Offenes, disaggregiertes und virtualisiertes RAN

Das RAN ist die wichtigste Komponente, die etwa 60 bis 70 Prozent der Gesamtbetriebskosten für den Aufbau und die Verwaltung eines Funknetzes ausmacht. Die Art und Weise, wie ein RAN verteilt ist, stellt jedoch aufgrund der Zentralisierung der Arbeitslast eine große Herausforderung in Bezug auf Netzüberlastung, Investitionsausgaben und die Einführung neuer Dienste im laufenden Betrieb dar. Diese Flexibilität bietet eine breitere Auswahl für die Platzierung von RAN-Komponenten und damit eine Verbesserung der gesamten spektralen Effizienz und Netzwerkkapazität. Mehr lesen...

At STL, together with our partners, we offer open and virtualized RAN which is a cloud-based radio access network solution to help service providers create an Open, Disaggregated and Virtualized 5GC solution aligned with 3GPP. It helps in disaggregating RAN, virtualize its components, realize virtualized components in the edge cloud and SDNise it for programmability.We are in the process of certifying specific uses cases in the field by working with leading mobile operators as well as private enterprises. Thus, they will be offering fully programmable, genuinely open, and wholly disaggregated 5G-NR and Private LTE solution that’s economical and enables cloud delivery models. Read Less..

Wichtige Elemente

3 Kernelemente von vRAN:

Funkgerät (RU): Im Funkbereich bieten wir Makro-, Mikro-, Small Cells und Indoor-Funkgeräte je nach Netzwerkanforderung an. Unsere Funkgeräte verfügen über eine offene Fronthaul-Schnittstelle, um ein herstellerneutrales RAN-Ökosystem zu ermöglichen. Dabei handelt es sich um logische Knoten, die die Low-PHY-Schicht und die HF-Verarbeitung basierend auf einer Funktionsaufteilung der unteren Schicht beherbergen. Hier terminiert die O-RU die offene Fronthaul-Schnittstelle sowie die Low-PHY-Funktionen der Funkschnittstelle gegenüber dem UE, das ein physikalischer Knoten ist.

Im Folgenden finden Sie die herausragenden Merkmale und Spezifikationen des STL-Funkgeräts:

  • STL-Funkeinheiten basieren auf modernster Multi-Standard-Technologie und können im LTE- und 5G-Modus mit FDD, TDD
  • STL RAN-Produkte basieren auf offenen Standards, die Flexibilität und Skalierbarkeit über Technologien und Einsatzmodelle hinweg bieten
  • Er unterstützt GUI-basiertes Web-Management und kann mit jedem Front-Haul- und Backhaul-System zusammenarbeiten.
  • Es arbeitet gut mit der standardisierten ORAN-Schnittstelle zu CU/DU, EMS und Orchestrators
  • Vollständig kompatibel mit Split -7.2 und Split-2 CU-DU-RU Architektur

Offene und virtualisierte Verteilereinheit (oDU) : STL hat mit seinem Partner-Ökosystem eine OPEN RAN-basierte DU entwickelt, die auf jeder Standard-COTS-basierten Infrastruktur gehostet werden kann. Es handelt sich um einen logischen Knoten, der RLC/MAC/High-PHY-Schichten hostet, basierend auf einer Funktionsaufteilung der unteren Schicht. Hier umfasst die DU- und RRU-Funktion Echtzeit-L2-Funktionen, Basisbandverarbeitung und Funkfrequenzverarbeitung. Diese DU-Infrastruktur kann mit jeder White Box RU mit offener Front-Haul-Schnittstelle integriert werden.

Offene und virtualisierte Zentraleinheit (oCU) : STL hat mit seinem Partner-Ökosystem einen CU-Software-Stack entwickelt, der mehrere DU und RU hosten kann, während er im Rechenzentrum oder in der IT-Infrastruktur sitzt. Es handelt sich um einen logischen Knoten, der die RRC und den Steuerebenen-Teil des

Vorteile

Programmable
Multivendor-Ökosystem
OpenRAN-Architektur ermöglicht Kompatibilität mit mehreren Anbietern und erhöht damit den Wettbewerb für schnelle Innovationen
Open
Kostenoptimierung
Die Disaggregation ermöglicht den Betreibern die Verwendung von COTS-Geräten (Commercial Off The Shelf) und hilft somit bei der Reduzierung der Investitionskosten sowie bei der Bereitstellung mehrerer Einsatzszenarien
Open
Flexibilität
OpenRAN durchbricht den traditionellen monolithischen Ansatz und bietet die Möglichkeit, Best-of-Breed-Geräte auszuwählen und somit die Kosten durch wettbewerbsfähige Preise zu senken
Programmable
Erhöhte Sicherheit
COTS-Infrastruktur ermöglicht es Betreibern, starke Identitätszertifikate im Netzwerk an jeder Schnittstelle einschließlich des Funkzugangs einzusetzen
Open
Virtualisierung
Um plötzliche Datenanforderungen zu bewältigen, hilft die Virtualisierung bei der effektiven Zuweisung von Netzwerkressourcen und somit bei einer insgesamt besseren Leistung

Netzwerkökonomie

OpenRAN bietet die Möglichkeit, sowohl Capex als auch Opex des Netzes eines Betreibers zu reduzieren. Dies ist ein perfektes Argument für Betreiber, um ein Netzwerk-Upgrade mit OpenRAN durchzuführen. Einerseits hilft der Einsatz von White-Boxen und Multivendor-Kompatibilität bei der Reduzierung der Capex, andererseits hilft die Virtualisierung bei der Reduzierung der Opex über eine lange Zeit. Die unten aufgeführten Funktionen von OpenRAN können bei umsichtigem Einsatz zu einer erheblichen Reduzierung der Gesamtkosten beitragen.

COTS-Einsatz : Der Einsatz von COTS (Commercial Off The Shelf) bringt Flexibilität bei der Beschaffung von Netzwerk-Equipment. Das Aufkommen von Start-ups in diesem Bereich erzeugt einen Preisdruck gegenüber größeren Anbietern, um die Kosten zu senken. Dies eröffnet einen größeren Wettbewerbsmarkt für RAN-Ausrüstung und damit die Möglichkeit für Betreiber, Ausrüstung zu niedrigsten Kosten zu kaufen.

Disaggregation : Die Entkopplung von Hardware und Software ermöglicht es den Betreibern, RAN-Komponenten einzeln zu kaufen und damit die Möglichkeit, das Beste vom Besten zu erwerben. Dies hilft auch bei der Entwicklung mehrerer Einsatzszenarien, um dynamischen Änderungen der Datennachfrage gerecht zu werden.

Zero-Touch-Bereitstellung : Das Zero-Touch-Modell verbessert den Betrieb durch die Automatisierung der regulären Funktionen. Dadurch wird der Bedarf an Humankapital weiter reduziert und somit können die Betriebskosten in hohem Maße gesenkt werden.

Ressourcen-Pooling : Virtualisierung hilft bei der Optimierung von Netzwerkressourcen, indem sie Ressourcen-Pooling ermöglicht. Dadurch werden die Bestandskosten durch die Reduzierung der freien Ressourcen gesenkt.

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5G typically refers to the fifth generation of wireless technology and NR or commonly known as New Radio is a set standard developed by the 3GPP Group (Release 15 being the first version introduced back in 2018) outlining the technology required to harness the newly-available millimeter-wave frequencies. The two frequency bands in which 5GNR operates are Frequency Range 1 ie Sub 6GHz band (410 MHz to 7125 MHz) and Frequency Range 2 ie millimeter-wave (24.25 GHz to 52.6 GHz). Over 4G LTE, 5G NR provides better spectrum utilization, faster data rates, hardware efficiency, and improved signal processing.

From a deployment standpoint, we have Non-Standalone Mode(NSA), Dynamic Spectrum Sharing(DSS), and Standalone Mode (SA). The initial deployments of 5G NR are based on NSA standards, meaning the existing 4G LTE network will operate on the control plane, and 5G NR will be introduced to the user plane. This particular standard was introduced by 3GPP keeping in mind the industry's push to faster 5G services rollout while utilising the existing 4G LTE infrastructure, currently in place. On the other hand, operators are also implementing Dynamic Spectrum Sharing (DSS) for accelerating the deployment cycle, reducing the costs, and improving spectrum utilisation . In this standard same spectrum is shared between the 5G NR and 4G LTE, while being multiplexed over time as per the user demands. Lastly, we have the Standalone Mode (SA) which is moving towards a complete 5G based network where both signaling and the information transfer are driven by a 5G cell.

Going forward, 5G will enable new services, connect new industries and devices, empower new experiences, and much more, providing mission-critical services, enhanced mobile broadband, and massive number of things.

a) Enhanced mobile broadband (eMBB) Applications: High device connectivity, High mobile data rates, and Mobile AR & VR applications
b) Ultra-reliable, low-latency communications (uRLLC)Applications: Autonomous vehicles, Drones, Data monitoring, Smart mfg.
c) Massive machine-type communications (mMTC)Applications: Healthcare, Industry 4.0, Logistics, Environmental monitoring, Smart farming, Smart grids


vRAN or commonly known Virtualised Radio Access Network is a network


Open Radio Access Network is a modern wireless network architecture that enables vendor interoperability, flexibility, and agility for service providers by getting rid of integrated proprietary hardware and software. In comparison to the legacy networks, this solution enables disaggregation of hardware and software with virtualisation, open interfaces, and cloud-based software solutions. The organisations currently working on the development of open RAN standards are Telecom Infra Project (TIP) and O-RAN Alliance.

A typical mobile network comprises of a core network (where service requests are made), an access network (that interacts directly with the user interface), and a transport network (connects core and access) or commonly known as backhaul. Both the core network and access network comprise of specialised software and hardware components. In particular, the Open RAN primarily focuses on the openness and interoperability of RAN elements. A legacy RAN network has all the electronics on one side (BBU, Base Band Unit + RU, Radio Unit) with antennas at the top of the tower, connected by RF cables which caused signal attenuation and cabling issues. Transitioning from 3G to 4G, this approach was revamped across the industry and the RU was moved closer to the antenna resulting in the reduction of RF signal losses. RU was now referred to as RRU or Remote Radio Unit comprising of proprietary hardware elements and BBU comprising of proprietary software running on proprietary hardware, connected via proprietary interface or commonly know as CPRI ie Common Public Radio Interfaces.

Coming to the next step ie virtualised RAN or vRAN, the BBU becomes a proprietary software with virtualised network functions that run on Commercial off-the-shelf (CTOS) servers while the RRU and connecting interface remain proprietary.

In Open RAN approach:-
a) RRU is a Commercial off-the-shelf (CTOS) based hardware making it vendor agnostic
b) BBU is proprietary software with virtualised network functions that run on Commercial off-the-shelf (CTOS) servers
c) The interface between RRU and BBU becomes an open interface ie allowing any vendor software to run on any vendor hardware


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