Architekturüberlegungen für Open RAN-Bereitstellungen

Mit der Einführung von Offene RAN-Lösungenhaben Kommunikationsdienstanbieter (CSPs) jetzt viel mehr Flexibilität bei der Architektur und Bereitstellung ihrer RAN-Systeme. Herkömmlicherweise werden RAN-Systeme von einem einzigen Anbieter gebaut und bieten alle Funktionen in einer einzigen Basisstationseinheit. Mit Open RAN haben CSPs jetzt jedoch die Möglichkeit, erstklassige RAN-Lösungen von mehreren Anbietern auszuwählen und diese RAN-Funktionen bereitzustellen – insbesondere die zentralisierte Einheit (CU), die verteilte Einheit (DU) und die Funkeinheit (RU) – in disaggregierter Weise über ihr Netzwerk.

Open RAN ist eine positive Entwicklung für die Branche, da es mehr Anbieter in den Bereich bringt, was zu schnelleren Innovationen und niedrigeren Preisen führt. Beispielsweise können RAN-Anbieter ihre Lösungen jetzt als Software verkaufen, die in einer Cloud-nativen Umgebung ausgeführt wird. Doch wie bei jeder Innovation erfordert Open RAN einen durchdachten Ansatz, um den größtmöglichen Nutzen daraus zu ziehen, insbesondere da es jetzt die zuvor unterschiedlichen Welten von Server-, Cloud- und Mobilfunknetztechnologien überschneidet.

Wann ist es sinnvoll, RAN-Funktionen zu trennen?

Obwohl Open RAN die geografische Trennung der CU-, DU- und RU-Funktionen ermöglicht, müssen CSPs diesen Weg nicht gehen. Sie können Open RAN wie eine herkömmliche Basisstation bereitstellen, wobei sich alle RAN-Funktionen am Standort der Zelle befinden. In diesem Fall befindet sich die RU zusammen mit der CU und der DU am Sockel des Turms in einer Server-Rack-Konfiguration am Mobilfunkmast. Der entscheidende Faktor, wo die CU, DU und RU hingehören, hängt von verschiedenen Überlegungen ab, einschließlich Timing, Bandbreite, Faserverfügbarkeit und Latenz.

In vielen Fällen stellen die Betreiber die CU an einem zentralen Standort bereit, der eine Mittelstreckenverbindung verwendet, wie z. B. den mobilen Cloud-Kern. Solange zwischen CU und DU genügend Bandbreite verfügbar ist, funktioniert eine zentralisierte CU-Konfiguration gut und ermöglicht Betreibern, CU-Funktionen auf weniger Servern zu konsolidieren, was Kosten und Stromverbrauch reduziert. In einigen Fällen möchte der Betreiber möglicherweise auch die DU-Funktionen zentralisieren, um den Platzbedarf am Standort des Mobilfunkmasts zu verringern. Die strengen Latenz- und Phasentiming-Anforderungen der DU-zu-RU-Front-Haul-Verbindung und die hohen Kosten für Zugangsübertragungsressourcen neigen jedoch dazu, Betreiber daran zu hindern, die DU im mobilen Kernnetz selbst zu platzieren.

O-RAN an den Rand bringen

Offene RAN-Systeme Bedarfsmanagement für Automatisierung, Betrieb und Optimierung. Die O-RAN Alliance hat diese Schnittstellen geöffnet, um die Erstellung eines Radio Intelligent Controller (RIC) zu ermöglichen, der in Fast-Echtzeit- oder Nicht-Echtzeit-Versionen mit ihren unterstützenden Anwendungen geliefert werden kann, um die Leistung zu verbessern. Nicht-Echtzeit-RICs und ihre zugehörigen r.Apps haben eine weniger strenge Latenzgrenze, was ihren Einsatz in der zentralisierten Telekommunikations-Cloud unterstützt. In der Zwischenzeit müssen Nahezu-Echtzeit-RICs und ihre x.Apps innerhalb von 10 ms (Roundtrip) von den RU/DU-Funksystemen entfernt sein. Daher werden sie besser dort eingesetzt, wo sie mehrere Mobilfunkstandorte bedienen können. Für viele Betreiber bedeutet dies, kleine „Edge“-Rechenzentren (z. B. einige wenige Server-Racks) einzurichten, um das RIC nahezu in Echtzeit und seine Anwendungen auszuführen, von denen einige auch lokale Speicherung erfordern.

Die betrieblichen Anforderungen des RAN haben das Interesse am Bau von Edge-Rechenzentren für Automatisierungs-, Betriebs- und Optimierungslösungen erneuert. Diese können auch die CU-Funktionen des Open RAN sowie MEC-Funktionen und/oder eigenständige 5G-Benutzerebenenfunktionen (UPFs) und N6-Firewalls hosten. Dieses Setup kann viele 5G-Anwendungen unterstützen, von Augmented/Virtual-Reality-Gaming-Diensten für Verbraucher bis hin zu großflächigen Lösungen mit geringer Latenz für Unternehmen. Bisher haben Betreiber in erster Linie Multi-Access-Edge-Computing (MEC) für ihr Wide Area Network als Dienste in der Telekommunikations-Cloud des Kernnetzes bereitgestellt. Bei der Bereitstellung von O-RAN werden diese kleineren Edge-Sites benötigt, um die gesamte Netzwerkarchitektur zu optimieren und Funktionen wie den Ran Intelligent Controller zu unterstützen.

Fazit

Open RAN bietet Betreibern erhebliche Flexibilität, um das Funknetz auf die effizienteste und kostengünstigste Weise aufzubauen. Viele Faktoren treiben die allgemeine RAN-Anforderungen, einschließlich Standort, Anzahl der Benutzer und erforderliche Bandbreite, Zugang zu Glasfaser und vieles mehr. Letztendlich bestimmen die Anwendungsfälle die beste zu verwendende Architektur. Betreiber müssen jedoch jeden dieser Faktoren berücksichtigen, um die beste Architekturbereitstellung zu bestimmen, um die maximalen Kosten- und Leistungsvorteile zu erzielen, die Open RAN bieten kann.

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