Offenes RAN

Der Unterschied zwischen Open-RAN und O-RAN

Open RAN ist der allgemeine Markttrend zur Virtualisierung und Entwicklung von RAN-Funktionen in Software. Er bezieht sich auf das disaggregierte Funkzugangsnetz mit offenen Schnittstellen zwischen Netzkomponenten verschiedener Anbieter. O-RAN ist ein von der O-RAN ALLIANCE vorangetriebener Industriestandard, der die Prinzipien von Open RAN konkret umsetzt.

O-RAN ALLIANCE

O-RAN ALLIANCE ist ein internationales Konsortium, das 2018 von großen Netzbetreibern wie AT&T, China Mobile, Deutsche Telekom, NTT DOCOMO und Orange finanziert wird.

Ihre 2 Hauptaufgaben sind:

Erstellung von O-RAN-Spezifikationen, die die RAN-Standards in Richtung Offenheit und Intelligenz erweitern
Entwicklung einer offenen Software für das RAN

Firecell-Produkte sind O-RAN/open-RAN-kompatibel und profitieren daher von diesem Architekturansatz.

Open-RAN-Komponenten

Ein 5G Open-RAN führt eine neue Architektur mit Schlüsselkomponenten in einem 5G NR ein:

Verwaltung und Orchestrierung von Diensten (SMO)

Der logische Knoten, der alle Aspekte der Orchestrierung, Verwaltung und Automatisierung von RAN-Elementen überwacht.

Nicht-Echtzeit RIC (RAN Intelligent Controller)

Die Hauptziele dieses logischen Knotens sind die Optimierung der RAN-Ressourcen und der Nutzung der RAN-Elemente. Er unterstützt die Verwaltung von Nicht-Echtzeit-Funkressourcen, die Optimierung der Politik auf RAN-Ebene und umfasst auch Funktionen für die TAN-Analyse oder das Modelltraining für das echtzeitnahe RICS.

Near-RealTime RIC (echtzeitnaher intelligenter RAN-Controller)

Ein logischer Knoten, der die Kontrolle und Optimierung von O-RAN-Komponenten und -Ressourcen nahezu in Echtzeit durch granulare Datenerfassung und Aktionen über die E2-Schnittstelle, die Durchsetzung und Interpretation von Richtlinien aus Nicht-RT-RICs und die Bereitstellung von Anreicherungsinformationen zur Verbesserung der Kontrollfunktionen ermöglicht. Es unterstützt eine offene API, die die Integration von Diensten auf der Grundlage von XApps (d. h. RRM-Kontrollfunktionen) ermöglicht. Die Verwaltung dieser Dienste (Fehlerkonfiguration, Protokollierung, Übertragung an ein externes System zur Auswertung, aber auch Sicherheitsschemata) ist ebenfalls in diesen Knoten integriert.

Die RAN-Funktionen sind in 3 Hauptelemente aufgeteilt. Sie entsprechen der von 3GPP definierten Aufteilung 7.2

O-CU (O-RAN-Zentraleinheit): Ein logischer Knoten, der RRC-, SDAP- und PDCP-Protokolle bereitstellt. Die O-CU umfasst zwei Unterkomponenten: O-CU-CP (O-RAN Central Unit - Control Plane) und O-CU-UP (O-RAN Central Unit - User Plane).
O-DU (O-RAN Distributed Unit): Ein logischer Knoten, der RLC/MAC/High-PHY-Schichten beherbergt, basierend auf einer funktionalen Aufteilung der unteren Schicht.
O-RU (O-RAN Radio Unit): Ein logischer Knoten, der die Low-PHY-Schicht und die HF-Verarbeitung auf der Grundlage einer Funktionsaufteilung der unteren Schicht beherbergt.

SPLIT zwischen CU/DU

Acht funktionale Splits wurden von 3GGP definiert, um die logischen Knoten im 5G NR Stack zu ermöglichen:

Es wurde eine interessante Umfrage durchgeführt, um die Vor- und Nachteile jedes einzelnen von ihnen zu analysieren. Sie finden die Umfrage hier.

Gegenwärtig werden für die tatsächlichen Einsätze 2 Hauptsplits in Betracht gezogen:

Das Small Cell Forum (SCF) befürwortet die Option 6 als beste Wahl für kostengünstige Installationen mit geringer Kapazität
Die O-RAN Alliance spricht sich für die Option 7.2 aus. Diese Option ist für Netze mit hohen Kapazitäts- und Zuverlässigkeitsanforderungen geeignet. Mehrere Betreiber können sich ein einfaches EVU teilen, um zur Entwicklung des neutralen Host-Marktes beizutragen, der die Netzverdichtung unterstützt und weniger Strom und Platz verbraucht.

Ein Vorteil dieser Aufteilung ist die Möglichkeit, dass eine bestimmte Einrichtung die CU und manchmal auch den DU zentralisieren kann.

O-RAN SMO-Schnittstellen

Die wichtigsten O-RAN-SMO-Schnittstellen sind:

O1: Schnittstelle zwischen den Managementknoten im Service Management and Orchestration Framework und den von O-RAN verwalteten Komponenten für Betrieb und Management, um FCAPS-Management, Software-Management und Dateimanagement zu erreichen.
O2/O1*: Schnittstelle zwischen dem Rahmenwerk für die Verwaltung und Orchestrierung von Diensten und dem Rahmenwerk für die Verwaltung der Infrastruktur, das virtuelle O-RAN-Netzfunktionen unterstützt.
A1: Schnittstelle zwischen dem nicht-RT-RIC und dem RIC in der Nähe des RT. Über diese Schnittstelle führt das nicht-RT-RIC die Verwaltung von Richtlinien, die Anreicherung von Informationen und die Aktualisierung des AI/ML-Modells auf dem Near-RT-RIC durch.

Enthaltene Merkmale

Policy Management: vereinfacht die Bereitstellung von Richtlinien für einzelne UEs oder Gruppen von UEs
Überwachung: Überwachung und Bereitstellung grundlegender Rückmeldungen über den Stand der Politik von den RICs in der Nähe des RT
Enrichment-Informationen: Bereitstellung von Erweiterungen der Informationen, wie sie von den Near-RT-RICs benötigt werden
AI/Ml-Updates: Erleichterung des Trainings, der Verteilung und der Ableitung von Modellen des maschinellen Lernens in Zusammenarbeit mit den Near-RT RICs

Vorteile der O-RAN-Architektur

Reduzierung der OPEX

Open Ran verteilt die verschiedenen RAN-Funktionen auf verschiedene Module, wodurch die betrieblichen Aspekte reduziert und vereinfacht werden können.

Die wichtigsten Vorteile

Open Ran ermöglicht Ökosysteme mit mehreren Anbietern.
Open Ran fördert den Wettbewerb, der die Hardwarepreise senkt.
Open Ran kann leicht in einer Cloud bereitgestellt werden (reduziert die Infrastrukturkosten).

Verbessert die Gesamteffizienz:

Durch die Einführung von Non-RT RIC- und Near-RT RIC-Konzepten ermöglicht die O-RAN-Architektur eine optimierte und fein abgestimmte Steuerung der Funkressourcenverwaltung, die eine Verbesserung der *QoS, einen besseren Lastausgleich oder die Steuerung mehrerer Verbindungen ermöglicht. Open Air Interface hat sich verpflichtet, die O-RAN-Architektur zu unterstützen.

Diese Entwicklung wird von 2 verschiedenen Gruppen innerhalb der Open Air Schnittstelle unterstützt:

Die OAI 5G RAN PROJECT GROUP

Das OAI 5G RAN-Projekt ist die Kerngruppe der OAI RAN-Entwicklung und zielt darauf ab, einen 5G-Software-Stack zur Unterstützung von RAN 5G-Funktionen zu erstellen und zu verbreiten. Um die O-RAN-Architektur zu unterstützen, hat es insbesondere die Aufteilung der CU/DU im gNB und die Unterstützung von O-RAN-Schnittstellen (E2, O1) eingeführt. Weitere Informationen über diese Projektgruppe finden Sie unter diesem Link.

Die OAI MOSAIC5G PROJECT GROUP

Diese Gruppe ergänzt die Aktivitäten des OAI 5G RANProjekts durch die Entwicklung spezifischer O-RAN-Funktionalitäten wie das O-RAN E2-Protokoll namens E2 Agent, einen flexiblen intelligenten RAN-Controller namens FlexRIC... Sie können mehr über diese Projektgruppe erfahren, indem Sie diesem Link folgen.

Firecell und das OpenAirInterface begrüßen jeden Beitrag auf allen Ebenen des Software-Stacks.

Wenn Sie mehr über das Projekt erfahren möchten, füllen Sie bitte dieses Kontaktformular aus, um mitzumachen.

Firecell leistet einen wichtigen Beitrag zur OAI-Roadmap und unterstützt die O-RAN- und Open-Air-Schnittstellenkopplung. Firecell koordiniert das Projekt OAI for Private 5G und stellt Entwicklungsressourcen für die Entwicklung der Open-Source-Software bereit, die die O-RAN-Architektur unterstützt. Das Projekt wird die OAI-Softwarebasis sowie andere Open-Source-Software nutzen, um eine vollständige, cloud-native Lösung für Private 5G zu entwickeln.

Open Air Interface setzt sich für die Unterstützung der O-RAN-Architektur ein

Weitere Informationen über die OAI-Roadmap