Redes O-RAN

La alianza de red de acceso por radio abierta la estableció en 2018 un consorcio global de operadores de red con el objetivo específico de desarrollar las redes de acceso por radio en el mundo. Esto se puede conseguir por medio de una transición hacia elementos de red virtualizados, hardware de marca blanca e interfaces abiertas con la RAN.

La alianza O-RAN, construida sobre los pilares complementarios de apertura e inteligencia, ha establecido ocho grupos de trabajo diferenciados con objetivos técnicos ambiciosos, entre los que se incluyen la arquitectura de fronthaul abierta, la transición a la nube de las RAN y especificaciones de software para la pila de protocolos New Radio (NR).

Como colaborador clave de la alianza O-RAN, VIAVI participa en pruebas de interoperabilidad básicas de varios proveedores (multi-vendor interoperability testing, MV-IOT) para garantizar la confianza en el funcionamiento conjunto de distintos componentes de fronthaul de O-RAN, y componentes desagregados de software y hardware de diversos proveedores. 

VIAVI participa de forma activa en grupos de trabajo e interés de la alianza O-RAN que contribuyen en las especificaciones de las pruebas de interoperabilidad, el marco de pruebas de extremo a extremo, el fronthaul abierto, el transporte xhaul, los eventos plugfest y el grupo de discusión de pruebas e integración (Test & Integration Focus Group, TIFG).

La arquitectura de red O-RAN de referencia introducida por la alianza O-RAN se concibió con vistas a la infraestructura RAN de próxima generación con RAN virtualizada en hardware abierto e inteligencia artificial intrínseca al control de la radio.

Los módulos funcionales de la arquitectura de red O-RAN incluyen la capa en tiempo no real de controlador inteligente de radio para realizar operaciones como el análisis y la gestión de políticas, y la capa casi en tiempo real de controlador inteligente de radio para desempeñar funciones con límites de tiempo como equilibrio de carga, handover y detección de interferencias. La integración de capas permite que la capa casi en tiempo real de controlador inteligente de radio se beneficie de modelos entrenados de forma inteligente y funciones de control en tiempo real distribuidas por la capa en tiempo no real de controlador inteligente de radio.

La pila de protocolos de la unidad central (CU) multi-RAT, implementada en una plataforma de virtualización, admite el procesamiento de protocolos para las tecnologías 4G o 5G, al tiempo que establece aislamiento de seguridad y la asignación de recursos virtuales, entre otras funciones. Los elementos de la unidad de radio abierta (O-RU) y la unidad distribuida abierta (O-DU) se integran por medio de una interfaz de fronthaul O-RAN con una segmentación del nivel inferior (LLS) bien definida que es compatible con la interfaz eCPRI y radio sobre Ethernet (RoE). La definición y la normalización de estas interfaces impulsarán la interoperabilidad, la competencia y la innovación en la cadena de suministro de las redes O-RAN.

Redes O-RAN 5G

La desagregación es esencial para la evolución y la implementación de la tecnología 5G, puesto que permite a los operadores móviles abrir la red RAN y sacar partido a soluciones multi-proveedor. Las redes RAN abiertas ofrecen nuevas posibilidades de personalización y flexibilidad de las redes RAN que son acordes con la diversidad de casos de uso y los requisitos de la tecnología 5G.

Al facilitar la entrada de nuevos participantes en el ecosistema de las redes O-RAN 5G, se pueden producir los avances necesarios para responder a las expectativas en constante cambio de los clientes. Los operadores podrán utilizar los mejores componentes disponibles basándose en el perfil de casos de uso de su red. Esto crea oportunidades para reducir los ciclos de desarrollo al trabajar en diferentes partes de la red por separado, al tiempo que se saca partido a más talento innovador de forma colectiva.

Innovaciones previas de las redes RAN, como las redes RAN basadas en la nube (C-RAN), proporcionaron eficiencia operativa, aunque no libraron a los operadores de su dependencia de los proveedores. Al permitir un ecosistema de red RAN abierto y de varios proveedores, O-RAN introduce economías de escala en la nube y competencia en la red RAN. Los factores relacionados con el mercado, junto con una arquitectura de red RAN más elástica y flexible que ya está tomando forma por medio de la virtualización, pueden derivar en un plazo de comercialización mucho más ágil de lo que era posible anteriormente.

Al dejar atrás el paradigma de red RAN de un proveedor específico, no solo disfrutan los operadores de una mayor flexibilidad, sino que también se minimiza ese “ingrediente secreto” que les hace depender de un único proveedor para todos los aspectos de la implementación y la optimización de las redes RAN.

La competencia y la proliferación que resultan de la participación de nuevas entidades podrían reducir los costos de equipos para redes O-RAN. Las características de interoperabilidad entre portadoras de las redes RAN abiertas se pueden utilizar también para incrementar la eficacia de las redes LTE existentes a medida que continúan incorporando la virtualización y la desagregación, requisitos previos para la implementación de las redes RAN 5G. 

La creación de una interoperabilidad sin fisuras en un ecosistema abierto de múltiples proveedores plantea nuevos desafíos en cuanto a las pruebas, la gestión y la integración que requieren diligencia y cooperación para poder superarlos. En el modelo de un único proveedor, la responsabilidad está decidida de antemano, y el aislamiento y la solución de los problemas se gestionan a través de una estructura de control establecida.

La diversificación de los proveedores podría derivar en acusaciones entre unos y otros cuando la identificación de las causas sea inconcluyente. Estas mismas complicaciones podrían afectar a la puntualidad de los programas de comercialización y al crecimiento de los ingresos al diluir las responsabilidades de la gestión y la planificación entre los nuevos participantes en las redes O-RAN.

El tentador concepto de la red RAN abierta en cuanto a la interoperabilidad flexible también supone desafíos en torno a las pruebas y la integración. Para cumplir la promesa de las redes O-RAN de reducir los gastos operativos y el costo total de la propiedad total (TCO), los operadores deben responsabilizarse de los elementos desagregadoss y de diversos proveedores, y asegurarse de que funcionan juntos a la perfección para mantener los estándares de calidad de la experiencia (QoE).

El establecimiento de iniciativas de colaboración dirigidas por los operadores, como el proyecto Open Test and Integration Center (OTIC), puede contribuir a facilitar la estandarización del desarrollo de los componentes, el software, las pruebas y las tecnologías de las redes O-RAN en el sector de cara a la preparación de la implementación de redes RAN abiertas a gran escala y en el mundo real. 

Al adoptar las especificaciones de fronthaul de la alianza O-RAN, desarrollar prácticas de pruebas de fronthaul y redes RAN compatibles con las redes O-RAN, y establecer diversas colaboraciones dentro de grupos de trabajo del sector, VIAVI ha consolidado un compromiso polifacético con el éxito del desarrollo y la implementación de las redes O-RAN. Abogar por metodologías de pruebas de interoperabilidad que minimicen la dependencia de las pruebas integradas es esencial para gestionar el costo de la infraestructura de red implementada. Esto incluye el desarrollo de métodos para evaluar el rendimiento en campo de las redes RAN abiertas.

VIAVI ha aceptado los desafíos de extremo a extremo (E2E) de las pruebas de interoperabilidad de varios proveedores (MV-IOT) al apoyar y colaborar con nuestros socios en el desarrollo de herramientas para pruebas de redes O-RAN, tanto para el laboratorio como para trabajos en campo. Entre ellas, se incluyen pruebas globales de componentes, evaluaciones de emparejamiento de proveedores para validar el funcionamiento, el rendimiento, la solidez y la resistencia de determinadas combinaciones, y pruebas de cumplimiento de protocolos para interfaces abiertas. La evaluación holística de diversas combinaciones y de las pruebas del sistema forma parte del éxito y el cumplimiento de las especificaciones de las redes O-RAN. 

Como empresa destacada en pruebas para redes O-RAN, VIAVI ha procurado el desarrollo de una cartera de productos de extremo a extremo para redes RAN abiertas que cuenta con sólidas soluciones para pruebas de dispositivos, antenas y núcleos de red que abarcan todo el ciclo de vida de la red RAN abierta. Un proceso completo de pruebas de redes O-RAN debe responder al desafío de testear cada uno de los elementos y cada combinación de estos en todas las direcciones.

Validación: el sistema de prueba de redes TM500, líder en el sector, se ha diseñado para validar la experiencia de usuario por medio de la emulación de miles de dispositivos móviles en múltiples celdas usando diversas tecnologías de acceso por radio. El sistema TM500 mitiga los desafíos que plantea la arquitectura de red O-RAN de varios proveedores al proporcionar una plataforma de pruebas independiente de la desagregación de la red.

La solución TeraVM es una herramienta esencial para las pruebas de rendimiento de las redes centrales y RAN 5G.

Verificación: el sistema MTS-5800 es el instrumento de pruebas multiusos 100G portátil y de puerto dual más pequeño del sector. Resulta ahora de mayor utilidad con la aparición de tecnologías emergentes como la 5G y las redes O-RAN. Al realizar pruebas de verificación del estado de las redes O-RAN, el dispositivo MTS-5800 puede identificar problemas importantes entre la unidad distribuida abierta (O-DU) y la unidad de radio abierta (O-RU). La captura y el filtrado de paquetes de esta interfaz permiten una solución de problemas y unos análisis avanzados mediante el uso de la aplicación Wireshark, ya sea integrada o de forma externa.

Dentro de las pruebas de rendimiento de la radio para validar si la implementación de una red O-RAN 5G se ha realizado correctamente, se incluyen la verificación del rendimiento de la conformación de haces, las pruebas de conformidad de la radio, y la medición de la potencia de transmisión y la calidad de la modulación del enlace descendente (DL). El sistema CellAdvisor 5G es una solución portátil y completa para realizar pruebas en redes RAN que cuenta con una serie de funciones variadas y fácilmente actualizables concebidas para llevar a cabo tareas de implementación y certificación avanzadas de redes O-RAN y de la tecnología 5G. Cuenta con mapas de ruta integrados de la tecnología 5G para la verificación de la cobertura y, además, genera informes de pruebas con solo pulsar un botón.

El ecosistema de las redes O-RAN es complejo, donde la función del controlador inteligente de radio casi en tiempo real se lleva a cabo por medio de una combinación de aplicaciones xApps. Estas aplicaciones xApps pueden ser de diversos proveedores. El desafío de los operadores es que necesitan la garantía en todas las fases del ciclo de vida de los productos, desde sandbox de desarrollo hasta la garantía del funcionamiento de la red, de manera que se pueda asegurar que las aplicaciones xApps de distintas fuentes funcionen de forma compatible y coherente cuando operen de un modo independiente o en cadena para alcanzar los objetivos marcados. Esto incluye la validación de que las heterogéneas aplicaciones xApps, juntas, son capaces de implementar las políticas del operador en varios suscriptores consumidores del conjunto de servicios concebido para la red en los diversos segmentos de red y en un conjunto adecuado de perfiles de movilidad. Se debe validar también a escala, y convertirse en un caso práctico idóneo para la prueba de red inalámbrica de extremo a extremo de VIAVI.

Visibilidad: la plataforma NITRO de VIAVI proporciona la visibilidad de la red en la amplitud de las redes de radio, RAN, de transporte y centrales. Así pues, con la información más completa sobre el rendimiento de la red, los sistemas de control de red autónomos serán más eficaces donde sea necesaria la intervención de los ingenieros de gestión de redes operativas y las resoluciones se puedan implementar dentro de los plazos más breves. Este panorama cambiará a medida que cambie también la dinámica espacial de la demanda de servicios de red. Y, mientras la demanda de diversas combinaciones de servicios con perfiles de movilidad novedosos llevan al límite la capacidad de gestión de los recursos, nuevos casos de fallos perimetrales más allá de las pruebas que se realizaron en el fase previa a la implementación pueden quedar expuestos y manifestarse en forma de un deterioro del rendimiento.  Todo esto desafía el sistema de monitorización y garantía de la red a proporcionar una vista de la red más completa, con unos análisis más exhaustivos para detectar posibles problemas, aislar la causa y aplicar las medidas de mitigación más adecuadas.

El impulso de las redes O-RAN como complemento lógico de la desagregación y la innovación de las redes RAN 5G continúa aumentando. VIAVI está acelerando la instauración de las redes O-RAN de próxima generación por medio de una participación activa en foros interdisciplinares dentro del entorno de las telecomunicaciones. La cumbre anual Telecom Infra Project (TIP) es solo un ejemplo de las fuerzas de colaboración creadas cuando los proveedores de servicios, los desarrolladores tecnológicos, los integradores de sistemas y los líderes en soluciones de pruebas ponen en común sus recursos y sus conocimientos.

Estos talleres, cumbres y conferencias proporcionan un foro de discusión crucial para otros avances como las redes RAN virtuales (vRAN). El enfoque de integración continua/entrega continua (CI/CD) de la implementación de las redes vRAN es el resultado de que la comunidad de las telecomunicaciones se haya centrado internacionalmente en una evolución responsable de las redes RAN de extremo a extremo. Este espíritu esencial de cooperación y comunicación abierta puede posibilitar que se superen los desafíos de la alianza O-RAN y que los beneficios se maximicen.