIMO

• Zaawansowane chipy RF

• Optymalizacja oparta na sztucznej inteligencji

BBU Evolution → Przetwarzanie pasma podstawowego w chmurze

Tradycyjne fizyczne BBU będą stopniowo przekształcać się w:

• Zwirtualizowane funkcje sieciowe

• Platformy oprogramowania natywnego dla chmury

• Aplikacje brzegowe

Przyszłe pasmo podstawowe będzie mniej skupiać się na urządzeniach sprzętowych, a bardziej na inteligencji oprogramowania.