RAN aberta
O-RAN ALLIANCE, arquitetura O-RAN, 5G e soluções de teste
O que é RAN aberta?
A RAN aberta ou rede de acesso aberta via rádio é um conceito baseado na interoperabilidade e na padronização de elementos de RAN, incluindo um padrão de interconexão unificado para hardware de computação genérico e elementos de software de código aberto de diferentes fornecedores. A arquitetura RAN aberta integra uma pilha de software modular de estação base em hardware pronto para uso, permitindo que componentes de unidade de base e de rádio de fornecedores discretos operem perfeitamente juntos.
Ao desagregar unidades de rádio remoto (RRH) e banda base (BBUs) em unidades de rádio abertas (O-RUs), unidades distribuídas abertas (O-DUs) e unidades centralizadas abertas (O-CUs), a arquitetura de RAN aberta definida pela O-RAN Alliance e suportada pelo 3GPP pode ser virtualizada e conteinerizada, utilizando componentes que são abertos e interoperáveis.
A RAN aberta estabelece os objetivos de desempenho de RAN para 5G simplificados por meio de atributos comuns de eficiência, inteligência e versatilidade. A RAN aberta implantada na borda da rede permite aplicações 5G, como transporte autônomo que exigem baixa latência e alta confiabilidade enquanto suporta com eficácia use cases de fatiamento de rede. A RAN aberta também permite atualizações de firmware over-the-air seguras e eficientes.
Como podemos ajudar?
Portfólio de ponta a ponta
Como uma proeminente empresa de teste de RAN aberta, a VIAVI desenvolveu um portfólio de RAN aberta de ponta a ponta que abrange soluções robustas de teste, verificação e garantia de RANtoCore™ que se estende por todo o ciclo de vida de RAN aberta.
Suporte e colaboração
A VIAVI adotou desafios de interoperabilidade de vários fornecedores (MV-IOT) apoiando e colaborando com nossos parceiros no desenvolvimento de ferramentas de teste para RAN aberta, que se estendem do laboratório ao campo.
Como a VIAVI habilita o ecossistema de RAN aberta
Adotando especificações de fronthaul da O-RAN ALLIANCE, desenvolvendo práticas de teste de O-RAN e fronthaul em conformidade com a RAN aberta, participando de O-RAN Plugfests globais e estabelecendo diversas parcerias dentro dos grupos de trabalho do mercado, a VIAVI firmou um compromisso multifacetado com o sucesso do desenvolvimento e a implantação da RAN aberta. Defender metodologias de teste de interoperabilidade que minimizam dependências de teste integradas é essencial para gerenciar o custo da infraestrutura de rede implantada. Isso inclui o desenvolvimento de métodos para avaliar o desempenho da RAN aberta em campo.
A VIAVI adotou desafios de testar a performance de ponta a ponta (E2E) de MV-IOT apoiando e colaborando com nossos parceiros no desenvolvimento de ferramentas de teste compatíveis com RAN aberta, que atendem do laboratório ao campo. Isso inclui testes de verificação no nível de componentes, avaliações de emparelhamento de fornecedores para validar a performance de combinações específicas de O-RU, O-DU e O-CU e testes de conformidade de protocolo para interfaces abertas para verificar a conformidade com as especificações de RAN aberta.
Como empresa proeminente em testes de RAN aberta, a VIAVI desenvolveu um portfólio E2E de RAN aberta englobando soluções de teste robustas para dispositivos, antenas e core que abrangem todo o ciclo de vida de RAN aberta. Um processo de teste de RAN aberta abrangente deve atender o desafio de testar cada elemento e combinação em todas as direções.
Validação: A NITRO Wireless reúne plataformas de teste de desempenho e interoperabilidade comprovadas usadas em todo o mercado para 3GPP e O-RAN com tecnologia de nuvem, inteligência, automação e gêmeo digital habilitada pela plataforma Network Integrated Test, Real-Time Analytics and Optimization (NITRO).
À medida que as redes se tornam mais complexas e em camadas, o foco em medir e garantir a experiência da perspectiva do usuário, emulando cenários de uso modelados em dados de rede reais, gera a inteligência essencial para simplificar a entrega de novas tecnologias.
A NITRO® Wireless oferece produtos, soluções e serviços para permitir que todos os participantes do ecossistema – fabricantes de equipamentos, provedores de serviços, empresas de semicondutores, desenvolvedores de software e integradores de sistemas – acelerem o desenvolvimento de tecnologias validando o desempenho em cada estágio de maneiras inteligentes, intuitivas e automatizadas.
Como parte do conjunto NITRO® Wireless Test, o testador de redeTM500 , líder do mercado, foi projetado para validar a experiência do usuário (UE) emulando milhares de celulares em várias redes móveis e tecnologias de acesso via rádio. O TM500 minimiza os desafios da arquitetura RAN aberta com vários fornecedores, oferecendo uma plataforma de teste neutra à desagregação da rede. Os testadores TM500 O-RU e O-DU simplificam os processos de teste de conformidade, rendimento e capacidade, e os fluxos de dados fronthaul do mundo real podem ser emulados, mesmo sem a presença de O-RU.
A escalabilidade é um atributo-chave do TM500 que permite que o escopo dos testes se expanda de testes funcionais ou de conformidade para um teste de desempenho de RAN aberta high-capacityE2E. Soluções TM500 de pequena escala e somente de software estão disponíveis para atender aos esforços de desenvolvimento focados, enquanto os dispositivos de teste projetados para testes rápidos e multiportas atendem às necessidades de vários engenheiros e aplicações simultaneamente.
O NITRO ® Wireless TeraVM é uma ferramenta essencial para 5G RAN e testes de desempenho de rede de núcleo, com o Core Emulator fornecendo um ambiente de teste de RAN controlável e repetível. O TeraVM O-CU Tester oferece uma estrutura completa de testes completa para a O-CU, para que possa ser testado e otimizado de forma robusta.
Para infraestrutura de RAN aberta, o RAN Intelligent Controller (RIC) requer entradas contínuas para suportar e otimizar a tomada de decisões. O teste TeraVM RIC utiliza um gerador de cenário RAN intuitivo para simular padrões de fluxo de tráfego no laboratório. As anomalias são usadas para treinar o RIC e avaliar o processo de tomada de decisão. O TeraVM também suporta testes abrangentes de interface E2 e emulação escalável de UEs, gNBs, O-CUs e O-DUs em qualquer combinação.
O ecossistema de RAN aberta é complexo, com a funcionalidade do RIC quase RT estabelecida por uma combinação de xApps baseados em microsserviços que podem ser de vários fornecedores. Isso torna desafiador para as operadoras estabelecer garantia em todos os estágios do ciclo de vida do produto, desde o desenvolvimento do sandbox até a operação da rede. Os xApps de fontes diferentes devem ter um desempenho coerente e compatível ao operar de forma independente ou em conjunto. Os xApps heterogêneos em combinação devem ser totalmente validados para implementar as políticas do operador em um mix de assinantes. Isso pode envolver uma ampla gama de serviços previstos para a rede em vários cortes de rede e um conjunto apropriado de perfis de mobilidade.
O teste de RIC em tempo quase real TeraVM fornece entradas de RAN emuladas para um RIC em teste para avaliar a eficácia das alterações de RAN propostas pelo xApps. Essa capacidade permite que os resultados sugeridos por IA sejam otimizados e comparados aos KPIs de rede estabelecidos.
O NITRO ® Wireless Xhaul Advisor é uma solução versátil de teste de RAN aberta que pode ser executada em hardware COTS para permitir testes abrangentes de interoperabilidade. Quando implantado em conjunto com o TM500 e o TeraVM, o Xhaul Advisor identifica e faz o troubleshooting de erros causados por problemas de temporização, configuração e conteúdo de pacotes em um caso de teste de ponta a ponta.
Serviço de Testes de Rede (TaaS)
O NITRO ® Wireless TaaS (teste como serviço) ajuda a entregar projetos O-RAN no prazo com acesso às principais ferramentas de teste e experiência - simplifique seu processo de teste e acelere o tempo de comercialização de 5G e O-RAN. Entregar projetos 5G e O-RAN dentro do prazo e do orçamento é um desafio, mas a experiência e o teste como serviço da VIAVI podem ajudar a mitigar esses riscos. O TaaS normalmente inclui acesso a equipamentos de teste de ponta baseados em laboratório e engenheiros especialistas que podem criar e executar scripts e analisar registros de teste. Isso permite que você se concentre no desenvolvimento de produtos sem precisar se preocupar com o equipamento de teste.
Verificação: oMTS-5800é o menor instrumento de teste portátil de 100G, dual port e multiuso do mercado. É utilizado cada vez mais para suportar 5G e RAN aberta. Ao realizar testes de verificação da condição da RAN aberta, o MTS-5800 pode identificar problemas de fronthaul de alto nível entre O-DU e O-RU em campo. A captura e a filtragem de pacotes nessa interface podem permitir troubleshooting e análise avançados. O MTS-5800 também oferece um conjunto completo de parâmetros e perfis de teste para testes de sincronização RAN aberta.
Testes de desempenho de rádio para validar a implantação bem-sucedida da RAN aberta 5G incluem a verificação do beam forming, testes de conformidade de rádio, medição da potência de transmissão e qualidade de modulação de downlink (DL). O OneAdvisor 800 é uma solução de teste de RAN portátil e abrangente com um conjunto de recursos diversificados e facilmente atualizáveis, desenvolvida especialmente para tarefas avançadas de implantação e certificação de 5G e RAN aberta. A emulação O-DU portátil permite que os técnicos de campo verifiquem a função do rádio O-RU instantaneamente e acelerem o comissionamento, enquanto os relatórios de teste de rádio e fibra podem ser gerados com o simples toque de um botão.
Visibilidade: a plataforma NITRO da VIAVI fornece a visibilidade da rede superior em toda a amplitude de redes via rádio, RAN, transporte e core. Dados ricos de desempenho de rede fornecem maior percepção do desempenho O-RAN, identificando quando e onde é necessária intervenção para otimizar os sistemas de controle de rede autônomos em um cenário de requisitos de mobilidade e serviço em constante mudança. Novos casos de falha de borda além do que foi testado no estágio de pré-implantação podem ser expostos e se manifestar como desempenho degradado. Isso desafia o sistema de monitoramento e garantia da rede a fornecer uma visão mais completa da rede, com análises mais ricas para detectar problemas, isolar a causa raiz e fornecer a minimização mais adequada.
O interesse por trás da RAN aberta como uma contraparte lógica para a desagregação e inovação de RAN para 5G continua. A VIAVI está acelerando a próxima geração de redes de RAN aberta por meio da participação ativa em fóruns multifuncionais em todo o cenário de telecomunicações. O evento anual O-RAN ALLIANCE Plugfest e a conferência Telecom Infrastructure Project (TIP) são duas das principais oportunidades para provedores de serviços, desenvolvedores de tecnologia, integradores de sistemas e líderes de soluções de teste juntarem seus recursos e expertise.
Para alinhar a energia e as aspirações da O-RAN ALLIANCE com TIP OpenRAN e minimizar a duplicação de esforços, foi estabelecido um acordo de comunicação entre as duas organizações. Embora o TIP permaneça independente em relação às especificações da O-RAN, o acordo de comunicação melhora a colaboração para integrar os pontos fortes de cada grupo. Um compromisso com o desenvolvimento da especificação por parte do Comitê Diretor Técnico da O-RAN ALLIANCE permitiu que o grupo OpenRAN permanecesse focado em estratégias de implantação reais.
VALOR e NTIA
O VIAVI Automated Lab-as-a-Service para RAN aberta (VALOR) oferece testes e integração totalmente automatizados, abertos e imparciais para interoperabilidade, desempenho e segurança de RAN aberta. O VALOR é baseado no conjunto de testes de RAN aberta da VIAVI líder do mercado, que inclui as soluções TM500 e TeraVM. O modelo Laboratório como serviço (Lab-as-a-Service, LaaS) capacita novos projetos, designers e engenheiros de RAN aberta a se beneficiarem de testes avançados e experiência interna sem o investimento de capital. Agraciado com o Primeiro Aviso de Oportunidade de Financiamento da NTIA PWSCIF, o VALOR também oferece acesso gratuito para instituições acadêmicas e co-concessionárias da NTIA.
Open RAN Policy Coalition
A Open RAN Policy Coalition foi lançada em 2020 para promover políticas que apoiam e promovem a adoção de soluções RAN abertas e interoperáveis. As 31 organizações-membro iniciais da coalizão incluíram muitas das maiores e mais influentes empresas de telecomunicações, computação em nuvem e tecnologia de rede do mundo.
A Open RAN Policy Coalition está comprometida com a implementação global com ênfase inicial na educação de legisladores dos EUA sobre a importância do paradigma da RAN aberta, especialmente com relação à arquitetura RAN 5G e 6G. O apoio do governo a um ecossistema de RAN aberta e interoperável promove a cooperação interfuncional do mercado, a concorrência e a diversidade de fornecedores em todo o mundo.
Eficiência energética RAN aberta
O 3GPP incluiu redução do consumo de energia entre os principais objetivos para redes 5G, mas densidade celular exponencialmente maior e novos elementos RAN, como MIMO massivo, tornam a eficiência energética ilusória. A RAN aberta foi identificada como um importante facilitador do consumo reduzido de energia, com RICs nativos da nuvem utilizando IA e ML para equilibrar continuamente recursos, desligar estrategicamente células e/ou frequências e recalibrar fatias de rede para otimizar a QoS e o consumo de energia simultaneamente. O teste TeraVM RIC da VIAVI ajuda a reduzir os custos operacionais e de implantação de RAN aberta com recursos de teste virtualizados, permitindo que os desenvolvedores avaliem com precisão a eficiência das aplicações RIC antes da implantação.
RAN aberta e 6G
A eficiência energética, a sustentabilidade e o controle inteligente de tráfego também serão fundamentais para o sucesso do 6G, com elementos RAN nativos de IA incorporados aos padrões 6G. Use cases de RIC de RAN aberta, incluindo modelos de deep learning (DL) para processar grandes volumes de dados e algoritmos de aprendizagem por reforço (RL) para ajustar o poder dos elementos de rede, serão chamados para otimizar aplicativos que consomem muita energia, como 6G-IoT de alta densidade e aprendizagem localizada na borda.
O O-RAN RIC apresenta uma oportunidade de ouro para integrar totalmente IA e 6G RAN de forma consistente com o caminho de evolução do 3GPP. O Programa 6G Forward da VIAVI está ajudando a sinergizar 6G e RAN aberta por meio de pesquisa, inovação e testes de tecnologia wireless, bem como parcerias com a O-RAN Alliance, o Institute for Wireless Internet of Things, a Next G Alliance e outros líderes do mercado.
Mantenha-se na vanguarda
Principais tendências de tecnologia estratégica para 2024: gerenciamento contínuo de exposição a ameaças
Um relatório Gartner ®
Demonstração do O-RAN Fronthaul TM500
O Emulador TM500 O-RU testa a O-DU conectada por fronthaul aberto O-RAN.
Diminuição do custo de implantação e operação de RAN aberta
Desenvolvimento e validação de RAN aberta
Participação no Global O-RAN Plugfest
Infográfico dos cinco principais desafios de teste
Evolução da RAN
Avanço em redes RAN abertas
Centro de conhecimento RAN aberta
A perspectiva de um ecossistema de RAN aberta incentiva a formação de projetos, alianças e grupos de trabalho sinérgicos, cada um com missões e áreas de foco distintas. Tais esforços compartilham o objetivo comum de permitir um ambiente de RAN aberta por meio de elementos e interfaces padronizados.
OpenRAN
OpenRAN (sem espaço) é um grupo de projeto lançado pelo Telecom Infra Project (TIP) em 2017 com o objetivo declarado de definir e montar soluções RAN 2G, 3G e 4G com base na finalidade geral, hardware independente de fornecedor e tecnologia definida por software. Isso inclui a criação de soluções RAN virtualizadas e programáveis com base em plataformas de processamento de propósito geral (GPPP) e software desagregado que aceleram o ritmo da inovação. O conglomerado OpenRAN aplicou o conhecimento de suas diversas organizações-membro para a análise de use cases e o desenvolvimento de algoritmos fronthaul para RAN aberta.
O-RAN
Embora o acrônimo “O-RAN” seja comumente usado para “RAN aberta”, a nomenclatura com hífen evoluiu para representar mais especificamente a O-RAN ALLIANCE desde a fundação do grupo. Junto com a publicação das especificações da arquitetura RAN aberta, as iniciativas da O-RAN ALLIANCE concentraram-se na incorporação de inteligência artificial (IA), especificando interfaces e APIs para impulsionar uma padronização apropriada e estabelecer a infraestrutura da cadeia de suprimentos necessária. Essas atividades desafiadoras fornecem um lastro adicional para os pilares O-RAN subjacentes de abertura e inteligência.
vRAN
A RAN virtualizada (vRAN) é a tecnologia de habilitação principal para a arquitetura RAN aberta. O desacoplamento do hardware e software por meio da aplicação de princípios de virtualização da função de rede (NFV) permite que a RAN torne-se mais ágil, flexível e fácil de atualizar. A eficiência aprimorada e a segurança intrínseca da vRAN também fazem dela um elemento essencial da implementação de RAN aberta 5G com use cases e tecnologias de acesso complexos que necessitam de um controle mais dinâmico dos recursos da rede.
A O-RAN ALLIANCE foi estabelecida em 2018 por um consórcio global de operadoras de rede com o objetivo declarado de evoluir redes de acesso via rádio em todo o mundo. É possível realizar essa missão por meio de uma transição para elementos de rede virtualizados, hardware de computação genérico e interfaces abertas para a RAN.
Com base nos pilares complementares de abertura e inteligência, a O-RAN ALLIANCE estabeleceu oito grupos de trabalho discretos com objetivos técnicos ambiciosos, incluindo arquitetura fronthaul aberta, RAN em nuvem e especificações de software para a pilha de protocolo de novo rádio (NR).
Como um dos principais contribuintes para a O-RAN ALLIANCE, a VIAVI colabora em testes essenciais de interoperabilidade de vários fornecedores (MV-IOT) para garantir a confiança em componentes fronthaul de RAN aberta distintos, software desagregado e elementos de hardware de múltiplos fornecedores operando em conjunto.
A VIAVI está ativamente envolvida em grupos de trabalho e de foco da O-RAN ALLIANCE, contribuindo para as especificações de teste de interoperabilidade, estrutura de teste E2E, fronthaul aberto, transporte xHaul, Plugfest e Test & Integration Focus Group (TIFG).
A arquitetura O-RAN de referência introduzida pela O-RAN ALLIANCE foi criada com um foco na infraestrutura RAN de próxima geração com RAN virtualizada em hardware aberto e inteligência artificial intrínseca ao controle de rádio.
Os módulos funcionais da arquitetura O-RAN incluem a camada RIC que não é em tempo real para executar operações, incluindo gerenciamento de políticas e análise, e a camada RIC quase em tempo real para executar funções sensíveis ao tempo, como balanceamento de carga, transferência e detecção de interferência. A integração da camada permite que a camada RIC quase em tempo real beneficie-se de modelos treinados de forma inteligente e de funções de controle em tempo real distribuídas pela camada RIC que não é em tempo real.
A pilha de protocolo multi-RAT CU, implantada em uma plataforma de virtualização, suporta o processamento de protocolo para 4G ou 5G ao mesmo tempo que estabelece o isolamento de segurança e a alocação de recursos virtuais, entre outras funções. Os elementos da unidade de rádio aberta (O-RU) e da unidade distribuída aberta (O-DU) são integrados por meio de uma interface fronthaul para O-RAN com uma divisão de nível inferior (LLS) bem definida que suporta EcPRI e RoE. A definição e a padronização adicionais dessas interfaces impulsionarão a interoperabilidade, a concorrência e a inovação na cadeia de suprimentos da O-RAN.
RAN aberta 5G
A desagregação é essencial para a implantação e evolução do 5G, permitindo que as operadoras de telefonia celular abram a rede RAN e aproveitem soluções de vários fornecedores. A RAN aberta oferece novas vias para personalização e flexibilidade da RAN que são compatíveis com a diversidade de use cases e requisitos 5G.
Ao reduzir barreiras à entrada de novos participantes no ecossistema de RAN aberta 5G, a inovação necessária para atender às expectativas de clientes em constante evolução pode ser totalmente liberada. As operadoras terão mais poder para utilizar os melhores componentes com base em seu perfil de use case de rede individual. Isso abre oportunidades para reduzir ciclos de desenvolvimento, projetando diferentes partes da rede separadamente e, ao mesmo tempo, controlando mais poder de inovação coletivamente.
Foram realizadas eficiências operacionais por meio de inovações RAN no passado, como RAN em nuvem (cRAN), entretanto avanços anteriores não livraram as operadoras do bloqueio de fornecedores. Ao habilitar um ecossistema aberto e de vários fornecedores RAN, a RAN aberta introduz economias em cloud-scale e concorrência para a RAN. Fatores do mercado, combinados com uma arquitetura RAN mais elástica e flexível que já está tomando forma com a virtualização, podem permitir uma comercialização (TTM) bem mais rápida do que era possível no passado.
Afastar-se do paradigma de RAN específica de fornecedor não oferece apenas mais flexibilidade às operadoras, como também minimiza o “ingrediente secreto” que as deixa dependentes de um único fornecedor para todos os aspectos de implementação e otimização de uma RAN.
A concorrência e a proliferação resultantes de novos participantes podem reduzir potencialmente os custos dos equipamentos para RAN aberta. Os aspectos de interoperabilidade entre portadoras da RAN aberta também podem ser usados para aumentar a eficiência de redes LTE existentes, pois elas continuam a incorporar a virtualização e a desagregação que são pré-requisitos de implantação de RAN para 5G.
A criação de interoperabilidade contínua em um ecossistema aberto de vários fornecedores introduz novos desafios de teste, gerenciamento e integração que exigem diligência e cooperação para serem superados. No modelo de fornecedor único, a responsabilidade é uma conclusão já estabelecida e o isolamento e troubleshooting são gerenciados por meio de uma estrutura de comando estabelecida.
A dispersão de fornecedores poderia levar potencialmente à tentativa de isenção de responsabilidades quando a identificação da causa raiz for inconclusiva. Essas mesmas complicações poderiam afetar os cronogramas de lançamento no prazo e o crescimento das receitas pela diluição das responsabilidades de gerenciamento e da orquestração entre uma série de novos participantes da RAN aberta.
O conceito atraente de interoperabilidade flexível em RAN aberta também traz desafios para os testes e a integração. Para cumprir a promessa de OPEX e custo de aquisição (TCO) de RAN aberta reduzidos, as operadoras devem assumir a responsabilidade por elementos desagregados de vários fornecedores e garantir que estes operem em conjunto para manter os padrões de QoE.
Com a RAN aberta reduzindo a barreira para a entrada de dezenas de novos participantes, a interoperabilidade é uma preocupação primordial para a O-RAN ALLIANCE e o grupo OpenRAN. Para enfrentar este desafio, o Open Test and Integration Center (OTIC) em Berlim, Alemanha, foi estabelecido como um centro colaborativo para o desenvolvimento comercial da RAN aberta e para testes de interoperabilidade. A iniciativa OTIC liderada por operadoras aproveita o suporte de organizações de telecomunicações globais com um compromisso compartilhado para verificar, fazer testes de integração e validação de componentes RAN desagregados.
O laboratório OTIC oferece um ambiente estruturado com plataformas e práticas de teste comuns que permitem aos desenvolvedores de software, fabricantes de equipamentos e integradores de sistemas verificarem a conformidade funcional com as especificações da O-RAN ALLIANCE. A interoperabilidade dos elementos da infraestrutura de acesso 5G desagregada pode ser totalmente validada antes da implantação da rede. Conforme os laboratórios OTIC adicionais são planejados e estabelecidos em todo o mundo, a VIAVI mantém seu compromisso com os esforços de teste de interoperabilidade de vários fornecedores em iniciativas lideradas pela O-RAN ALLIANCE.
Literatura
Notas de aplicação
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