Implementacja Open Ran. Skąd popularność tej technologii?

Wielu graczy rynku telefonii komórkowej (dostawcy, operatorzy, integratorzy) zastanawia się, czy implementacja Open RAN ma sens. I słusznie.

Prawie każdy operator prędzej, czy później twierdzi, że czeka go implementacja Open RAN. Tak odpowiedzieli na zadane pytania uczestnicy forum RCR.

Co w praktyce sprawi, że sieci Open RAN będą miały większy sens niż sieci tradycyjne – nazwijmy je tutaj Single RAN?

Pytanie jednak, czy klienci wiedzą, w praktyce co można dzięki Open RAN zyskać i czy tak naprawdę można coś zyskać?

A może to jest ryzyko i można więcej stracić niż zyskać, i lepiej pozostajać tylko z obecnymi dostawcami Single RAN? De facto, większość operatorów uważnie obserwuje i nasłuchuje sygnałów z rynku od pierwszych adapterów takich, jak Vodafone, Jio czy Rakuten.

Jak rynek sieci komórkowych widzi przyszłość Open RAN?

Natknąłem się na bardzo ciekawą ankietę przeprowadzoną przez RCR Wireless. Na własnym forum, w środowisku operatorów komórkowych przeprowadzili ankietę. Zrobiono ją podczas Open RAN European Forum wśród 100 uczestników.

Jej autorzy zadali tylko pięć prostych pytań, szukając odpowiedzi na potencjalne zainteresowanie nabywców produktów Open RAN.

Wśród pięciu pytań, jest jedno, które jest szczególnie ważne, pytanie 3.

Pytanie 3: Co jest lub będzie głównym powodem wdrożenia Open RAN?

Postanowiłem w Nowym Roku podzielić się z Wami moimi przemyśleniami na zadane pytanie, pozwalając sobie na komentarze. Komentarze na podstawie doświadczenia z kilku przetargów Open RAN z ostatnich dwóch lat.

Miałem osobiście okazję ocenić jak ten rynek wygląda od środka, pracując dla firm działających w tym obszarze.

Podyskutujmy na temat tych odpowiedzi.

Cost Reduction – Obniżenie kosztów.

Zdumiewające jest dla mnie to, że większość odpowiedzi moim zdaniem oparta jest na „zasłyszanych” opiniach, a nie na faktach.

Dlaczego tak twierdzę? To refleksja wyciągnięta po analizie paru przetargów i wysłuchaniu opinii CTO z sieci, które już rozpoczęły implementację Open RAN (pomijam tutaj opinie CTO Rakuten Mobile).

Jak to jest z kosztami budowy sieci Open RAN? Czy rzeczywiście będzie taniej a może i prościej?

Respondenci, chyba podążając za twierdzeniami CTO Rakuten Mobile, liczą na obniżenie kosztów wdrożenia sieci radiowych o 20%-30% w porównaniu do sieci Single RAN. Taką tezę Tareq Amin postawił na TIP forum w 2019 roku. Zaraz obok obniżenia kosztu utrzymania sieci oraz kosztu i czasu wdrażania stacji bazowych.

To już chyba teraz nie jest tajemnicą, że to nie jest kwestia rachunku za kupno systemu. Tareq ma rację, ale patrząc na inwestycje długoterminowo. W niedawnym wywiadzie potwierdził to też Yago Tenorio, Network Architect Vodafone.

Ja dodam w tej kwestii coś od siebie.

Jakie mity krążą wokół niższych kosztów budowy sieci Open RAN?

• Przetargi na infrastrukturę radiową 4G i 5G nie potwierdzają tej tezy, ani w zakresie inwestycji CAPEX, ani kosztów utrzymania OPEX. Nie ma „złotego strzału”. Nie ma magicznej niższej ceny i złotego środka na dzień dobry. Jest wręcz odwrotnie. Dostawcy Open RAN potrafią zaskoczyć klienta zestawem opłat związanych z adaptacją do sieci Single RAN a przede wszystkim wysokimi kosztami jej rozwoju (roadmapa SW i HW).
• Wielokrotnie, niedopracowane jeszcze do poziomu dostawców Single RAN rozwiązania wymagają zaangażowania operatorów w naukę i „uzbrojenie” systemu. Z reguły, dostawcy Open RAN nie oferują jeszcze operacyjnych procedur, jak w praktyce używać rozwiązań Open RAN (poza wyjątkami, ale nie będę tu reklamował dostawców, niech sami się promują). Oferty często zawierają wiele komponentów od różnych partnerów. Widziałem oferty dostawców, które zawierały 2-3 różne systemy zarządzania, z różnymi metodykami FCAPS. Taki produkt nakłada dużo większy obowiązek na barki operatorów. Rosną koszty przeszkolenia personelu operatora. Dodatkowo często nie jest prosto znaleźć wśród operatorów pracowników biegłych w technologiach wirtualnych, kontenerowych czy programowaniu i znajomości środowisk DevOps. Nowoczesne rozwiązania, bez spójnego systemu zarządzania operacyjnego (DevOps albo i AI Ops) trzeba opanowywać, obudowując je systemami wprowadzającymi elementy automatyzacji – „uzbrojenie”. Nie każdy zespół Utrzymania Sieci u operatora posiada dzisiaj sprawny team do takich zadań, wykraczających poza codzienne zadania utrzymania sieci.
• W dodatku, jeżeli operator zapragnie do tego połączyć na swoją odpowiedzialność kilku, nie do końca dobrze zintegrowanych dostawców Open RAN (przykładowo radio O-RU od innego dostawcy, O-DU/O-CU od innego dostawcy) to pojawiają się dodatkowe, naprawdę czasochłonne i kosztowne zadania w wieloletnim projekcie.

To tylko parę faktów, które opinię niższych kosztów Open RAN na dzisiaj torpedują.

Systemy są droższe, bardzo skomplikowane i wymagają inwestycji w nowe funkcje i zespoły organizacji operatora.

Dlaczego Open RAN docelowo może być tańszy od sieci Single RAN?

Ci, którzy już przeszli pierwszą próbę budowy sieci Open RAN wiedzą, że chodzi o coś innego.

Moim zdaniem najważniejsze to możliwość optymalizowania algorytmów działania sieci radiowej jak, chociażby RRM (Radio Resources Management).

Po co?

Dedykowane algorytmy pozwolą na zmniejszenie ilości fizycznych zasobów. Ilość stacji bazowych, ilość pasm obsługiwanych przez stację (drogie pasmo), czy też mocy nadawczo-odbiorczej, dzięki sprytnym i sprawnym algorytmom.

Kiedy dzisiaj operator kupuje stacje bazową Single RAN, to w pełni zdaje się na pomysł dostawcy jak mają działać interfejsy radiowe, oczywiście na bazie standardów 3GPP.

Wracając do obietnicy obniżenia kosztów o 20-30%, wracamy do tego punktu.

Budowa sieci Open RAN na podobnym obszarze do Single RAN, ale z dobrze zoptymalizowanymi algorytmami RRM na bazie systemu RIC, może obniżyć ilości potrzebnych zasobów o 20-30%.

Wniosek jest taki, że te oszczędności trzeba wypracować.

Pytanie, czy operatorom będzie się chciało i czy są w stanie zbudować odpowiednie kompetencje i zasoby do obsługi takiej sieci.

Pewnym rozwiązaniem może być automatyzacji, o tym piszę dalej. Jeden z czołowych dostawców Open RAN zatrudnił ponad 1000 osób, żeby przygotować przez dwa lata odpowiednie produkty w tym obszarze.

Nie jest łatwo, prawda? Tanio też na początku nie będzie, ale do czasu.

Jakie są inne zalety optymalizacji algorytmów radiowych poza zarządzaniem zasobami radiowymi?

Open RAN forum przygotowało dokumentację opisującą wiele innych przypadków optymalizacji różnych obszarów działania sieci radiowych:

• Niższe zużycie prądu (10%-15% wg szacunków)
• Lepsza jakość dzięki algorytmom QoS (Quality of Service) działających np. bezpośrednio w dzielnicy, gdzie jest duże skupienie mieszkańców i duży ruch w godzinie szczytu.
• Optymalizacja współpracy sieci radiowej RAN z siecią CORE poprzez zmianę algorytmów RIC-MEC. Przykładowo: kierowanie ruchu video streaming do bliższego, efektywniejszego serwera MEC (stream) zamiast do oddalonego o setki kilometrów serwera. Obniża to koszty transmisji i poprawia QoE dla klienta.
• Itd. Nie ma limitu możliwości, bo wszystko, co się dzieje w sieci radiowej opiera się o jakieś rozwiązania. Poprawiać lub modyfikować można wiele obszarów. Kreatywność w tym zakresie to chyba jedna z największych zalet otwartości systemów Open RAN oraz 5G 3GPP. Ta sama filozofia przyświeca nowym standardom 3GPP jak i Open RAN.

Mając dostawcę Open RAN, można pomnażać ilość zmian, na które można mieć wpływ.

Pamiętajmy jednak, że to nie przyjdzie samo i nie przyjdzie za darmo. To wymaga inwestowania w nowej generacji planistów sieci radiowych oraz wspierających ich programistów algorytmów.

To jest koszt zmiany organizacji i sposobu działania operatorów, ale to jest koszt, który się zwróci.

Czy automatyzacja może uprościć wdrożenie Open RAN?

Automatyczne rozwiazywanie powtarzalnych problemów w sieci, tak blisko klienta, jak to tylko możliwe, to zadanie dla „robotów” i „automatów”.

Stworzenie procesów, które regularnie będą badały „niuanse” działania sieci, zależne od zmiennych środowiska jak pogoda, ruch abonentów, zjawiska lokalne (wypadki itp.) pozwoli panować nad jakością sieci.

Oznacza to oczywiście zwiększenie ilość wykonanych zadań w stosunku do istniejącego personelu w działach utrzymania sieci.

Z praktyki, operator na co dzień nie poświecą czasu na poprawianie sieci na poziomie jednaj stacji bazowej. Po prostu ilość pracowników przypadających na ilość problemów, których gołym okiem nie widać, jest niewystarczająca.

Open RAN ma tę przewagę, że pozwala budować procesy dbające o jakość głęboko w zasobach sieci radiowej. Systemy RIC mają nadzór nad wszystkimi poziomami zasobów interfejsu radiowego. Poprzez pętle Non-Real Time, Near Real Time i O-DU mogą analizować i modyfikować działania sieci radiowej w przeciągu milisekund. Muszę chyba w końcu napisać artykuł o RIC, prawda?

Moim zdaniem to jest ogromna zaleta, która przełoży się w przyszłości na obniżenie kosztu sieci.

Trzeba zakasać rękawy i tego wszystkiego się nauczyć. Zgadzacie się ze mną?

Operator, mógłby już dzisiaj budować zespół, który się tym zajmie. To super początek na „gładką” adaptację do technologii Open RAN na masową skalę.

Wiemy już, czego powinien operator szukać w świecie Open RAN w kwestii obniżenia kosztów.

Zdobycie praktycznego wpływu i działanie na swoją korzyść, co jest w zasięgu każdego gracza tego rynku.

Co oznacza brak wpływu na algorytmy RRM od dostawców Single RAN i jakie są ryzyka wdrażania własnych algorytmów RIC?

A teraz wróćcie do początkowego pytania i spróbujcie namówić dostawcę Single RAN na zmianę ich algorytmów RRM na wasze potrzeby.

Czy jest szansa taki produkt otrzymać i ile to Was będzie kosztowało?

Podpowiem. Nie ma szans i nie warto, bo będzie bardzo drogo.

Jak napisałem, tworzyć nowe algorytmy może każdy.

Muszę jednak dodać teraz bardzo ważne zastrzeżenie.

O ile na zmiany algorytmu może wpłynąć każdy, o tyle zrobienie tego dobrze i optymalnie to już nie jest zadanie dla każdego. Nad dobrymi algorytmami RIC pracują doświadczeni naukowcy i planiści.

To powoduje moją obawę, że rynek algorytmów RIC, będzie się za parę lat zawężał do naprawdę kilku dostawców. Obym się mylił.

Jak wielką to robi różnicę i jak intratny jest to biznes, zrozumiał nawet Microsoft, inwestując w swojej organizacji w zespół budujący rozwiązania RIC.

Przejdę teraz do kolejnej odpowiedzi z trzeciego pytania.

Pryzpomnę pytanie „Co jest lub będzie napędzało chęć wdrożenia Open RAN?”

Druga najczęściej podana odpowiedź dotyczyła:

Vendor Diversity – Różnorodność Dostawców.

Możemy się domyślić, że odpowiadającym zależało na zmianie lub poprawie wpływu w zarządzaniu obecnymi dostawcami Single RAN.

Jaka część operatorów już posiada dostawców?

Pytanie 4 brzmiało, “Czy przewidujesz wdrożenie Open RAN na terenach z istniejącą siecią (Brownfield), terenach bez pokrycia sieci (Greebfield) czy w obu przypadkach?”

Jak widać przeważa ilość operatorów, już posiadających sieci (Greenfield + Both).

To jest aspekt strategiczno-kosztowy.

Kiedy mamy jednego dostawcę, a ten z czasem zaczyna podnosić ceny lub – co gorsza – nie dostarczać sieci, lub produktów, to naturalnie rozglądamy się za „kimś lepszym”. Tym drugi lub trzecim.

Tak działa ten rynek, i nawet jeżeli jest to kwestia zmiany (SWAP) dostawcy na terenie takiego miasta jak Londyn czy Monachium to tak się to odbywa.

Patrząc na przetargi do dużych sieci komercyjnych, zauważyłem, że dostawcy Open RAN, wpadają w ten sam schemat działania.

Są traktowani przez operatorów jak dostawcy Signle RAN . Niestety sami też tak chcą być traktowani.

Stają się potencjalnymi dostawcami sieci, którzy mogą dostarczyć podobną technologię po niższej cenie w ramach wymiany istniejącego dostawcy, lub dobudowy nowego pasma przykładowo 5G

I tutaj zaczynają się o wiele bardziej poważne wyzwania jak na dzisiaj, druzgocące dostawców Open RAN.

Po pierwsze, dostawcy Open RAN nie mają technologii dających możliwość zapewnienia podobnej bazy technologicznej jak dostawcy Single RAN. Sieci Open RAN rozwijają się w obszarze 5G oraz 4G. Niewielu dostawców Open RAN może dostarczyć sieci 2G i 3G (te są już raczej marginalnym rozwiązaniem, ale nadal istnieją na rynku).

Nie da się zatem takim dostawcą zastąpić istniejącego „krnąbrnego” dostawcy. Trzeba zmienić strategię budowy sieci. Przykładowo wyłączyć sieci 2G i 3G przechodząc w pełni na technologie 4G i 5G. O konsekwencjach takiego działania pisałem w artykule o VoLTE Roaming.

Po drugie, kwestia współpracy (interworking) pomiędzy dostawcami Open RAN, mowa o interfejsach technicznych, daleka jest od doskonałości, a wręcz daleka od statusu „dobry”.

Dodatkowo, standard Open RAN działa na poziomie splitu 7.2, co nastręcza ogromnej ilości problemów. Szczególnie trudny jest to interfejs w przyapdku bardziej skomplikowanych technologii Massive MIMO czy mmWave.

Vendor Management

Można oczywiście wybrać dostawcę Open RAN, który przeszedł już większość kwestii testów i oferuje działające interfejsy.

W takiej sytuacji wybieramy mniejsze zło, czyli dostawcę Open RAN, tyle że podobnego do “konia ze stajni” Single RAN.

Ogromną przeszkodą jest brak możliwości łączenia dostawców Single RAN i Open RAN w modelu „pieprz i sól”. Nie będę tego tematu tutaj rozkręcał, ale nadmienię tylko, że interfejs X2 wymyślony przez 3GPP do łączenia stacji bazowych różnych dostawców, nie jest kompatybilny nawet między dostawcami Single RAN.

Na ten temat powstaje oddzielny artykuł. Istna petarda.

Każdy, kto kiedykolwiek próbował nakłonić dwóch dostawców do zmian we własnym interfejsie (nawet zgodnym ze standardami 3GPP itp.) wie, że jeżeli nie ma woli to jej nie będzie.

Bez interfejsu (czytaj współpracy) nic nie wyjdzie. Zawsze powtarzam, że:

90% działania sieci telekomunikacyjnych opiera się na interfejsach.

Wiem, że nawet najwięksi operatorzy nie są w stanie nakłonić dostawców do uległości.

Gdyby było inaczej, pewnie nie powstałbym alians wielkiej czwórki na rzecz rozwoju Open RAN (Vodafone, Orange, T-Mobile, Telefonica).

Struktura dostawcy Open RAN

Kiedy podejmujemy decyzję o wyborze dostawcy Open RAN, ładujemy się w kolejny ZESTAW dostawców. Jak opisałem w pierwszym punkcie jest to kwestia niedojrzałości technologii oraz wynik działania aljansu Open RAN, który zakłada współpracę wielu mniejszych partnerów.

Kuriozalnie zatem, wchodząc w Open RAN jako ucieczkę od dostawców Single RAN, operator musi przejąć na swoje barki dużą porcję koordynacji oraz zarządzania projektem.

Operator musi zacząć działać jako integrator albo i nawet częściowo dostawca rozwiązania radiowego.

Czy to rzeczywiście pozwala myśleć o Open RAN jako antidotum na dostawców Single RAN?

Co o tym sądzisz?

Przedyskutujmy teraz trzecią odpowiedź na pytanie 3.

Network Flexibility – Elastyczność Sieci. Implementacja Open RAN.

Ankietowani odnosili się do możliwości rozwiązań RIC (Ran Intelligence Controller) i wyboru dostawców aplikacji xApp.

Teoria mówi, że platforma RIC pozwoli na zainstalowanie dowolnej aplikacji xApp i wdrożenie jej w sieci.

W teorii dostaniemy niezmierną elastyczność w rozbudowie sieci. Niemalże jak wgrywanie aplikacji ze skleu Apple store czy Google play.

Odwołam się znów do praktyki, tym razem praktyki w pracy z zespołami programistów IT.

W momencie, gdy operator zakupi platform Open RAN wraz z rozwiązaniem RIC, zakupi też jej rozwój i wsparcie od tego samego dostawcy.

Dostawca RIC będzie miał operatora w garści (podobnie jak z wyborem stacji radiowych i kwestią kompatybilności interfejsów w przypakdu Single RAN).

Dlaczego jest to postrzegane jako problem, skoro już kupiliśmy wspaniałą platformę RIC?

Dopóki wszystko dalej robi ten sam dostawca, dopóty jest dobrze, z operacyjnego i zakupowego punktu widzenia.

Gdy zachcemy jednak wdrożyć „obcą” aplikację xApp na tej platformie RIC to czeka Nas starcie z tak zwanym procesem onboardingu.

Nieważne czy to będzie aplikacja/algorytm komercyjna, czy modelowana przez zespół operatora.

Z czym wiąże się proces onboarding xApps?

Są standary, więc temat oboardingu powinien isć gładko.

Zapewnia to kompatybilność na poziomie standardów Open RAN!

Ale czy tak jest? Wyobraźcie sobie taki przypadek.

Dostawca aplikacji xApp (obcy) chce używać metod API (interfejsy opisane sa poprzez API – część standardu Open RAN), których obecny dostawca RIC w pełni nie wdrożył. I co wtedy na to powie dostawca platformy RIC?

Jest pierwszy zgrzyt.

Ktoś musi coś zrobić, dorobić, dopisać kod, zrobić testy i na koniec wziąć odpowiedzialność za jakość i wydajność.

Kolejny aspekt.

Obaj dostawcy będą musieli działać w podobnym środowisku DevOps, przestrzegać procesów rozwoju i utrzymania aplikacji. To się da zrobić, bo tak działa cała branża IT, tyle że zdolności dostawców telekomunikacyjnych i operatorów są jeszcze dość skromne w tym zakresie.

Uczestniczyłem w wielogodzinnych rozmowach, gdzie dostawcy platform RIC i MEC już na etapie wyboru platformy postawili całą listę wymagań i zastrzeżeń. Zanim nawet sprzedali platformy RIC i MEC operatorowi.

Wiecie o czym piszę? Znacie to z praktyki, ze swojego biznesu?

Tak, długo jak rozwiązanie wirtualne, rozwiązanie RIC, rozwiązanie MEC nie będą własnością i pod nadzorem operatora (właściciela) tak długo czeka go proces onboardingu oraz drogich i czasochłonnych negocjacji.

Zarządzanie procesem implementacji OpenRAN xApps.

Proces współpracy dostawcy xApps i RIC będzie wymagał od operatora sprawnej koordynacji lub wyboru integratora, co niesie za sobą koszty.

To, jest ważny temat do przemyślenia dla operatora.

Takie działanie wymaga zbudowania nowej kompetencji lub rozwoju już posiadanych kompetencji w tworzeniu aplikacji. Sprawnie działającego zespołu analityków biznesowych i integratorów aplikacji.

Operator musi wejść w budy integratora i dewelopera (dostawcy) zarazem.

Znacie operatorów komórkowych, którzy mają podobne kompetencje wypracowane w praktyce?

Ja znam niewielu i rozumiem, że Core Competence operatorów to dostarczanie usług komórkowych i ich utrzymania. Nie rozwój algorytmów i platform.

Gruba teza do przemyślenia.

Nie można oczywiście rozpatrywać elastyczności tylko z perspektywy negatywnej.

Wielu dostawców produktów IT na rynku, jak chociażby Zabbix potrafi się integrować ze wszystkimi i wszystkim, nawet kasą w supermarkecie. Potrafi to jednak, bo postawił na taką strategię działania i ma pełną kontrolę i nadzór nad swoim produktem.

Zabbix zbudował kompetencje i stworzył optymalne procesy. Zatrudnił i scalił w działaniu cały zespół.

Aby osiągnąć wspomnianą elastyczność, operatorzy muszą pójść podobną ścieżką samemu lub z partnerem/integratorem.

Te wnioski dotyczą również czwartej kategorii odpowiedzi na trzecie pytanie.

Easy/Seamless Deployment – łatwe/samoczynne wdrażanie. Implementacja Open RAN.

Takiego stanu nie da się osiągnąć bez spełnienia powyższych wszystkich punktów.

Implementację Open RAN prędzej nazwałbym celem do osiągnięcia zmian w procesach i podejściu do strategii technologicznej aniżeli funkcjonalnością do kupienia.

Nie ma złotego środka, bez ciężkiej i wytężonej pracy i zmiany sposobu działania operatora komórkowego, na wzór świata IT.

Easy & Seamless implementacja Open RAN to cel dłuższego procesu, a nie produkt.

Czy jest jakaś droga na skróty?

Mogę Wam podpowiedzieć drogę na skróty.

Trzeba postawić na dostawcę, który znakomicie zrozumiał to wszystko i już dzisiaj posiada ogromną część takiej metodyki i rozwiązania.

Po prostu postawić trzeba na dobrego partnera.

Tyle że ta strategia wymaga sprawnego zarzadzania z zakresu Vendor Management i zakupów.

Czy jednak nie wchodzimy ponownie w „strategię” dostawcy Single RAN?

Dziękuję za lekturę i gorąco zachęcam do komentowania.

W niedługiej przyszłości napiszę o budowie sieci prywatnych.