Как дезагрегация, сети «белого ящика» и виртуализация меняют традиционные рынки телекоммуникационного оборудования

Введение: трансформация традиционной архитектуры RAN

На протяжении десятилетий в отрасли сетей радиодоступа (RAN) доминировали несколько крупных поставщиков телекоммуникационного оборудования, которые предлагали комплексные собственные решения, включая модули основной полосы частот (BBU), удаленные радиоблоки (RRU), антенны и системы управления сетью.

Традиционная архитектура RAN во многом опиралась на тесно интегрированное аппаратное и программное обеспечение. Оператор мобильной связи обычно приобретает всю систему у одного поставщика, что обеспечивает оптимизацию производительности, но создает такие проблемы, как высокие затраты на развертывание, ограниченная гибкость и зависимость от поставщика.

Благодаря быстрому развитию сетей 5G, облачных вычислений и периферийных технологий отрасль вступает в новую фазу:Open RAN (сеть открытого радиодоступа).

Open RAN стремится разрушить закрытую экосистему, представивразвязка аппаратного и программного обеспечения, открытые интерфейсы, виртуализация и совместимость с различными поставщиками. Эта трансформация меняет роль оборудования BBU и RRU и создает новые возможности и проблемы для традиционных производителей телекоммуникационного оборудования.

1. Что такое открытая RAN?

Open RAN — это отраслевая инициатива, призванная создать более гибкую и открытую архитектуру мобильной сети.

Основная идея проста:

Отделите сетевое оборудование от функций программного обеспечения и позвольте оборудованию разных производителей работать вместе через стандартизированные интерфейсы.

В традиционных системах RAN:

• Программное обеспечение BBU+RRU+ обычно предоставляется одним поставщиком.

• Аппаратное и программное обеспечение глубоко интегрированы.

• Операторы имеют ограниченный выбор.

В системах Open RAN:

• Радиоблоки (РУ), распределенные блоки (ДУ) и централизованные блоки (ЦУ) могут поступать от разных поставщиков.

• Сетевые функции могут выполняться на вычислительных платформах общего назначения.

• Открытые интерфейсы обеспечивают взаимодействие между различными компонентами.

Цель — создать более конкурентоспособную, масштабируемую и экономически эффективную телекоммуникационную экосистему.

2. Эволюция от традиционной RAN к открытой RAN

Традиционная архитектура RAN

Обычная RAN состоит в основном из:

BBU (модуль основной полосы частот)

ББУ несет ответственность:

• Обработка сигналов

• Управление радиоресурсами

• Функции управления сетью

• Планирование передачи данных

RRU (Удаленный радиоблок)

РРУ занимается:

• Преобразование радиочастоты

• Усиление сигнала

• Беспроводная передача и прием

В традиционных сетях:

BBU + RRU + собственное программное обеспечение = комплексное решение RAN

Эта модель обеспечивает превосходную производительность, но создает привязку к поставщику.

Открытая архитектура RAN

Open RAN делит традиционные функции BBU на более мелкие программные компоненты:

РУ (Радиостанция)

Эквивалент традиционного RRU, отвечающего за обработку RF.

ДУ (Распределенный блок)

Выполняет функции обработки основной полосы в реальном времени.

CU (Централизованное подразделение)

Обеспечивает сетевую обработку и контроль более высокого уровня.

Архитектура становится:

RU + DU + CU + открытые интерфейсы

Это позволяет операторам смешивать и сочетать продукты от разных поставщиков.

3. Разделение аппаратного и программного обеспечения: основное изменение

Одним из самых больших изменений, внесенных Open RAN, является разделение аппаратного и программного обеспечения.

Традиционная модель

Поставщик телекоммуникационных услуг предоставляет:

• Индивидуальное оборудование

• Собственные чипы

• Собственные операционные системы

• Интегрированное сетевое программное обеспечение

Операторы во многом зависят от одного поставщика в вопросах модернизации и обслуживания.

Открытая модель RAN

Сетевые функции становятся программными приложениями, работающими на стандартизированных аппаратных платформах.

Например:

• Обработка основной полосы частот может выполняться на коммерческих серверах.

• Сетевым интеллектом можно управлять через облачные платформы.

• Обновления программного обеспечения можно развертывать без замены физического оборудования.

Этот подход аналогичен трансформации, наблюдаемой в ИТ-индустрии, где облачные вычисления заменили традиционные специализированные аппаратные системы.

4. Оборудование «белого ящика»: новая возможность для телекоммуникационного оборудования

Сеть «белого ящика» относится к аппаратным устройствам, созданным с использованием стандартизированных компонентов без проприетарных ограничений.

В средах Open RAN решения «белого ящика» позволяют операторам приобретать:

• Стандартное вычислительное оборудование

• Программное обеспечение с открытым исходным кодом

• Независимое радиооборудование

вместо того, чтобы покупать полную проприетарную систему.

Преимущества White-Box RAN

1. Снижение затрат на оборудование

Операторы могут выбирать экономически эффективных поставщиков оборудования, а не полагаться только на традиционных телекоммуникационных гигантов.

2. Большая гибкость цепочки поставок

Операторы могут избежать зависимости от одного поставщика.

3. Более быстрые инновации

Разработчики программного обеспечения могут улучшать сетевые функции независимо от производителей оборудования.

Однако RAN «белого ящика» также создает проблемы:

• Более высокая сложность интеграции

• Более требовательное управление сетью

• Потребность в более сильных технических возможностях

Операторы должны взять на себя большую ответственность за системную интеграцию и оптимизацию.

5. Открытые интерфейсы: преодолевая барьеры поставщиков

Открытые интерфейсы являются основой Open RAN.

Самый важный интерфейс — этоОткрытый интерфейс Fronthaul, который соединяет РУ и ДУ.

Традиционный РАН:

RRU ↔ BBU (собственный интерфейс)

Открыть РАН:

RU ↔ DU (стандартизированный открытый интерфейс)

Преимущества включают в себя:

• Совместимость с несколькими поставщиками

• Более простое расширение сети

• Снижение затрат на замену оборудования

• Более конкурентоспособная экосистема поставщиков

Для операторов связи это означает, что они могут выбрать:

• РУ от одного поставщика

• ПО ДУ от другого производителя

• Облачная инфраструктура от стороннего вендора

6. Влияние на поставщиков традиционного телекоммуникационного оборудования

Open RAN создает как возможности, так и давление на признанных поставщиков телекоммуникационных услуг.

Крупные традиционные поставщики исторически контролировали всю экосистему RAN с помощью интегрированных решений.

Переход к Open RAN меняет их бизнес-модель.

Проблемы

1. Уменьшение дифференциации оборудования

Когда оборудование становится стандартизированным, конкурентные преимущества заключаются в следующем:

• Собственная аппаратная конструкция

к:

• Возможности программного обеспечения

• Оптимизация сети

• Качество обслуживания

2. Рост конкуренции

Открытые интерфейсы позволяют новым компаниям, поставщикам облачных услуг и компаниям-разработчикам программного обеспечения выйти на рынок телекоммуникаций.

Среди потенциальных конкурентов:

• Компании, занимающиеся облачными вычислениями

• Производители полупроводников

• Поставщики сетевого программного обеспечения

3. Изменение моделей дохода

Традиционные поставщики могут столкнуться с давлением на рентабельность оборудования, поскольку у операторов больше выбора поставщиков.

Будущий рост может в большей степени зависеть от:

• Лицензирование программного обеспечения

• Платформы управления сетью

• Профессиональные услуги

7. Возможности, создаваемые Open RAN

Несмотря на проблемы, Open RAN создает значительные возможности.

Для операторов связи

Открытая RAN позволяет:

• Снижение затрат на развертывание

• Гибкое расширение сети

• Более быстрое обновление технологий

• Снижение зависимости от поставщиков

Для поставщиков нового оборудования

Компании, специализирующиеся на:

• Радиотехника

• Сетевое программное обеспечение

• Облачная инфраструктура

• Периферийные вычисления

может выйти на рынок телекоммуникаций.

Для производителей оборудования

Спрос на:

• Высокопроизводительные радиочастотные компоненты

• Расширенные модули RRU/RU

• Энергоэффективное радиооборудование

будет продолжать расти по мере того, как операторы развертывают больше сетей 5G.

8. Будущее оборудования BBU и RRU

Хотя Open RAN меняет архитектуру, оборудование BBU и RRU не исчезнет.

Вместо этого их роли будут меняться.

RRU Evolution → Интеллектуальный радиоблок

Будущие RRU станут:

• Более программно-определяемый

• Более энергоэффективный

• Легче интегрировать

Новые технологии включают в себя:

• Массивный MIMO

• Усовершенствованные радиочастотные чипы

• Оптимизация на основе искусственного интеллекта

BBU Evolution → Облачная обработка основной полосы частот

Традиционные физические BBU постепенно трансформируются в:

• Виртуализированные сетевые функции

• Облачные программные платформы

• Приложения для периферийных вычислений

Будущее основной полосы частот будет связано не столько с аппаратными блоками, сколько с программным интеллектом.