Cos'è la vRAN (reti di accesso radio virtualizzato)?

Virtual Radio Access Network (vRAN) è un approccio innovativo alla costruzione e alla gestione delle reti cellulari. Disaccoppiando hardware e software, vRAN consente di più flexarchitetture di rete flessibili e scalabili. Sfrutta le tecnologie di virtualizzazione per eseguire le funzioni di rete in modo standard servers anziché hardware specializzato, migliorando l'efficienza e riducendo i costi.

Cos'è la RAN?

La rete di accesso radio (RAN) è una componente cruciale dei sistemi di telecomunicazioni mobili che collega i singoli dispositivi ad altre parti di una rete tramite connessioni radio. Comprende le varie tecnologie e apparecchiature utilizzate per facilitare la comunicazione wireless tra i dispositivi degli utenti finali, come smartphone e tablet, e la rete centrale, che fornisce connettività e servizi più ampi. Una tipica configurazione RAN comprende stazioni base e antenne distribuite su un'area geografica. Gestiscono e trasmettono segnali da e verso i dispositivi utente, consentendo il trasferimento e la comunicazione dei dati.

L'efficienza e le prestazioni di una RAN sono fondamentali per la qualità complessiva del servizio sperimentata dagli utenti. Gestisce i complessi processi di modulazione e demodulazione dei segnali radio, gestione delle frequenze e garanzia di connessioni sicure e stabili mentre gli utenti si spostano attraverso diverse aree di copertura.

I progressi nella tecnologia RAN, come lo sviluppo delle reti 4G e 5G, sono aumentati in modo significativo trasmissione dati velocità, ridotte latenzae una migliore affidabilità della rete, consentendo un'ampia gamma di applicazioni dalle semplici chiamate vocali all'accesso a Internet ad alta velocità e alle tecnologie emergenti come la Internet of Things (IoT).

Cos'è la vRAN?

La Virtual Radio Access Network (vRAN) è una tecnologia trasformativa nel settore delle telecomunicazioni che separa i componenti hardware e software di una tradizionale Radio Access Network (RAN). Utilizzando le tecnologie di virtualizzazione, vRAN consente l'implementazione di funzioni di rete per scopi generali servers invece di affidarsi a hardware proprietario e specializzato. Questo disaccoppiamento consente una maggiore flexcapacità, modulabilità ed efficienza in termini di costi nella gestione e nel funzionamento della rete.

In un'architettura vRAN, le funzioni in banda base, che sono generalmente gestite da hardware specializzato nelle RAN tradizionali, sono virtualizzate ed eseguite come software su COTS (commercial off-the-shelf) servers. Questo approccio facilita aggiornamenti e upgrade più semplici, poiché le modifiche software possono essere apportate senza dover modificare l'hardware sottostante. Inoltre, vRAN supporta la gestione centralizzata e l'orchestrazione delle risorse di rete, il che migliora la capacità di allocare e ottimizzare dinamicamente la capacità di rete in base alla domanda in tempo reale.

Caratteristiche vRAN

La Virtual Radio Access Network (vRAN) offre diverse funzionalità chiave che migliorano la flexbilità, efficienza e scalabilità delle reti mobili:

• Elaborazione in banda base virtualizzata. Le funzioni in banda base, tradizionalmente eseguite su hardware dedicato, sono implementate come software in esecuzione su scopi generali servers.
• Unità centralizzate e distribuite. L'architettura vRAN include unità distribuite (DU) per l'elaborazione in tempo reale e unità centralizzate (CU) per funzioni non in tempo reale, migliorando la rete flexflessibilità.
• Integrazione di rete definita dal software (SDN). vRAN sfrutta l'SDN per gestire e ottimizzare dinamicamente i flussi di traffico di rete, garantendo un utilizzo efficiente delle risorse.
• Virtualizzazione delle funzioni di rete (NFV). Utilizza NFV per distribuire e gestire le funzioni di rete virtuale (VNF) su hardware commerciale off-the-shelf (COTS), riducendo la dipendenza da apparecchiature specializzate.
• Architettura scalabile. La natura modulare della vRAN consente un facile ridimensionamento delle risorse di rete in base alla domanda, supportando carichi di lavoro e densità di utenti variabili.
• Separazione del fronthaul e del backhaul. La chiara separazione tra fronthaul (che collega le RRU ai DU) e backhaul (che collega i DU alle CU) semplifica la progettazione e la gestione della rete.
• Gestione automatizzata della rete. Incorpora strumenti avanzati di orchestrazione e automazione per semplificare le operazioni, le implementazioni e la manutenzione della rete.
• Interoperabilità. Supporta l'interoperabilità con vari fornitori e tecnologie, promuovendo un ecosistema multi-vendor e riducendolo blocco del fornitore.

Come funziona la vRAN?

In una configurazione vRAN, le funzioni di elaborazione in banda base di una RAN tradizionale, che gestiscono attività quali codifica, decodifica ed elaborazione del segnale, sono virtualizzate. Queste funzioni sono implementate come funzioni di rete virtuale (VNF) eseguite per scopi generali servers in data centers o al confine della rete. Questa virtualizzazione consente l'allocazione dinamica delle risorse, il che significa che la rete può ampliarsi o ridursi in base alla domanda e ottimizzare l'uso delle risorse disponibili.

L'architettura vRAN è tipicamente costituita da tre componenti principali:

1. Unità radio remote (RRU). Queste sono le unità radio fisiche che rimangono nei siti cellulari, responsabili della trasmissione e della ricezione di segnali radio da e verso i dispositivi dell'utente.
2. Unità distribuite (DU). Queste unità gestiscono funzioni di elaborazione in banda base in tempo reale e sono spesso implementate più vicino ai siti cellulari per soddisfare i requisiti di latenza. Funzionano su hardware COTS e possono essere gestiti centralmente.
3. Unità centralizzate (UC). Queste unità gestiscono funzioni non in tempo reale come l'elaborazione dei protocolli di livello superiore e la gestione della rete. Solitamente si trovano in posizioni centralizzate data centers, sfruttando il potere dell'elaborazione e del coordinamento centralizzati.

Sfruttando il networking definito dal software (SDN) e la virtualizzazione delle funzioni di rete (NFV), vRAN consente agli operatori mobili di ottimizzare le prestazioni della rete, ridurre i costi operativi e accelerare l'implementazione di nuovi servizi. IL flexLa capacità della vRAN supporta inoltre l’integrazione di nuove tecnologie e casi d’uso, come il 5G e l’edge computing, aprendo la strada a reti mobili più innovative e reattive.

Vantaggi della vRAN

La Virtual Radio Access Network (vRAN) offre numerosi vantaggi significativi che migliorano la rete flexbilità, efficienza e scalabilità. Ecco i principali vantaggi spiegati:

• Efficienza dei costi. Utilizzando hardware commerciale standardizzato e riducendo la dipendenza da soluzioni proprietarie, vRAN riduce entrambi capitale e spese operative. Questo passaggio all'hardware standardizzato riduce l'investimento iniziale e i costi di manutenzione.
• Scalabilità. vRAN consente la dinamica scala delle risorse di rete in base alla domanda. Gli operatori possono facilmente aumentare o diminuire la capacità per soddisfare le esigenze degli utenti, garantendo un uso efficiente delle risorse e una migliore gestione delle fluttuazioni del traffico.
• Flessibilità. Il disaccoppiamento tra hardware e software consente una maggiore flexcapacità nella gestione della rete. Le funzioni di rete possono essere aggiornate, potenziate o riconfigurate tramite modifiche al software senza la necessità di modifiche hardware fisiche.
• Gestione centralizzata. vRAN supporta il controllo e l'orchestrazione centralizzati, consentendo un'efficiente distribuzione degli aggiornamenti, risoluzione dei problemi e ottimizzazione sull'intera rete.
• Miglioramento dell'utilizzo delle risorse. La virtualizzazione consente un utilizzo più efficiente delle risorse di rete. Più funzioni di rete virtuale possono essere eseguite sullo stesso fisico server, ottimizzando l'utilizzo dell'hardware e riducendo gli sprechi.
• Distribuzione più rapida. Le funzioni di rete definite dal software consentono una distribuzione più rapida di nuovi servizi e funzionalità. Questa agilità è fondamentale in un panorama delle telecomunicazioni in rapida evoluzione, dove l’introduzione tempestiva del servizio può rappresentare un vantaggio competitivo.
• Prestazioni di rete migliorate. vRAN può ottimizzare le prestazioni della rete attraverso algoritmi avanzati e analisi in tempo reale. Può allocare dinamicamente le risorse e gestire il traffico in modo più efficace, portando a una migliore esperienza utente.
• Supporto per tecnologie avanzate. vRAN è parte integrante dell'implementazione delle reti 5G, consentendo funzionalità avanzate come il network slicing e edge computing. Il network slicing consente la creazione di più reti virtuali sulla stessa infrastruttura fisica, ciascuna su misura per applicazioni o servizi specifici.
• Latenza ridotta. L’integrazione con l’edge computing consente l’elaborazione dei dati più vicino all’utente finale, riducendo latenza e migliorare le prestazioni per le applicazioni che richiedono elaborazione in tempo reale, come veicoli autonomi e realtà aumentata.
• Efficienza energetica. Ottimizzando l’utilizzo delle risorse e consentendo operazioni di rete più efficienti, le vRAN contribuiscono a ridurre il consumo di energia, supportando infrastrutture di rete più verdi e sostenibili.
• Protezione dal futuro. La natura basata su software di vRAN garantisce che gli operatori possano implementare nuove funzionalità e standard attraverso aggiornamenti software anziché modifiche hardware, aiutando le reti a evolversi con i progressi tecnologici.
• Sicurezza migliorata. La gestione centralizzata e i controlli basati su software consentono l’implementazione di misure di sicurezza avanzate. Gli operatori possono rispondere rapidamente alle minacce e alle vulnerabilità della sicurezza, garantendo una protezione solida per la rete.

Altri tipi di RAN

Ecco altri tipi di reti di accesso radio (RAN), insieme alle relative spiegazioni:

• RAN tradizionale (TRAN). In una RAN tradizionale, ogni sito cellulare dispone del proprio hardware dedicato per l'elaborazione in banda base, unità radio e antenne. Questi sistemi sono spesso proprietari, il che significa che apparecchiature di fornitori diversi potrebbero non essere compatibili.
• RAN centralizzata (C-RAN). Questa architettura centralizza le funzioni di elaborazione della banda base in una posizione centrale mentre le unità radio e le antenne rimangono distribuite sull'area di copertura. La centralizzazione consente un utilizzo più efficiente delle risorse e una gestione della rete più semplice.
• RAN aperto (O-RAN). Open RAN è un'iniziativa per creare un ecosistema RAN più aperto e interoperabile. Si concentra sulla definizione di interfacce e standard aperti tra i diversi componenti RAN, consentendo alle apparecchiature di diversi fornitori di lavorare insieme senza problemi.
• RAN distribuita (D-RAN). In una RAN distribuita, le unità di elaborazione in banda base e le unità radio sono collocate in ciascun sito cellulare. Questa configurazione fornisce bassa latenza e prestazioni elevate, poiché l'elaborazione della banda base viene eseguita vicino alle unità radio.
• Cloud CORSE. Simile alla RAN centralizzata, Cloud La RAN centralizza anche le funzioni di elaborazione della banda base, ma fa leva cloud informatica tecnologie per farlo. Usando cloud infrastruttura, Cloud La RAN può raggiungere una maggiore scalabilità e flexflessibilità.
• RAN ibrido. La RAN ibrida combina elementi di architetture RAN centralizzate e distribuite. Consente agli operatori di scegliere l'approccio migliore per le diverse parti della rete, fornendo un equilibrio tra prestazioni ed efficienza.
• RAN a piccole cellule. Questo tipo di RAN utilizza stazioni base di piccole dimensioni per fornire copertura e capacità in aree specifiche, come ambienti urbani densamente popolati o luoghi interni. Le piccole celle completano la rete delle macrocelle migliorando la copertura e aumentando la capacità dove è più necessaria.
• MacroRAN. Macro RAN si riferisce alle tradizionali torri cellulari di grandi dimensioni che forniscono una copertura su un'ampia area. Le macrocelle sono essenziali per fornire un'ampia copertura e gestire un gran numero di connessioni.