En los últimos años hemos visto que el Open RAN se ha posicionado como una tecnología que permite conseguir la desagregación de la capa de acceso, cosa que a nivel de core ya se había logrado gracias al Telco Cloud horizontal, sin embargo, esta desagregación introduce nuevos desafíos a nivel tecnológico y operacional dentro de los operadores de Telecomunicaciones, este artículo busca mencionar algunos de estos desafíos para que se puedan analizar de manera oportuna y no terminen impactando el despliegue de una solución Open RAN.
¿Que es Open RAN?
Es una tecnología que busca romper con el “vendor lock-in” impuesto por los gigantes de la tecnología RAN que venden sus soluciones cerradas con precios altos de licencias, despliegue y operación. La premisa es desagregar toda la capa de acceso RAN a través de módulos definidos y que cumplan con estándares (3GPP y O-RAN Alliance) aprovechando tecnologías Cloud que ya son ampliamente usadas en el Core, permitiendo crear un ecosistema abierto con múltiples proveedores, todo esto para que se consiga eficiencia en el TCO (Total Cost of Ownership).
Arquitectura de Open RAN
Para entender la arquitectura de Open RAN, primero es necesario conocer lo que introduce 3GPP en términos de desagregación de la capa de acceso:
Cómo podemos ver el concepto de gNB, que tenía los módulos internos “juntos” se desagrega creando la central unit (CU-CP para control plane y CU-UP para user plane), distributed unit (DU) y remote radio head (RRH).
La arquitectura de Open RAN toma como base dicha desagregación e introduce elementos adicionales:
RAN Intelligent Controller (RIC) es un componente definido por software que permite controlar y optimizar las funciones de la RAN. El RIC es una pieza fundamental en el despliegue y desagregación de Open RAN ya que brinda la inteligencia, agilidad y programabilidad en las redes de acceso de radio. Asimismo, permite interoperabilidad entre distintos fabricantes de aplicaciones de radio y la automatización/optimización de la radio en función de las métricas que va procesando.
Non-real-time RIC (Non-RT RIC) es parte del framework del Service Management and Orchestration (SMO), permite control en tiempo non-real-time (> 1 segundo) de los elementos de la RAN y sus recursos a través de aplicaciones especializadas llamadas rApps. Este recibe información de near-RT RIC y en función a eso puede aplicar políticas para optimizar el uso de recursos en la RAN.
Near-real-time RIC (near-RT RIC) reside en el cloud edge o regional del operador y es responsable del control inteligente de los nodos RAN y sus recursos, este control de los recursos y las acciones de optimización usualmente toman milisegundos, se realiza a través de aplicaciones especializadas llamadas xApps.
Service and Management Orchestration (SMO) es una plataforma de automatización de los recursos de radio de Open RAN, permite gestionar el ciclo de vida de las aplicaciones dentro de la arquitectura del OpenRAN, incluidos los cloud edge o regionales.
El Cloud dentro de la arquitectura Open RAN permite lograr no solo la desagregación, sino la distribución de recursos dentro del cloud, ya sea desplegándose de forma centralizada o en un datacenter regional o edge. En este punto un criterio importante a considerar es que el cloud en regional o edge debe ser una extensión del cloud central, con una plataforma de despliegue y administración de clusters centralizada.
Estrategias de implementación de Open RAN
La desagregación trae muchos beneficios, pero también nuevas formas de hacer las cosas, un análisis detallado de cómo se quiere implementar Open RAN puede ser la diferencia entre una implementación realmente eficiente y una similar a las que actualmente existen. Veamos a continuación las distintas formas de implementar Open RAN:
Como se observa en la gráfica, dependiendo de diversos factores, se podría desplegar el RIC, CU y DU sobre el mismo cloud como indica el escenario A, pasar por un escenario donde el RIC está en un cloud regional y el CU/DU en un cloud edge, llegando a un escenario donde cada elemento puede estar en su propio cloud. Todas las opciones son válidas y dependen de diversos factores como la cercanía entre datacenters, el volumen de estaciones base a desplegar, la latencia, disponibilidad del datacenter edge, etc. Se debe dedicar tiempo al diseño a fin de que sea lo más óptimo posible.
Desafíos en la implementación de Open RAN
Whitestack es especialista en despliegue de Telco Cloud en Latinoamérica y, conscientes de las necesidades de nuestros clientes, ya hemos iniciado pruebas con tecnologías Open RAN para poder ayudar a nuestros clientes a tener un Telco Cloud único, abierto y distribuido en múltiples datacenters (central, regional y edge). Para ello, hemos implementado nuestro Telco Cloud en el laboratorio de Dell en USA (Dell Technologies InfoHub) donde hemos probado distintas cargas de trabajo, entre ellas Open RAN. Aquí la arquitectura de referencia que hemos implementado:
Basados en esta experiencia queremos comentar algunos desafíos que todo operador debe considerar en la implementación de esta tecnología, desde el punto de vista de infraestructura Cloud:
- Existe (todavía) una relación directa entre la aplicación y el hardware (sobre todo en el DU), esto significa que debemos tener en cuenta todos los requerimientos de hardware que la aplicación de Open RAN necesita para desplegarse de forma correcta. A pesar de tener el cloud al medio es importante revisar todos los detalles de hardware previamente para poder adecuarlos de forma anticipada.
- Se debe contar con tarjetas de aceleración de hardware para la DU, en nuestro caso se usó una tarjeta FEC, ya que maneja parte de la capa física (producto de la desagregación), es un detalle no menor al considerar el despliegue de DUs en los datacenter regionales o edge.
- El sincronismo es crucial, por ello es importante incluirlo como parte de la infraestructura, al día de hoy ya hay servidores que soportan protocolos PTP para sincronismo y ofrecen puertos para la conexión GPS.
- La estrategia de implementación impacta directamente en la forma de desplegar el cloud y las aplicaciones, implementar el CU/DU en el mismo cloud es distinto a implementar el CU en un cloud y el DU en otro cloud. La latencia también es un factor importante que incide en esta decisión.
- Otro punto importante es tener una plataforma Cloud que permita extenderse hacia edge y ser gestionada de forma centralizada, considerando las funcionalidades tipo EPA (Enhanced Performance Awareness) que usualmente solicitan este tipo de aplicaciones. Ver Whitecruiser.
- Se debe considerar el kernel adecuado para aplicaciones tipo “real time”, en este caso los kernel con esa capacidad traen un “rt” dentro del nombre.
- Se debe considerar la forma adecuada de implementar eCPRI entre la DU y la RU, usualmente se puede manejar en capa 2 o capa 3.
- Se debe considerar un factor de forma adecuado en los servidores considerando las limitaciones de espacio y energía que se tienen en datacenters regionales o edge.
Acerca de Whitestack
Whitestack es una empresa líder en el despliegue productivo de soluciones basadas en tecnologías y código abierto, con un fuerte foco en la industria de telecomunicaciones. La solución de Telco Cloud de Whitestack permite el despliegue natural de VNFs (basadas en máquinas virtuales), así como CNFs (basadas en contenedores), utilizando modelos de despliegues estándares en la industria. Es la solución de Telco Cloud más desplegada en América Latina, y está homologada sobre hardware de HPE y DELL. Sus soluciones de Open Networking permiten desplegar DC Fabrics abiertos en configuración Spine & Leaf, o redes ópticas de acceso y agregación, con switches abiertos (whiteboxes), gestionados por su propio controlador SDN para un aprovisionamiento de redes automatizado.
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