Was ist Open RAN?

Was ist Open RAN?

Open RAN ist eine fortlaufende Verschiebung der Mobilfunknetzarchitekturen, die es Service Providern ermöglicht, nicht proprietäre Teilkomponenten von einer Vielzahl von Anbietern zu verwenden. Ein Open RAN oder Open Radio Access Network wird durch eine Reihe von branchenweiten Standards ermöglicht, denen Telekommunikationsanbieter bei der Herstellung verwandter Geräte folgen können. Open RAN ermöglicht programmierbare, intelligente, disaggregierte, virtualisierte und interoperable Funktionen. Insbesondere werden die proprietären Remote Radio Head (RRH) und Baseband Units (BBUs) jetzt in Radio Units (RUs), Distributed Units (DUs) und Centralized Units (CUs) disaggregiert, von denen viele virtualisiert oder containerisiert werden können. Die Schnittstellen zwischen diesen neuen Komponenten sind offen und interoperabel.

Die O-RAN Alliance definiert die Spezifikationen für alle Open RAN-Komponenten und die Schnittstellen zwischen ihnen. Die O-RAN Alliance wurde 2018 gegründet und ist eine fortschrittliche, globale Gemeinschaft, die Mobilfunknetzbetreiber, Hersteller, Anbieter sowie Forschungs- und akademische Organisationen umfasst, die in Telekommunikationsumgebungen auf der ganzen Welt tätig sind. Ähnliche Begriffe wie Open-RAN, ORAN, Oran oder O-RAN werden auch in Bezug auf Open RAN verwendet. Typischerweise bezieht sich Open RAN auf das disaggregierte Funkzugangsnetz mit offenen Schnittstellen zwischen Netzwerkkomponenten, die von mehreren Anbietern bezogen werden, während O-RAN sich auf die O-RAN Alliance und ihre Arbeit bezieht.

Welche Probleme löst Open RAN für Service Provider?

Mit Open RAN besteht der Haupttreiber für Service Provider darin, die Anbietervielfalt zu erhöhen und Abhängigkeiten zu vermeiden. Dies ist der Fall, wenn Service Provider an einen einzigen Anbieter von Geräten und Software gebunden sind, weil ein Wechsel des Zulieferers nicht ohne weiteres möglich ist. Jetzt wollen Service Provider weg von den Lösungen eines einzigen Anbieters, hin zu offenen herstellerübergreifenden Netzwerken mit verbesserter Kontrolle und Flexibilität.

Die Bereitstellung von O-RAN bietet Anbietern einen klaren Weg zu vollständig programmierbarem, intelligentem und herstellerübergreifendem RAN. Mithilfe eines RAN Intelligent Controllers (RIC) können Anbieter RAN-Funktionen mit integrierten Anwendungen steuern und optimieren. Insbesondere ist ein RIC eine softwaredefinierte Komponente der Open Radio Access Network (Open RAN)-Architektur, die das Onboarding der Apps von Service Providern, Anbietern und Drittanbietern ermöglicht. Diese Anwendungen sind in einem „App Store“ zugänglich, und sie unterstützen Service Provider bei der Automatisierung und Optimierung des RAN-Betriebs in großem Maßstab. Anwendungen unterstützen auch innovative Anwendungsszenarien, die die Gesamtbetriebskosten (TCO) der Mobilfunkbetreiber senken und die Qualität der Kundenerfahrung (QoE) verbessern.

Technologien wie Künstliche Intelligenz (KI) und Maschinelles Lernen (ML) können auch mit der Architektur Open RAN RIC eingesetzt werden. Diese KI/ML-Funktionen ermöglichen schnellere, innovative Services und niedrigere Gesamtbetriebskosten.

Wie funktioniert Open RAN?

Betrachten wir die Entwicklung von Legacy-Netzwerken hin zu Open RAN. Die älteren, nicht virtualisierten Standorte (siehe Abbildung unten) enthalten Remote Radio Head (RRH) und Basisbandeinheiten (BBUs), die sich an einem physischen Standort befinden. Das RRH verarbeitet ein- und ausgehende Funksignale und die BBUs erleichtern die digitale Signalverarbeitung von Uplink- und Downlink-Datenverkehr. BBUs verbinden sich über ein Backhaul-Transportnetzwerk mit dem Kern.

Einige Service Provider entwickelten ihre Netzwerke zu einer neuen Topologie, die als zentralisiertes RAN oder C-RAN bezeichnet wird. Hier werden BBUs an einem zentralen Ort gruppiert, wie in einem Datencenter. Die zentralisierten BBUs sind über ein Fronthaul-Transportnetzwerk mit RRHs verbunden. Zentralisierte BBUs bieten OpEx-Einsparungen in Bezug auf Strom und Kühlung und vereinfachen die Verwaltung des Funknetzes. Dies ist ein physisches Pooling von BBUs ohne Beteiligung der Cloud.

Dann gibt es virtualisiertes RAN, auch bekannt als vRAN oder V-RAN, bei dem BBU-Funktionen in die Cloud verschoben werden, um die Agilität und Skalierbarkeit mit mehr Kontrolle zu erhöhen.

Bis Open RAN waren die Schnittstellen zwischen BBU und RRH proprietär, was bedeutet, dass nur ein Anbieter sowohl BBU als auch RRH bereitstellen konnte. Open RAN disaggregierte diese Architektur und führte offene Schnittstellen ein. Anstelle von RRH und BBU werden die Funktionen in Funkeinheit (RU), verteilte Einheit (DU) und zentrale Einheit (CU) mit offenen Schnittstellen zwischen ihnen unterteilt. Die RU-, DU- und CU-Funktionen können auch virtualisiert oder containerisiert werden. Ein neues Element, der RIC, ergänzt die Netze mit Intelligence. Der RIC ist im Grunde ein App-Store für die Basisstation. Service Provider können das RIC verwenden, um rApps/xApps von Drittanbietern zu integrieren, die RAN-Funktionen in großem Maßstab mit KI/ML-Technologien verbessern und gleichzeitig innovative Anwendungsfälle adressieren. Dies kann zu niedrigeren Gesamtbetriebskosten und besserer QoE führen. 

Juniper Implementierung von Open RAN

Juniper ist ein aktiver Befürworter von Open RAN in verschiedenen Branchen- und Normungsorganisationen. Wir beteiligen uns an sechs von zehn Arbeitsgruppen in der O-RAN Alliance. Juniper ist außerdem Vorsitzender der O-RAN Slicing Task Group, Co-Vorsitzender der Use Cases Task Group sowie Lektor und Beitragender von mehreren O-RAN-Spezifikationsdokumenten.

Darüber hinaus bietet Juniper O-RAN-konforme Produkte und Lösungen für das gesamte Netzwerk. Diese umfassen:

Offene und interoperable RIC-Plattform

Die offene und interoperable RAN Intelligent Controller (RIC)-Plattform von Juniper ermöglicht eine einfachere Integration mit Partnern im Open RAN-Ökosystem. Unsere RICs erleichtern das Onboarding von rApps/xApps von Juniper und Drittanbietern. Dies erleichtert es Service Providern, neue Geschäftsmodelle zu ermöglichen und ihre Serviceerfahrungen zu personalisieren sowie CapEx und OpEx zu optimieren.

End-to-End Service Management and Orchestration

Unser Service Management and Orchestration (SMO) wurde entwickelt, um End-to-End (E2E)-Netzwerkaufteilung mit Unterstützung für vorgeschriebene Service-Level-Agreements (SLAs) in den RAN-, Transport- und Kernnetzwerken bereitzustellen. Die Lösung unterstützt Multicloud-, Multi-Domain- und Multi-Tenant-Bereitstellungsmodelle. Unser SMO entspricht den O-RAN SMO-Anforderungen und Schnittstellen sowie den Netzwerkaufteilungs-Managementfunktionen von 3GPP.

Geringe Latenz und zuverlässiges Fronthaul-Transportnetzwerk

O-RAN Fronthaul erfordert eine Tight-End-to-End-Latenz (~ 100–150 Mikrosekunden) sowie einen kleinen Jitter von wenigen Mikrosekunden. Die ACX 7100-Router von Juniper unterstützen das Time Sensitive Networking Profile A für priorisierte eCPRI- oder PTP-Pakete, Class-D-Timing und Transportfunktionen wie Segment-Routing und EVPN. 

Connected Security

Open RAN führt neue Funktionen wie CU, DU, RU, RIC, SMO und offene Schnittstellen zwischen ihnen ein, die gesichert werden müssen. Außerdem erfordert die Disaggregation des RAN den Schutz der Virtualisierungsinfrastruktur vor Sicherheitsbedrohungen. Juniper Service Provider Security schützt Benutzer, Anwendungen und Infrastruktur, indem Bedrohungsinformationen auf alle Netzwerkverbindungspunkte ausgeweitet werden.

Offenes Ökosystem

Offene Netzwerke erfordern gemeinsame Innovationen für die flächendeckende Bereitstellung kostengünstiger, offener und erstklassiger Infrastrukturen. Juniper arbeitet mit Rakuten und Intel zusammen, um integriertes Routing und Open RAN in einer einzigen Plattform anzubieten und so Kosten- und Betriebsvorteile für Anbieter zu erzielen. Juniper und Intel arbeiten auch bei RIC-Plattformen und -Anwendungen zusammen, um das Kundenerlebnis weiter zu verbessern, den ROI zu maximieren und schnelle Innovationen im Open RAN-Ökosystem voranzutreiben.