Open RAN Explainer: C-RAN, Virtual RAN (vRAN)

La industria entera de las telecomunicaciones está atravesando un cambio que solo puede compararse con el cambio que experimentaron los centros de datos en la década de 2000, todo impulsado por la Ley de Moore.

Esta transformación permite pasar de soluciones propietarias costosas a soluciones basadas en software abiertas y basadas en COTS (producto de caja, listo para usar), y crear una cadena de suministro de proveedores más amplia. Al principio, la industria pensó que la virtualización con agrupación de recursos era la respuesta y así nació C-RAN.

C-RAN

Hace unos 10 años, la virtualización de las funciones de RAN comenzó con la iniciativa C-RAN (cloud RAN o centralized RAN) de IBM, Intel y China Mobile. C-RAN dio como resultado un modelo de implementación en el que una unidad de banda base que realizaba procesamiento digital podía ubicarse en un centro de datos y no en el sitio en sí, debajo de la radio donde se estaba procesando en las RAN tradicionales. En su lugar, las radios se conectaron a la banda base en la unidad del centro de datos a través de una conexión dedicada de gran ancho de banda. Esto hizo que las implementaciones de C-RAN solo fueran aplicables a áreas donde había acceso a fibra.

El C-RAN requería una nueva interfaz fronthaul, y varios estándares de la industria, como la Common Public Radio Interface (CPRI) y la Next Generation Fronthaul Interface (NGFI) evolucionaron para habilitar estas nuevas interfaces entre las radios y la banda base. C-RAN no estaba necesariamente abierto, pero sí inició el movimiento hacia la desagregación de la RAN, aunque los casos de uso, debido a la combinación de todo el procesamiento digital en una ubicación centralizada, se limitaron a zonas urbanas de alta densidad. Y todavía no resolvía el problema del bloqueo del proveedor.

vRAN

Después vino Virtual RAN (vRAN) que no necesariamente es OpenRAN. Con vRAN, el hardware de radio propietario permanece como está, pero el software que se ejecuta en la BBU está virtualizado para ejecutarse en cualquier servidor COTS. Las interfaces propietarias entre radios y BBU basadas en COTS permanecen como están, como se muestra a continuación en el gráfico.

Por lo tanto, aunque las funciones de RAN están virtualizadas en un servidor COTS, la interfaz entre BBU y RRU/RRH no es una interfaz abierta, por lo que el software de cualquier proveedor no puede funcionar con RRU/RRH a menos que las interfaces en vRAN se abran.
Entonces, para usar la analogía de la forma en que describimos la RAN tradicional, vRAN consiste en un radio del proveedor A y un software del proveedor A que se ejecuta en una BBU COTS. Un operador no puede colocar el software del proveedor B en la misma BBU COTS a menos que la interfaz con la radio del proveedor A esté abierta. Por lo tanto, vRAN aún permite un bloqueo del proveedor.

OpenRAN

Como muestran los datos, la mayor parte del CAPEX requerido para construir una red móvil está relacionado con el segmento RAN, alcanzando hasta el 80 por ciento del costo total de la red o TCO (costo total de propiedad por sus siglas en ingles). Cualquier reducción en el costo del equipo RAN ayudará significativamente a los resultados de los operadores móviles mientras luchan por hacer frente a los desafíos del tráfico móvil en constante aumento y la disminución de los ingresos.

Aunque se “supone” que las interfaces RAN están abiertas, ya que están basadas en estándares 3GPP, en las implementaciones tradicionales de RAN, el software y las interfaces siguen siendo propietarios o “cerrados” por los proveedores y, a menudo, están vinculados al hardware subyacente por el mismo vendedor. Esto significa que los operadores no pueden colocar el software del “proveedor B” en una BBU del “proveedor A” o conectar una radio del “proveedor A” a un hardware y software vBBU del “proveedor B”. Cualquier actualización de software está vinculada a la base instalada, y si un operador desea hacer un cambio del “proveedor A”, necesitan cambiar todo: desde la radio del “proveedor A” hasta la BBU del “proveedor A” que aloja el software del “proveedor A”; no pueden reemplazar solo un componente en la implementación de RAN tradicional. Esto crea un bloqueo del proveedor.

Vodafone señaló recientemente que “el suministro global de equipos de redes de telecomunicaciones se ha concentrado en un pequeño grupo de empresas durante los últimos años. Una mayor elección de proveedores protegerá la prestación de servicios a todos los clientes móviles, aumentará la flexibilidad y la innovación y, fundamentalmente, puede ayudar a abordar algunos de los desafíos de costos que están frenando la prestación de servicios de Internet a comunidades rurales y lugares remotos en todo el mundo”.

Vodafone agregó que la medida mejorará la “resistencia de la cadena de suministro”, presentando “una ola de nuevos proveedores de tecnología 2G, 3G, 4G y 5G, además de los líderes del mercado existentes”. Será más fácil y económico mantener la radio del “proveedor A” en la torre, instalada, de modo que nadie tenga que subir y reemplazarla, y luego mantener la BBU basada en COTS en la parte inferior de la torre, y luego simplemente actualizar el software del “proveedor A” al software del “proveedor B” de forma remota sin tener que ir a un sitio.Esto es lo que OpenRAN permite hacer: mezclar y combinar software y hardware (radios y servidores COTS) sin reemplazar. No confundir con C-RAN o vRAN.

La clave con OpenRAN es que la interfaz entre BBU y RRU/ RRH es una interfaz abierta, por lo que el software de cualquier proveedor puede funcionar en cualquier RRU/ RRH abierta. Mas interfaces abiertas permiten utilizar las radios de un proveedor con los procesadores de otro, lo que no es posible con C-RAN o vRAN.

OpenRAN es un movimiento para definir y construir soluciones 2G, 3G, 4G y 5G RAN basadas en una tecnología definida por software y hardware de uso general, neutral al proveedor y con interfaces abiertas entre todos los componentes. OpenRAN es la desagregación de hardware y software: el hardware RRU/ RRH se convierte en un hardware COTS o basado en un GPP (procesador de propósito general por sus siglas en ingles) que se puede comprar a cualquier proveedor de hardware ODM, OEM o RAN (proveedor A). La BBU es la misma que en el caso de vRAN: servidor COTS + software propietario del proveedor (Proveedor B) con funciones virtualizadas.

OpenRAN hace que la RAN esté abierta en todos los aspectos y componentes, con las interfaces y el software operativo que separan el plano de control de la RAN del plano del usuario, creando una pila de software de estación base modular que opera en hardware comercial disponible en el mercado (COTS), con interfaces abiertas hacia el norte y el sur. Esta arquitectura de red OpenRAN habilitada por software habilita un hardware RAN de “caja blanca”, lo que significa que las unidades de banda base, las unidades de radio y los cabezales de radio remotos pueden ensamblarse de cualquier proveedor y administrarse mediante el software OpenRAN para formar una “mejor RAN” abierta y verdaderamente interoperable “. De esta manera, la capa de hardware subyacente (las radios del “proveedor A” y los servidores COTS) pueden permanecer en el sitio cuando un operador móvil decide hacer un intercambio; lo único que se reemplaza es el software del “proveedor B” al “proveedor C”.

Por lo tanto, un operador móvil puede virtualizar y desagregar su RAN, pero esto únicamente si las interfaces entre los componentes están abiertas,  de lo contrario la RAN no está realmente abierta.

La RAN abierta está virtualizada de forma predeterminada, pero se trata de una apertura horizontal, con interfaces abiertas que permiten que las funciones de la RAN se conecten con otras funciones, desde una unidad de radio (RU) a una banda base (DU-CU), al controlador y al NMS/orquestador.

Cuando la RAN se abre horizontalmente, esta trae una nueva gama de proveedores de radios de bajo costo, y brinda a los operadores móviles la opción de optimizar las opciones de implementación para requisitos de rendimiento específicos a un costo mucho mejor.