La especificación está diseñada para que los operadores pueden ofrecer todos sus servicios desde un punto central desde su infraestructura en la nube sin que los CPEs que se instalan en casa del cliente vengan con servicios pre configurados, permitiendo ahorros operativos y mejorando la satisfacción del usuario.
Esto permitirá a los operadores ofrecer y desplegar sus nuevos servicios de forma más rápida, así como ofrecer paquetes personalizados a sus usuarios, permitiendo con el tiempo el poder aumentar los canales de ingresos. La calidad del servicios (QoS) podrá ser implementada por dispositivo, usuario o servicio, mejorando así la experiencia de los usuarios de banda ancha..
Broadband Forum también avanza con el proyecto Cloud Central Office (CO). Una de las capacidades que se plantea incorporar es la posibilidad de que terceras empresas puedan ofrecer sus servicios a través de estos equipos de los operadores.
Telefónica con Parallel Wireless probarán vRAN
El área de Investigación y Desarrollo (I+D) de Telefónica con Parallel Wireless realizarán pruebas de la solución de acceso de radio virtualizado (vRAN) para la provisión de servicios digitales en algunos mercados de Europa y Latinoamérica. abarcará las redes HetNets de Telefónica tanto en áreas rurales como urbanas.
En 2015, durante el Mobile World Congress, Telefónica y Alcatel Lucent habían realizado una serie de demostraciones de una red virtualizada extremo a extremo, que incluía RAN virtualizada (vRAN), red de distribución de contenidos virtualizada (vCDN), un core de paquetes virtualizado (vEPC) y un IMP virtualizado (vIMS). La tecnología de virtualización de acceso de radio fue probada el 2015 “en vivo” por China Mobile en un campus universitario.
vRAN - Virtualización RAN - Red de Acceso por Radio
El futuro de las redes de comunicaciones pasa inevitablemente por su virtualización, lo que otorgará mucha más relevancia al software y la interoperabilidad entre ellas.
Las telecomunicaciones se está transformando debido a las nuevas necesidades de empresas y usuarios. El boom de dispositivos, la demanda de accesos cada vez más rápidos y la necesidad de utilizar redes troncales mucho más eficientes son algunas de las tendencias que están acelerando la adopción de nuevos modelos como las Redes Definidas por Software (SDN) y la Virtualización de las Funciones de Red (NFV). Estas son la clave para que las soluciones de red no colapsen y sean rentables, principalmente para los proveedores de servicios.
El cloud computing impulsó el cambio. Las empresas la usan para dar servicios más eficientes, pero esto implica que el uso de las redes se multiplique exponencialmente. Los proveedores de servicios ya no son capaces de controlar el tráfico que circula por sus redes, sino que son dependientes del uso que se esté dando de aplicaciones y servicios alojados en la nube por parte de terceras compañías.
Los picos en el intercambio de datos son impredecibles para ellos y la única solución pasa por implementar modelos flexibles capaces de adaptarse a dichos cambios sin que los costes de red se disparen. “El valor real ha pasado a la nube. Ya no nos acordamos de la red hasta que nos quedamos sin ella”, explicaba Gloria Touchard, directora técnica de Alcatel-Lucent para España y Portugal.
La adopción de la tecnología IP dentro de las redes de comunicaciones significó un gran cambio, que hizo posible ampliar los recursos y aumentar la ubicuidad. “Es aquí donde entran en juego conceptos y arquitecturas como la Virtualización de Funciones de Red y las Redes Definidas por Software”, apuntaba Javier Martín, director técnico de redes IP de Alcatel-Lucent. Por ello su empresa a nivel de desarrollo, dedica un 80% de sus recursos para la construcción de software, mientras que el 20% al hardware.
“Las infraestructuras de red físicas están perdiendo relevancia, mientras que el software capaz de orquestar todos los recursos es cada vez más importante. El hardware tiende a homogeneizarse, esa es una de las premisas de las Redes Definidas por Software”, proponía Martín. “Queremos que todos los sistemas sean interoperables, que las aplicaciones de red puedan entenderse con cualquier máquina, sea cual sea el fabricante”.
En el caso de la arquitectura NFV, el objetivo principal es llevar la nube a la red, de tal forma que sea posible ejecutar cualquier función o aplicación de red en una máquina virtual estándar: “Son procesos que ya no tienen que llevarse a cabo a nivel de switch, sino que un servidor virtualizado puede comportarse como este tipo de infraestructuras. Los switches servirán cada vez más para traficar los datos y llevarlos al lugar adecuado, nada más”, finalizaba Martín.
Dentro de este porfolio de Alcatel-Lucent se encuentran soluciones como Nuage Networks (SDN) así como CloudBand Management System y CloudBand Node (NFV).
vCPE - Virtualización del CPE
NEC Corporation y Vivo (Telefónica) anunciaron en Junio 2016 que han completado la primera fase de una prueba pre-comercial del uso de equipamiento de cliente virtualizado (vCPE).
La prueba fue realizada en clientes existentes y sobre la red comercial del operador brasileño. El objetivo fue evaluar la flexibilidad y eficiencias operacionales, además de la mejora en el time-to-market, que puede llegar a proveer el uso de CPEs virtualizados. Telefónica iniciará la implementación comercial de vCPE en Brasil, y posteriormente, en otras operaciones de la región.
Telefónica Brasil y NEC vienen trabajando desde 2013 en la virtualización de los CPEs, en ese año, completaron la virtualización de los gateways de banda ancha para consumidores residenciales, simplificando el equipamiento para proveer conectividad básica, y habilitando que actúe paralelamente como punto de acceso, switch y módem. Otras funcionalidades, como enrutamiento IP (IPv4 e IPv6), protocolo de configuración de host dinámico y traducción de direcciones de red son hoy provistas remotamente desde la red, actuando como funciones de red virtualizadas (VNFs) en servidores comerciales.
PRUEBAS DE CAMPO
Alcatel-Lucent y China Mobile, realizaron a mediados del 2015 la primera prueba de campo de la industria de una arquitectura de Red de Acceso por Radio virtualizada (vRAN) basada en la tecnología de Virtualización de Funciones de Red (NFV).
En la prueba se ha demostrado la flexibilidad, capacidad de ampliación, eficiencia energética y costes reducidos de las tecnologías vRAN y NFV de Alcatel-Lucent, para responder dinámicamente a los cambios de la demanda de acceso de un creciente número de aplicaciones y dispositivos, personas y máquinas. Éste es un paso importante en la evolución hacia las redes de 5G.
Se prevé que la tendencia de Internet de las Cosas (IoT) y los millones de personas que se conectarán a Internet por primera vez supondrán una gran demanda de tráfico en las redes móviles en los próximos años, con una previsión de que el tráfico de datos se multiplicará prácticamente por 10 en el período de 2014 a 2019. Para gestionar este crecimiento del tráfico, China Mobile se está preparando para la evolución a 5G, que ofrece una mejor convergencia de la red, una mayor eficiencia del espectro, el soporte a un mayor número de usuarios, unas velocidades de datos superiores y una experiencia de usuario más consistente.
Existe la virtualización de distintas partes de las redes.
Al desplegar una plataforma de Red de Acceso Radio RAN basada en NFV, los proveedores de servicios pueden establecer una infraestructura para soportar múltiples tecnologías de acceso, como LTE, LTE-Avanzado y Wi-Fi, y al mismo tiempo proporcionar una línea de evolución a 5G y acelerar la introducción en el mercado de nuevos servicios generadores de ingresos. Desde que el Instituto de Investigación de China Mobile presentó el concepto de C-RAN a la industria hace cinco años, China Mobile y Alcatel Lucent han trabajado estrechamente para desarrollar una tecnología innovadora para las futuras redes de acceso radio.
Alcatel-Lucent realizó una demostración de su solución vRAN en el Congreso Mundial de Móviles de 2015. Su liderazgo en NFV se ha visto respaldado por la participación de la plataforma NFV de Cloudband en más de 30 proyectos de clientes, un ecosistema de NFV constituido por más de 60 miembros y las extensas capacidades de SDN de Nuage Networks – incluido el lanzamiento de los Servicios de Red Virtualizados (VNS) y la Plataforma de Aseguramiento de Servicios de Virtualización. En Mayo de 2015, Alcatel-Lucent anunció el lanzamiento de una plataforma SDN de operador que unifica la automatización de los servicios y la optimización de la red – la Plataforma de Servicios de Red.
AHORROS CON NFV Y SDN
Un estudio conjunto de la consultora Arthur D. Little y Bell Labs ha analizado el impacto y el valor estratégico de introducir las tecnologías de virtualización de las funciones de red (NFV) y de redes definidas por software (SDN) para los operadores.
Estas nuevas tecnologías tienen la capacidad de dinamizar el mercado de Telecomunicaciones. Ya no es necesario ser propietario de una red para proveer el servicio. Virtualmente cualquier actor puede convertirse en proveedor. Players de sectores como la banca o los medios de comunicación podrán convertirse en alternativas a las redes tradicionales.
El rol de los operadores tradicionales evolucionará hacia el desarrollo de funcionalidades de red (como la seguridad y los servicios cloud) que permitan explotar sus ofertas con un valor añadido y diferencial.
Existe la necesidad de colaboración entre operadores, fabricantes, gobiernos y proveedores para definir los estándares que permitan la conectividad on demand y la operabilidad con nuevas plataformas.
La eficiencia se disparará gracias a la adopción de NFV y SDN. Según las estimaciones publicadas, el ahorro en costes operativos podrá alcanzar los 25.000 millones de euros. A esto hay que sumar la generación de economías por valor de 14.000 millones de euros relacionados directamente por la optimización de las redes.
“El paso a la nube ya no es una cuestión de ‘sí’ o ‘no’ para los proveedores de servicios, la verdadera pregunta es ‘cómo y cuándo’”, ha declarado Cassidy Shield, de Bell Labs.
MEC: Mobile Edge Computing
El grupo de especificación de ETSI que trabaja sobre Mobile Edge Computing (MEC ISG) publicó las especificaciones fundadoras que definen la terminología de Mobile Edge Computing (MEC), los requerimientos técnicos, casos de uso, framework y la arquitectura de referencia de la nueva tecnología.
El objetivo de MEC es ofrecer a los operadores un ambiente de servicios TI y de capacidades de computación en la nube en los extremos de la red móvil —es decir, en el RAN— para que dichas capacidades estén lo más cerca posible de los usuarios. “MEC se está convirtiendo en un elemento clave en la evolución de las redes móviles, complementando a NFV y SDN”, afirma Nurit Sprecher, presidente de ETSI MEC.
La tecnología será un facilitador de la Internet de las Cosas (IoT), servicios de misión crítica y soluciones verticales, señaló ETSI. Además, será uno de los conceptos claves en el desarrollo de la próxima tecnología móvil de quinta generación (5G).
Luego de la publicación de estas 3 primeras especificaciones, ETSI MEC ISG trabajará en unos 9 estudios relacionados a API’s, interfaces de administración y funcionalidades esenciales de la plataforma. Adicionalmente, evaluarán en el uso de MEC en un ambiente NFV y la movilidad end-to-end.
ETSI ya ha realizado 4 pruebas de concepto (PoC) de Mobile Edge Computing.
ANTECEDENTES
C-RAN: Virtualizando los accesos de radio RAN en Redes Móviles
Las redes heterogéneas (HetNet) se componen de una variedad de tecnologías, incluye Wi-Fi, y nuevas soluciones arquitectónicas como las small cells: femto, micro, pico y metro. A su vez, la industria tiende a virtualizar una importante cantidad de sus activos de red como medida para reducir los costos asociados a este tipo de equipos (Capex) y a su gestión (Opex), pudiendo gestionarse con mayor eficiencia y flexibilidad.
La unión de estas 2 tendencias HetNet y virtualización, involucró también a los accesos de radio (RAN). A pesar de que se encuentra en un estado embrionario, C-RAN —por centralized y cloud RAN— está siendo desarrollado por diversas empresas visionarias.
Si bien su implementación cuenta con muchos interrogantes, existen propuestas y situaciones donde C-RAN podría llegar a ser una opción viable, como por ejemplo para la aplicación que se conoce como “C-RAN local”, donde la necesidad de contar con fibra puede mitigarse mediante enlaces de radio de alta capacidad.
Las estaciones base (BS) de telefonía móvil en general consisten en una Unidad de Banda Base (BBU - BaseBand Units) y una Unidad de RadioFrecuencia (RFU -Radio Frequency), que usualmente es un Equipo de Radio (RE), que en una arquitectura de estación base distribuida, es una Cabeza Remota de Radio (RRH - Remote Radio Head )
OBJETIVOS DEL C-RAN
• Reducir CAPEX y OPEX
• El RAN puede llegar a ser el 80% del total de CAPEX, el cual tiene ( 35% es infraestructura y el 50%
es adquisición de sitios, trabajos de obra civil, e instalación de equipos)
• Se considera que el modelo actual de implementación de BS (Base Station) es insostenible
• Mediante C-RAN se reducen los precios de adquisición de sitios, su mantenimiento y su despliegue
• Reducir costos de energía: las BS pueden ser el mayor consumidor de energía de un operador
• Mayor eficiencia con el uso del espectro por la menor latencia entre BBUs: mejor desempeño en
movilidad, mejor cobertura para el uplink, y mejor coordinación entre celdas (CoMP) en su borde
• Mejorar el uso de los recursos cuando la red sufre los “tidal effects” (BBU pooling)
• CRAN y Small Cells crean mayor densidad en la red para ofrecerle mayor capacidad a los usuarios
acercándoles los nodos
CONFIGURACIONES DE C-RAN
C-RAN PRIVADA
C-RAN LOCAL
C-RAN para WAN
FRONTHAUL PARA C-RAN
Requiere capacidad de mover la digitalización de las señales de radio, LTE, 3G y 2G entre RRH y
los BBUs
• CPRI: digitalización de la señal de radio → high data rates
3 sectores LTE 20MHz 2x2 MIMO → 3x2.457Gbit/s
• Configuración completa de radio: LTE+ 3G+ 2G =15 RRHs
• Fibra es la solución ideal para Fronthaul o una solución inalámbrica (millimiter wave) en C-RAN local
• Regulación para crear un mercado mayorista de Fronthaul
• Fronthaul debe ser gestionado y ofrecer SLAs
• Solución híbrida Fronthaul/Backhaul para poder desarrollar las redes HetNet
• Con la llegada de la 5G el Fronthaul deberá soportar 20Gbit/s
En C-RAN, el transporte entre los BBUs y la RRHs se realiza mediante el protocolo CPRI (Common Public Radio Interface) uOBSAI desarrollado por los fabricantes como promotores
ETSI, a través de los operadores, inició el trabajo para crear el Open Radio equipment Interface (ORI)
ORI estandariza las conexiones entre REC (Radio Equipment Control) y RE(Radio Equipment)
FRONTHAUL INALAMBRICO
La empresa E-Blink propone: Tres sectores LTE 2600 MIMO 2x2 → 3x2.457Gbit/s CPRI en un link inalámbrico para Fronthaul. En ancho de banda inferior a 70 MHz bandwidth
C-RAN CON FRONTHAUL basado en ETHERNET
• Se está trabajando desde varios frentes en frontal sobre Ethernet:
• Posibilidad de utilizar las conexiones existentes Ethernet
• Ethernet incluye de forma nativa las herramientas de operación, administración y mant. (OAM)
La empresa Altiostar anunció el lanzamiento de su solución Cloud RAN (C-RAN) basada en software con un fronthaul basado en Ethernet, lo que permite no depender de tipo de medio para realizar las conexiones entre las cabezas de radio (RRH - Remote Radio Head ,) y las unidades de banda base (BBUs - BaseBand Units).
Según la empresa, para poder acomodar el tráfico de datos y la calidad de la experiencia (QoE), los operadores deberán desplegar soluciones de C-RAN con eNodeBs inteligentes capaces de ofrecer LTE-Advanced (LTE-A).
Sin embargo, recientemente, en un congreso sobre las redes HetNet, algunos operadores debatían sobre la necesidad de utilizar C-RAN y sus inconvenientes. Entre ellos, ejecutivos de Telefónica dudaban sobre las ventajas de C-RAN para reducir costos y mejorar la eficiencia del uso del espectro. Sin embargo el Grupo Orange mostraba su visión y las pruebas que se estaban llevando a cabo para utilizar un fronthaul inalámbrico. Curiosamente, este grupo solicitaba a la industria el avanzar con el desarrollo de una opción basada en Ethernet para el fronthaul.
La solución de Altiostar C-RAN cuenta con todos los elementos para llevar los acceso de radio a la nube a través de hardware común (COTS - Commercial Off-The-Shelf) y en plataformas de software corroer grade basadas en OpenStack y Linux. De este modo, las RRH están conectadas a las BBUs virtualizadas a través de Ethernet utilizando cualquier medio disponible, ya sean acceso de radio microondas con (LoS) o sin línea de vista (NLoS), mmWave, Carrier Ethernet, FTTx, y fibra o WDM, si estos dos últimos están disponibles.
ARGUMENTOS CONTRA C-RAN
• Requiere importantes activos de fibra
• C-RAN incrementa la latencia y va en contra de servicios como gaming o de salud
• Los propios proveedores tienen diferentes visiones sobre los beneficios de C-RAN
• En 5G no contempla mucho el C-RAN, pero hay trabajo de ETSI en la virtualización del RAN
• Inteligencia hacia el borde de la red en lugar de en el core mediante small cells LTE, aunque estos equipos también tienen el problema del backhaul —esta infraestructura necesitará fibra para el backhaul—.
RESUMEN C-RAN
• C-RAN es una tendencia en Asia y donde hay FO para desarrollar las redes de Fronthaul
• Potencia el mundo IT, cuyos beneficios se ven perjudicados por la necesidad de tener fibra
• C-RAN densifica la red, algo que puede conseguirse con small cells y DAS (el backhaul podría ser el reto)
• Hay dos tendencias: llevar la inteligencia hacia los extremos de la red (small cells) y centralizar la inteligencia de la red (C-RAN). En el futuro veremos una combinación de ambas
• Estamos posiblemente a 5 años de ver despliegues de C-RAN de gran magnitud
PROYECTOS C-RAN
• Mobile Cloud Networking Project (http://www.mobile-cloud-networking.eu/site/)
• ETSI NFV ISG http://www.etsi.org/technologies-clusters/technologies/nfv
• NGMN.org trabajan en ayudar a compartir en frontaul entre operadores y el CRAN
• iJOIN RANaaS http://www.ict-ijoin.eu
• Global TD-LTE Initiative http://www.lte-tdd.org
DESPLIEGUE DE C-RAN
• China (China Telecom), Japón (NTT DoCoMo) y Corea del Sur (SK Telecom y KT)
muchos activos de fibra —China Unicom y Softbank prefieren small cells—.
• Poca regulación sobre el uso de los activos de fibra en dichos mercados
• Pruebas en Europa con C-RAN local , la regulación no es amigable para el Fronthaul C-RAN
• Verizon quiere usar C-RAN en Manhattan donde tiene fibra oscura y hay congestión
• SK Telecom y KT en Corea Splitted architecture con BB hotelling previo paso a CRAN
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