Qu'est-ce que le vRAN (réseaux d'accès radio virtualisés) ?

Le réseau d'accès radio virtuel (vRAN) est une approche innovante pour créer et gérer des réseaux cellulaires. En découplant matériel et logiciels, vRAN permet plus flexarchitectures de réseau flexibles et évolutives. Il exploite les technologies de virtualisation pour exécuter les fonctions réseau de manière standard. servers plutôt que du matériel spécialisé, améliorant l'efficacité et réduisant les coûts.

Qu’est-ce que le RAN ?

Le réseau d'accès radio (RAN) est un composant crucial des systèmes de télécommunications mobiles qui connecte des appareils individuels à d'autres parties d'un réseau via des connexions radio. Il englobe les diverses technologies et équipements utilisés pour faciliter la communication sans fil entre les appareils des utilisateurs finaux, comme les smartphones et les tablettes, et le réseau central, qui offre une connectivité et des services plus larges. Une configuration RAN typique comprend des stations de base et des antennes réparties sur une zone géographique. Ceux-ci gèrent et transmettent des signaux vers et depuis les appareils des utilisateurs, permettant le transfert de données et la communication.

L'efficacité et les performances d'un RAN sont essentielles à la qualité globale du service offert aux utilisateurs. Il gère les processus complexes de modulation et de démodulation des signaux radio, de gestion des fréquences et d'assurance de connexions sécurisées et stables lorsque les utilisateurs se déplacent dans différentes zones de couverture.

Les progrès de la technologie RAN, tels que le développement des réseaux 4G et 5G, se sont considérablement accrus transmission de données vitesses, réduites latence, et une fiabilité améliorée du réseau, permettant un large éventail de applications des simples appels vocaux à l'accès Internet haut débit et aux technologies émergentes comme le Internet des Objets (IoT).

Qu’est-ce que le vRAN ?

Le réseau d'accès radio virtuel (vRAN) est une technologie transformatrice dans l'industrie des télécommunications qui sépare les composants matériels et logiciels d'un réseau d'accès radio (RAN) traditionnel. En utilisant des technologies de virtualisation, vRAN permet le déploiement de fonctions réseau sur des réseaux à usage général. servers au lieu de s'appuyer sur du matériel propriétaire et spécialisé. Ce découplage permet une plus grande flexcapacité, évolutivitéet la rentabilité dans la gestion et l'exploitation du réseau.

Dans une architecture vRAN, les fonctions de bande de base, qui sont généralement gérées par du matériel spécialisé dans les RAN traditionnels, sont virtualisées et exécutées sous forme de logiciels disponibles dans le commerce (COTS). servers. Cette approche facilite les mises à jour et les mises à niveau, car les modifications logicielles peuvent être effectuées sans qu'il soit nécessaire de modifier le matériel sous-jacent. De plus, le vRAN prend en charge la gestion et l'orchestration centralisées des ressources réseau, ce qui améliore la capacité d'allocation et d'optimisation dynamiques de la capacité réseau en fonction de la demande en temps réel.

Fonctionnalités vRAN

Le réseau d'accès radio virtuel (vRAN) offre plusieurs fonctionnalités clés qui améliorent la flexabilité, efficacité et évolutivité des réseaux mobiles :

Traitement en bande de base virtualisé. Les fonctions de bande de base, traditionnellement exécutées sur du matériel dédié, sont implémentées sous forme de logiciels fonctionnant sur des ordinateurs à usage général. servers.
Unités centralisées et distribuées. L'architecture vRAN comprend des unités distribuées (DU) pour le traitement en temps réel et des unités centralisées (CU) pour les fonctions non temps réel, améliorant ainsi le réseau. flexabilité.
Intégration de réseaux définis par logiciel (SDN). vRAN exploite le SDN pour gérer et optimiser de manière dynamique les flux de trafic réseau, garantissant ainsi une utilisation efficace des ressources.
Virtualisation des fonctions réseau (NFV). Utilise NFV pour déployer et gérer des fonctions de réseau virtuel (VNF) sur du matériel commercial disponible dans le commerce (COTS), réduisant ainsi la dépendance à l'égard d'équipements spécialisés.
Architecture évolutive. La nature modulaire du vRAN permet une mise à l'échelle facile des ressources réseau en fonction de la demande, prenant en charge différentes charges de travail et densités d'utilisateurs.
Séparation des liaisons fronthaul et backhaul. Une séparation claire du fronthaul (liant les RRU aux DU) et du backhaul (connectant les DU aux CU) simplifie la conception et la gestion du réseau.
Gestion de réseau automatisée. Intègre des outils avancés d’orchestration et d’automatisation pour rationaliser les opérations, les déploiements et la maintenance du réseau.
Interopérabilité. Prend en charge l'interopérabilité avec divers fournisseurs et technologies, favorisant un écosystème multi-fournisseurs et réduisant verrouillage du fournisseur.

Comment fonctionne le vRAN ?

Dans une configuration vRAN, les fonctions de traitement en bande de base d'un RAN traditionnel, qui gèrent des tâches telles que l'encodage, le décodage et le traitement du signal, sont virtualisées. Ces fonctions sont implémentées sous forme de fonctions de réseau virtuel (VNF) qui s'exécutent sur des applications à usage général. servers in data centers ou à la périphérie du réseau. Cette virtualisation permet une allocation dynamique des ressources, ce qui signifie que le réseau peut augmenter ou diminuer en fonction de la demande et optimiser l'utilisation des ressources disponibles.

L'architecture vRAN se compose généralement de trois composants principaux :

Unités radio distantes (RRU). Il s'agit des unités radio physiques qui restent sur les sites cellulaires, chargées de transmettre et de recevoir des signaux radio vers et depuis les appareils des utilisateurs.
Unités distribuées (DU). Ces unités gèrent les fonctions de traitement en bande de base en temps réel et sont souvent déployées plus près des sites cellulaires pour répondre aux exigences de latence. Ils fonctionnent sur du matériel COTS et peuvent être gérés de manière centralisée.
Unités centralisées (UC). Ces unités gèrent des fonctions non temps réel telles que le traitement des protocoles de couche supérieure et la gestion du réseau. Ils sont généralement situés dans des locaux centralisés data centers, tirant parti de la puissance du traitement et de la coordination centralisés.

En tirant parti des réseaux définis par logiciel (SDN) et de la virtualisation des fonctions réseau (NFV), vRAN permet aux opérateurs mobiles d'optimiser les performances du réseau, de réduire les coûts opérationnels et d'accélérer le déploiement de nouveaux services. Le flexLa fonctionnalité du vRAN prend également en charge l'intégration de nouvelles technologies et de nouveaux cas d'utilisation, tels que la 5G et l'informatique de pointe, ouvrant la voie à des réseaux mobiles plus innovants et plus réactifs.

Avantages du vRAN

Le réseau d'accès radio virtuel (vRAN) offre plusieurs avantages importants qui améliorent le réseau flexabilité, efficacité et évolutivité. Voici les principaux avantages expliqués :

Rapport coût-efficacité. En utilisant du matériel commercial disponible dans le commerce et en réduisant le recours à des solutions propriétaires, le vRAN réduit à la fois capital et dépenses opérationnelles. Ce passage à un matériel standardisé réduit les coûts d’investissement et de maintenance initiaux.
Évolutivité vRAN permet une dynamique mise à l'échelle des ressources du réseau en fonction de la demande. Les opérateurs peuvent facilement augmenter ou diminuer la capacité pour répondre aux besoins des utilisateurs, garantissant ainsi une utilisation efficace des ressources et une meilleure gestion des fluctuations du trafic.
Flexibilité. Le découplage du matériel et des logiciels permet une plus grande flexabilité dans la gestion de réseau. Les fonctions réseau peuvent être mises à jour, mises à niveau ou reconfigurées via des modifications logicielles sans nécessiter de modifications matérielles physiques.
Gestion centralisée. vRAN prend en charge le contrôle et l'orchestration centralisés, permettant un déploiement efficace des mises à jour, du dépannage et de l'optimisation sur l'ensemble du réseau.
Utilisation améliorée des ressources. La virtualisation permet une utilisation plus efficace des ressources réseau. Plusieurs fonctions de réseau virtuel peuvent s'exécuter sur le même server, optimisant l'utilisation du matériel et réduisant le gaspillage.
Déploiement plus rapide. Les fonctions réseau définies par logiciel permettent un déploiement plus rapide de nouveaux services et fonctionnalités. Cette agilité est cruciale dans un paysage de télécommunications en évolution rapide, où l'introduction de services en temps opportun peut constituer un avantage concurrentiel.
Performances réseau améliorées. vRAN peut optimiser les performances du réseau grâce à des algorithmes avancés et des analyses en temps réel. Il peut allouer dynamiquement des ressources et gérer le trafic plus efficacement, conduisant ainsi à une expérience utilisateur améliorée.
Prise en charge des technologies avancées. vRAN fait partie intégrante du déploiement des réseaux 5G, permettant des fonctionnalités avancées telles que le découpage du réseau et informatique de pointe. Le découpage de réseau permet la création de plusieurs réseaux virtuels sur la même infrastructure physique, chacun étant adapté à des applications ou des services spécifiques.
Latence réduite. L'intégration avec l'informatique de pointe permet un traitement des données plus proche de l'utilisateur final, réduisant ainsi latence et améliorer les performances des applications nécessitant un traitement en temps réel, telles que les véhicules autonomes et la réalité augmentée.
Efficacité énergétique. En optimisant l'utilisation des ressources et en permettant des opérations de réseau plus efficaces, les vRAN contribuent à réduire la consommation d'énergie, prenant en charge des infrastructures de réseau plus vertes et plus durables.
La pérennité. La nature logicielle du vRAN garantit que les opérateurs peuvent mettre en œuvre de nouvelles fonctionnalités et normes via des mises à jour logicielles plutôt que des modifications matérielles, aidant ainsi les réseaux à évoluer avec les progrès technologiques.
Amélioration de la sécurité. La gestion centralisée et les contrôles logiciels permettent la mise en œuvre de mesures de sécurité avancées. Les opérateurs peuvent réagir rapidement aux menaces et vulnérabilités de sécurité, garantissant ainsi une protection robuste du réseau.

Autres types de RAN

Voici d'autres types de réseaux d'accès radio (RAN), ainsi que leurs explications :

RAN traditionnel (TRAN). Dans un RAN traditionnel, chaque site cellulaire dispose de son propre matériel dédié au traitement de la bande de base, aux unités radio et aux antennes. Ces systèmes sont souvent propriétaires, ce qui signifie que les équipements de différents fournisseurs peuvent ne pas être compatibles.
RAN centralisé (C-RAN). Cette architecture centralise les fonctions de traitement en bande de base dans un emplacement central tandis que les unités radio et les antennes restent réparties sur la zone de couverture. La centralisation permet une utilisation plus efficace des ressources et une gestion plus facile du réseau.
Ouvrir le RAN (O-RAN). Open RAN est une initiative visant à créer un écosystème RAN plus ouvert et interopérable. Il se concentre sur la définition d'interfaces et de normes ouvertes entre les différents composants RAN, permettant aux équipements de différents fournisseurs de fonctionner ensemble de manière transparente.
RAN distribué (D-RAN). Dans un RAN distribué, les unités de traitement en bande de base et les unités radio sont colocalisées sur chaque site cellulaire. Cette configuration offre une faible latence et des performances élevées, car le traitement de la bande de base est effectué à proximité des unités radio.
Cloud COURU. Semblable au RAN centralisé, Cloud RAN centralise également les fonctions de traitement en bande de base mais exploite cloud computing technologies pour le faire. En utilisant cloud Infrastructure, Cloud Le RAN peut atteindre une plus grande évolutivité et flexabilité.
RAN hybride. Le RAN hybride combine des éléments d’architectures RAN centralisées et distribuées. Il permet aux opérateurs de choisir la meilleure approche pour différentes parties du réseau, offrant ainsi un équilibre entre performances et efficacité.
RAN à petites cellules. Ce type de RAN utilise de petites stations de base cellulaires pour fournir une couverture et une capacité dans des zones spécifiques, telles que des environnements urbains densément peuplés ou des emplacements intérieurs. Les petites cellules complètent le réseau de macrocellules en améliorant la couverture et en augmentant la capacité là où elle est la plus nécessaire.
MacroRAN. Macro RAN fait référence aux grandes tours de téléphonie cellulaire traditionnelles qui offrent une couverture étendue. Les macrocellules sont essentielles pour fournir une couverture étendue et gérer un grand nombre de connexions.