Open RAN

ALLIANCE O-RAN, architecture O-RAN, 5G et solutions de tests

Avec le soutien de l’ALLIANCE O-RAN, VIAVI aide les clients à naviguer en toute confiance parmi les complexités des réseaux 5G en gérant l’interopérabilité et en résolvant les problèmes liés à la disparité des fournisseurs dès le premier jour. Des tests réussis et une approche à écosystème ouvert sont essentiels pour l’évolution et la pérennité de la 5G.

L’Open RAN, qu’est-ce que c’est ?

Un réseau d’accès sans fil ouvert (Open RAN) est un concept basé sur l’interopérabilité et la standardisation d’éléments de réseau d’accès sans fil (RAN), notamment sur une norme unifiée d’interconnexion pour des éléments matériels de type boîte transparente (White Box) et des éléments logiciels open source issus de différents fournisseurs. L’architecture Open RAN intègre une pile logicielle de station de base modulaire pour équipement standard qui permet aux composants de bande de base et d’unités radio de différents fournisseurs de fonctionner harmonieusement ensemble.

La technologie Open RAN met en évidence les objectifs de performance rationalisés du RAN 5G par le biais d’attributs communs d’efficacité, d’intelligence et de polyvalence. Le déploiement de la technologie Open RAN en périphérie réseau bénéficiera aux applications 5G telles que celles des véhicules autonomes, prendra efficacement en charge les cas d’utilisation de découpage réseau en tranche (network slicing) et permettra des mises à jour sécurisées et efficaces des microprogrammes par liaison radio ; et cela grâce à des terminaisons répondant aux exigences en matière de faible latence et de haute fiabilité pour ces applications.


Comment pouvons-nous vous aider ?

Portefeuille complet

En tant que société leader en matière de tests Open RAN, VIAVI a développé un portefeuille Open RAN complet, proposant des solutions RANtoCore™ de test, de vérification et d’assurance robustes, couvrant l’intégralité du cycle de vie Open RAN.

Support et collaboration

VIAVI a relevé les défis des tests d’interopérabilité entre fournisseurs (MV-IOT) en soutenant ses partenaires et en collaborant avec eux au développement d’outils de test O-RAN adaptés à une utilisation en laboratoire aussi bien que sur le terrain.


Méthodologie de VIAVI pour favoriser l’écosystème Open RAN

En adoptant les spécifications de fronthaul de l’ALLIANCE O-RAN, en développant des pratiques de test RAN et de fronthaul conformes aux spécificités des réseaux O-RAN et en établissant divers partenariats au sein des groupes de travail du marché, VIAVI a su faire preuve d’un engagement aux multiples facettes vis-à-vis de la réussite du développement et du déploiement de la technologie Open RAN. Soutenir des méthodes de test d’interopérabilité qui minimisent les dépendances des tests intégrés est un point essentiel dans la gestion du coût de l’infrastructure de réseau déployée. Cela inclut le développement de méthodes permettant d’évaluer la performance de l’Open RAN sur le terrain.

VIAVI a relevé les défis E2E (de bout en bout) des tests MV-IOT en soutenant ses partenaires et en collaborant avec eux au développement d’outils de tests conformes O-RAN adaptés à une utilisation en laboratoire aussi bien que sur le terrain. Cela comprend des tests nodaux (wrap around) au niveau des composants, des évaluations d’association des fournisseurs pour valider la fonction, la performance, la robustesse et la résistance de certaines combinaisons spécifiques, et des tests de conformité aux protocoles pour les interfaces ouvertes. L’évaluation holistique de multiples combinaisons et tests de systèmes est essentielle au succès des spécifications O-RAN et à la conformité à ces spécifications.

En tant que société dominante en matière de tests Open RAN, VIAVI est à l’origine du développement d’un portefeuille de produits E2E Open RAN comprenant des solutions de test robustes pour les appareils, les antennes et le cœur qui couvrent le cycle de vie complet des réseaux Open RAN. Une procédure de test Open RAN complète doit pouvoir tester chaque élément et combinaison dans toutes les directions.

Validation : le testeur de réseau TM500, leader sur le marché, a été conçu pour valider l’expérience utilisateur (User Experience, UE) en émulant des milliers d’appareils mobiles via de multiples cellules et technologies d’accès radio. Le TM500 réduit les risques de problèmes propres à l’architecture Open RAN à plusieurs fournisseurs (multi-vendor) en offrant une plateforme de test adaptée à la désagrégation de réseau.

Le TeraVM est un outil essentiel pour les tests de performance des réseaux 5G RAN et de cœur.

Vérification : le MTS-5800 est le plus petit instrument de test 100G polyvalent, portable, double port du marché. Il se révèle de plus en plus utile pour la prise en charge de technologies émergentes telles que la 5G ou l’Open RAN. En effectuant des tests de vérification de l’état de santé des réseaux Open RAN, le MTS-5800 est capable d’identifier des problèmes de haut niveau entre les éléments O-DU et O-RU. La capture et le filtrage des paquets sur cette interface permettent des recherches de panne et des analyses avancées en utilisant l’application Wireshark de manière intégrée ou externe.

Les tests de performance radio permettant de valider le déploiement réussi d’un réseau Open RAN 5G comprennent la vérification des performances du beamforming, les tests de conformité radio, les mesures de puissance de transmission et la qualité de la modulation en liaison descendante.  CellAdvisor 5G est une solution de test RAN portable et complète qui dispose d’un ensemble de fonctionnalités variées et faciles à mettre à niveau, conçue sur mesure pour les tâches avancées de déploiement et de certification des réseaux 5G et Open RAN. La cartographie 5G intégrée permet la vérification de la couverture et les rapports de test sont générés d’une simple pression sur un bouton.

L’écosystème Open RAN est complexe et la fonctionnalité de couche RIC en temps quasi réel (near-RT) est assurée par un mélange d’applications xApps. Ces applications xApps pouvant provenir de différents fournisseurs, le défi pour les opérateurs vient de ce qu’elles exigent une vérification à chaque étape du cycle de vie du produit, du développement initial jusqu’à l’assurance de fonctionnement du réseau pour garantir que des applications xApps provenant de sources diverses opèrent de manière cohérente et compatible, indépendamment les unes des autres ou reliées les unes aux autres, afin d’atteindre les objectifs voulus. Il faut donc vérifier que les applications xApps hétérogènes combinées sont en mesure de mettre en œuvre les politiques de l’opérateur auprès de divers abonnés utilisant la gamme de services envisagée pour le réseau sur de multiples découpages par tranche du réseau (network slices) et au sein d’un ensemble approprié de profils de mobilité. La validation doit également s’effectuer à l’échelle, ce qui en fait un cas d’utilisation convenant parfaitement aux tests de réseaux sans fil de bout en bout de VIAVI.

Visibilité : la plateforme NITRO de VIAVI fournit de la visibilité sur le réseau au niveau de la radio, des réseaux d’accès sans fil (RAN), du transport et du cœur. Ainsi, forts des informations les plus complètes sur les performances réseau, les systèmes de contrôle de réseau autonomes seront les plus efficaces lorsqu’une intervention des ingénieurs de gestion du réseau opérationnel sera nécessaire, ce qui permettra de résoudre les problèmes dans les délais les plus courts possible. Ce phénomène variera en fonction de l’évolution de la dynamique spatiale de la demande de services autour du réseau. De plus, à mesure que la demande pour différentes combinaisons de services à profils de mobilité novateurs repousse les limites de la capacité de gestion des ressources, de nouveaux types d’erreurs en périphérie, dépassant ce qui a été testé lors de l’étape de prédéploiement, peuvent apparaître et se manifester sous forme de dégradations des performances.  Tous ces défis poussent les solutions de surveillance réseau et les systèmes d’assurance à fournir une visibilité plus complète du réseau, avec des analyses plus riches pour détecter les problèmes, en isoler les causes et, ainsi, en proposer la résolution la plus appropriée.

L’élan qui fait de la technologie Open RAN l’équivalent logique de la désagrégation et de l’innovation de la 5G RAN continue. VIAVI accélère le développement des réseaux Open RAN de nouvelle génération en participant activement aux forums plurifonctionnels du secteur des télécommunications. Le Plugfest de l’ALLIANCE O-RAN et le sommet du Telecom Infra Project (TIP) annuels ne constituent que deux exemples de la collaboration rendue possible lorsque des fournisseurs de services, développeurs de technologies, intégrateurs de systèmes et leaders en matière de solutions de tests mettent leurs ressources et leur expertise en commun.

Ces ateliers, sommets et conférences permettent la tenue de forums de discussion essentiels pour d’autres innovations, telles que les réseaux d’accès sans fil (RAN) virtuels (vRAN). L’approche visant une intégration continue/livraison continue (CI/CD) appliquée au déploiement du vRAN résulte d’une focalisation internationale du secteur des télécommunications sur une évolution responsable des réseaux E2E RAN. Cet esprit de coopération et de communication ouverte peut permettre de relever les défis de l’ALLIANCE O-RAN et d’en exploiter pleinement tous les avantages.

O-RAN et TIP OpenRAN

Pour harmoniser les initiatives et aspirations de l’ALLIANCE O-RAN et du TIP OpenRAN, et pour minimiser la multiplication des efforts, un accord de liaison entre les deux organisations a été conclu. Bien que le TIP reste sceptique quant aux spécifications O-RAN, l’accord de liaison facilite la création de solutions plus coopératives et collaboratives qui intègrent les points forts de chaque groupe. L’engagement inébranlable du comité d’orientation technique de l’ALLIANCE O-RAN en faveur du développement de spécifications a permis au groupe OpenRAN de rester concentré sur le déploiement en conditions réelles de stratégies pour infrastructures de télécommunications désagrégées dans des environnements variés.

Open RAN Policy Coalition

L’Open RAN Policy Coalition a été créée afin de défendre les politiques soutenant le développement et l’introduction de solutions RAN ouvertes et interopérables. Les 31 organisations initiales membres de la coalition comptent certaines des plus grandes et des plus influentes sociétés de télécommunication, de cloud computing et de technologies de réseau au monde.

L’Open RAN Policy Coalition a annoncé son engagement en faveur d’une mise en œuvre globale, tout en insistant particulièrement sur la formation des législateurs et décideurs américains sur l’importance du paradigme Open RAN, notamment vis-à-vis de l’architecture RAN 5G. Un soutien gouvernemental en faveur d’un écosystème RAN ouvert et interopérable encouragera la coopération plurifonctionnelle du secteur dans le monde entier, tout en favorisant un environnement concurrentiel propice à la diversification. Un environnement de politiques offrant un soutien fort accélérera également l’essor de la recherche et du développement de technologies Open RAN essentielles.

Gardez une longueur d’avance

Diminuer les coûts de déploiement et d'exploitation des réseaux Open RAN

Développer et valider l'Open RAN

Participation au Plugfest O-RAN international

Infographie du top 5 des défis en matière de tests

Évolution du RAN

Faire évoluer les réseaux Open RAN

Pôle de connaissances sur l'Open RAN

La perspective d'un écosystème de réseau d'accès sans fil (RAN) ouvert a stimulé la formation de projets synergiques, d'alliances et de groupes de travail ayant chacun une mission et un domaine de focalisation distincts. Tous ont en commun la volonté de créer un environnement Open RAN par le biais d'éléments et interfaces standardisés.

OpenRAN

OpenRAN (sans espace) est un groupe de projets lancé par le Telecom Infra Project (TIP) en 2017, avec pour objectif annoncé la définition et la construction de solutions RAN 2G, 3G et 4G basées sur un but général, avec un équipement non lié à un fournisseur et une technologie logicielle définie. Cela inclut la création de solutions RAN programmables et virtualisées, basées sur des plateformes de traitement à objectif général (General Purpose Processing Platforms, ou GPPP) et un logiciel désagrégé accélérant le rythme des innovations. Le conglomérat OpenRAN a appliqué l'expertise de ses diverses entreprises membres en faveur de l'analyse de cas d'utilisation et du développement d'algorithmes de fronthaul de réseau d'accès sans fil (RAN) ouvert.

O-RAN

Bien que l'acronyme « O-RAN » soit couramment utilisé pour signifier « Open RAN », son orthographe avec trait d'union a évolué pour désigner plus spécifiquement l'ALLIANCE O-RAN depuis la fondation du groupe. Parallèlement à la publication des spécifications de l'architecture Open RAN, les initiatives de l'ALLIANCE O-RAN se sont concentrées sur l'intégration de l'intelligence artificielle (IA) en adaptant les interfaces et les API de façon à ce qu'elles favorisent une normalisation appropriée, tout en mettant en place l'infrastructure de chaîne d'approvisionnement requise. Ces initiatives ambitieuses apportent un poids supplémentaire aux piliers O-RAN sous-jacents d'ouverture et d'intelligence. 

vRAN

Le réseau d'accès sans fil (RAN) virtualisé (vRAN) est la technologie sur laquelle repose l'architecture Open RAN. La dissociation de l'équipement et du logiciel via l'application des principes de virtualisation des fonctions réseau (network function virtualization, NFV) permet de rendre le RAN plus agile, plus flexible et plus facile à mettre à niveau. L'efficacité et la sécurité améliorées propres au vRAN en font également un élément essentiel de la mise en œuvre de l'Open RAN 5G, avec des cas d'utilisation complexes et des technologies d'accès exigeant un contrôle plus dynamique des ressources du réseau.

L'ALLIANCE O-RAN (Alliance des réseaux d'accès sans fil ouverts)  a été créée en 2018 par un consortium international d'opérateurs réseau, avec pour objectif annoncé l'évolution des réseaux d'accès radio dans le monde entier. Cet objectif peut être atteint en amorçant une transition vers des éléments de réseau virtualisé, des matériels de type boîte transparente (White Box) et des interfaces ouvertes vers le RAN.

O-RAN Alliance

S'appuyant sur les piliers complémentaires de l'ouverture et de l'intelligence, l'ALLIANCE O-RAN a mis en place huit groupes de travail distincts aux objectifs techniques ambitieux, notamment le développement d'une architecture de fronthaul ouverte, la transition vers le cloud des réseaux d'accès sans fil (RAN) et la création de spécifications logicielles pour la pile du nouveau protocole de transmission radio (New Radio, NR).

En sa qualité de contributeur clé de l'ALLIANCE O-RAN, VIAVI collabore à des tests essentiels d'interopérabilité entre divers fournisseurs (MV-IOT) afin de garantir un fonctionnement conjoint sûr de composants de fronthaul Open RAN disparates, de logiciels désagrégés et d'équipements provenant de nombreux fournisseurs. 

VIAVI s'implique activement dans les groupes de travail et de discussion de l'ALLIANCE O-RAN qui travaillent sur les spécifications de tests d'interopérabilité, les tests E2E, le fronthaul ouvert, le transport xHaul, le programme Plugfest et le groupe de discussion sur les tests et l'intégration (Test & Integration Focus Group, TIFG).

L'architecture O-RAN de référence, présentée par l'ALLIANCE O-RAN, a été imaginée dans l'optique de la prochaine génération d'infrastructures RAN comportant des réseaux d'accès sans fil (RAN) virtualisés sur des équipements ouverts et une intelligence artificielle propre au contrôle radio.

Les modules fonctionnels de l'architecture O-RAN incluent la couche RIC en temps différé (non-Real-Time) (qui permet des opérations telles que la gestion et l'analyse des règles) et la couche RIC en temps quasi réel (near Real-Time) (pour des fonctions sensibles telles que l'équilibrage de charges, les transferts et la détection d'interférences). L'intégration des couches permet à la couche RIC en temps quasi réel (near Real-Time) de bénéficier de modèles intelligemment formés et de fonctions de contrôle en temps réel distribuées par la couche RIC en temps différé (non-Real-Time).

La pile de protocoles multi-RAT CU, déployée sur une plateforme de virtualisation, prend en charge le traitement des protocoles pour la 4G ou la 5G, tout en établissant l'isolation de sécurité et l'allocation des ressources virtuelles, entre autres fonctions. Les éléments d'unité de radio ouverte (Open Radio Unit, O-RU) et d'unité distribuée ouverte (Open Distributed Unit, O-DU) sont intégrés via une interface de fronthaul O-RAN avec une séparation fonctionnelle au niveau des couches basses (lower layer split, LLS) bien définie, prenant en charge les spécifications eCPRI et RoE. La définition et la normalisation plus poussées de ces interfaces permettront d'intégrer interopérabilité, concurrence et innovation à la chaîne logistique O-RAN.

Open RAN 5G

La désagrégation est essentielle à l'évolution et au déploiement de la 5G, car elle permet aux opérateurs mobiles d'ouvrir le réseau RAN et de tirer parti des solutions de plusieurs fournisseurs (multi-vendor). Les réseaux d'accès sans fil (RAN) ouverts fournissent de nouvelles possibilités pour la personnalisation et la flexibilité du RAN, qui sont proportionnelles à la diversité des cas d'utilisation et des exigences propres à la 5G.

En réduisant les obstacles à l'entrée de nouveaux acteurs dans l'écosystème Open RAN 5G, il devient possible de disposer de l'innovation requise pour répondre aux attentes en perpétuelle évolution des clients. Les opérateurs auront désormais la possibilité d'utiliser des composants de premier ordre adaptés à leur profil personnalisé d'utilisation du réseau. Cela crée des opportunités de réduction des cycles de développement : les différentes parties d'un réseau peuvent être développées séparément, tout en exploitant une plus grande puissance innovatrice de manière collective.

L'efficacité opérationnelle a été atteinte grâce aux innovations précédentes pour les réseaux d'accès sans fil (RAN) telles que le cloud RAN (cRAN), mais ces avancées ne libéraient pas les opérateurs de la dépendance envers les fournisseurs individuels. En rendant possible un écosystème RAN ouvert à fournisseurs multiples (multi-vendor), la technologie Open RAN introduit des économies à l'échelle du cloud et de la concurrence dans le domaine du RAN. Des facteurs propres au marché, associés à une architecture RAN plus élastique et plus flexible qui se profile déjà via la virtualisation, peuvent permettre un délai de mise sur le marché (Time to Market, TTM) plus rapide qu'auparavant.

S'éloigner d'un modèle RAN spécifique à chaque fournisseur offre une plus grande flexibilité aux opérateurs et réduit également l'importance de l'« ingrédient secret » qui les rend dépendants d'un fournisseur unique pour tous les aspects de l'implémentation et de l'optimisation des réseaux d'accès sans fil (RAN).

La concurrence et la diversité résultant de l'arrivée de nouveaux acteurs peuvent potentiellement entraîner une baisse du coût des équipements Open RAN. L'interopérabilité entre opérateurs propres à la technologie O-RAN peut servir à améliorer l'efficacité des réseaux LTE existants à mesure qu'ils continuent d'intégrer la virtualisation et la désagrégation indispensables au déploiement des réseaux RAN 5G. 

La création d'une interopérabilité homogène dans un écosystème ouvert à plusieurs fournisseurs (multi-vendor) introduit de nouveaux défis, en termes de tests, de gestion et d'intégration, qui ne seront surmontés qu'avec de la rigueur et de la coopération. Dans le modèle à fournisseur unique, la responsabilité ne fait aucun doute. De même, l'isolation et le dépannage des problèmes sont gérés via une structure de commande établie.

La dispersion des fournisseurs peut donc potentiellement mener à la recherche d'un coupable lorsque l'identification de la cause profonde n'est pas concluante. Ces mêmes complications peuvent affecter le respect des délais de lancement et la croissance des revenus en diluant les responsabilités en matière de gestion et d'orchestration entre les nombreux nouveaux acteurs de la technologie Open RAN.

Le concept d'Open RAN avec interopérabilité flexible, aussi séduisant soit-il, s'accompagne de nouveaux défis en matière de tests et d'intégration. Pour tenir la promesse de la technologie Open RAN de réduire les dépenses d'exploitation et le coût total de possession (Total Cost of Ownership, TCO), les opérateurs doivent assumer la responsabilité d'éléments désagrégés, de plusieurs fournisseurs, et s'assurer qu'ils fonctionnent de manière conjointe pour respecter les normes de QoE.

Alors que l'Open RAN réduit les obstacles à l'arrivée de nombreux nouveaux acteurs, l'interopérabilité devient un aspect essentiel autant pour l'ALLIANCE O-RAN que pour le groupe OpenRAN. Pour relever ce défi, l'Open Test and Integration Center (OTIC) de Berlin, en Allemagne, a été créé afin de constituer une plateforme collaborative pour le développement commercial et les tests d'interopérabilité de l'Open RAN. L'initiative OTIC, née de la volonté des opérateurs, bénéficie du soutien d'entreprises de télécommunication mondiales toutes engagées en faveur de la vérification, des tests d'intégration et de la validation des composants RAN désagrégés. 

Le laboratoire de l'OTIC fournit un environnement structuré avec des plateformes et des pratiques de test communes qui permettent aux développeurs de logiciel, aux fabricants d'équipement et aux intégrateurs de système de vérifier la conformité fonctionnelle aux spécifications de l'ALLIANCE O-RAN. L'interopérabilité des éléments d'infrastructure d'accès 5G désagrégés peut être entièrement validée avant le déploiement du réseau. Alors que des laboratoires OTIC existent déjà dans le monde entier et que d'autres sont en préparation, VIAVI poursuit son engagement en faveur d'efforts de test d'interopérabilité entre vendeurs multiples dans le cadre des initiatives menées par l'ALLIANCE O-RAN.

VIAVI products deliver on the key performance criteria we need... Our in-depth collaboration will provide the market with high-quality and stable small cell networks, and help usher in 5G industry applications.

Wu Jianwei
Founding team member and director of system testing, Picocom

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