En 2G y 3G, las arquitecturas móviles tenían controladores que eran responsables de la orquestación y administración de RAN. Con 4G, la arquitectura general de la red se volvió más plana y la expectativa era que, para permitir una experiencia óptima del suscriptor, las estaciones base usarían la interfaz X2 para comunicarse entre sí para manejar la asignación de recursos. Esto creó el proverbial bloqueo del proveedor, ya que los diferentes proveedores de RAN tenían su propio sabor de X2, y se volvió difícil para un MNO tener más de un proveedor RAN en una ubicación en particular. La O-RAN Alliance volvió al concepto de controlador para permitir que Open RAN sea el mejor de su clase.
Dado que muchas experiencias 5G requieren baja latencia, las especificaciones 5G como Separación del Plano de Control y de Usuario (CUPS, por sus siglas ingles), divisiones funcionales de RAN (splits) y network slicing requieren virtualización de RAN avanzada combinada con SDN. Esta combinación de virtualización —NFV y contenedores— y SDN es necesaria para permitir la configuración, optimización y control de la infraestructura RAN en el borde antes de cualquier punto de agregación. Así es como nació el controlador inteligente del RAN (RAN Intelligent Controller o RIC) para Open RAN, para habilitar las funcionalidades eNB/gNB como X-Apps en las interfaces northbound. Las aplicaciones como la gestión de la movilidad, el control de admisión y la gestión de interferencias están disponibles como aplicaciones en el controlador, que refuerza las políticas de red a través de una interfaz southbound hacia las radios. RIC proporciona una funcionalidad de control avanzada, que ofrece una mayor eficiencia y una mejor gestión de los recursos de radio. Estas funcionalidades de control aprovechan los enfoques analíticos y basados en datos, incluidas herramientas avanzadas de ML/AI para mejorar las capacidades de gestión de recursos.
La separación de funcionalidades en las interfaces southbound y northbound permite una gestión de recursos de radio más eficiente y rentable para funcionalidades en tiempo real y en tiempo no real, ya que el RIC personaliza la optimización de la red para cada entorno de red y caso de uso.
La virtualización (NFV o contenedores) crea una infraestructura de aplicaciones de software y un entorno nativo de la nube para RIC, y SDN permite que esas aplicaciones organicen y administren redes para brindar automatización de red para facilitar la implementación.
Aunque originalmente RIC se definió solo para 5G Open RAN, la industria se da cuenta de que para escenarios de modernización de red con Open RAN, RIC debe admitir 2G, 3G y 4G Open RAN además de 5G.
La conclusión principal: RIC es un elemento clave para permitir que el mejor Open RAN sea compatible con la interoperabilidad entre diferentes componentes de hardware (RU, servidores) y software (DU/CU), así como la optimización de recursos ideal para el mejor QoS del suscriptor.
Hay cuatro grupos en O-RAN Alliance que ayudan a definir la arquitectura RIC, la funcionalidad en tiempo real y no en tiempo real, qué interfaz usar y cómo se supone que los elementos deben trabajar entre sí.
Fuente: O-RAN Alliance
Working group 1 se ocupa de la arquitectura y los casos de uso generales no solo en la arquitectura en sí, sino en todos los grupos de trabajo. Working group 2 es responsable del controlador inteligente de RAN en tiempo no real (non-RT RIC) y la interfaz A1, con el objetivo principal de que el non-RT sea compatible con la gestión de recursos de radio inteligente en tiempo no real, la optimización de procedimientos de capa superior, la optimización de políticas en RAN. y proporcionar modelos AI/ML al RIC en tiempo casi real. Working group 3 es responsable de las interfaces RIC en tiempo casi real (near-RT RIC) y E2, con el objetivo de definir una arquitectura basada en el near-RT RIC, que permite el control y la optimización de RAN en tiempo casi real. elementos y recursos a través de la recopilación de datos detallados y acciones a través de la interfaz E2. Working group 5 define las interfaces Open F1/W1/E1/X2/Xn para proporcionar especificaciones de perfil de múltiples proveedores totalmente operables que cumplan con las especificaciones 3GPP.
El controlador inteligente de RAN consta de un controlador en tiempo no real (que admite tareas que requieren una latencia> 1 s) y un controlador en tiempo casi real (latencia <1 s). Las funciones que no son de tiempo real incluyen administración de políticas y servicios, análisis de RAN y entrenamiento de modelos para Near-RT RIC.
La arquitectura RIC general definida por O-RAN consta de cuatro elementos de software funcionales: función de software DU, pila de protocolos CU multi-RAT, el propio near-RT RIC y la capa de orquestación / NMS con el non-RT RIC. Todos se implementan como VNF o contenedores para distribuir la capacidad entre múltiples elementos de red con aislamiento de seguridad y asignación de recursos escalable. Interactúan con el hardware RU para que se ejecute de manera más eficiente y se optimice en tiempo real como parte del clúster de RAN para brindar una mejor experiencia de red a los usuarios finales.
Fuente: O-RAN Alliance
Se utiliza una interfaz A1 entre la capa de orquestación / NMS con non-RT RIC y eNB / gNB que contiene el near-RT RIC. Las aplicaciones de gestión de red en el non-RT RIC y actúan sobre los datos de la DU y CU en un formato estandarizado a través de la interfaz A1. Las políticas habilitadas para AI y los modelos basados en ML generan mensajes en el non-RT RIC T y se transmiten al near-RT RIC.
Los lazos de control se ejecutan en paralelo y, según el caso de uso, pueden o no tener interacción entre sí. Los casos de uso para los lazos de control para el near-RT RIC y el non-RT RIC están completamente definidos por O-RAN, mientras que para el bucle de control del programador O-DU, responsable de la programación de radio, HARQ, formación de haces, etc., solo las interacciones relevantes con Se definen otros nodos o funciones O-RAN para garantizar que el sistema actúe como un todo.
La función de pila de protocolos Multi-RAT CU admite el procesamiento de protocolos y se implementa como VNF o CNF. Se implementa en base a los comandos de control del módulo near-RT RIC. La arquitectura actual utiliza interfaces F1 / E1 / X2 / Xn proporcionadas por 3GPP. Estas interfaces se pueden mejorar para admitir RAN, RU, DU y CU de varios proveedores.
Near-Real-Time RAN Intelligent Controller (Near-RT RIC) es una plataforma de software basada en microservicios en tiempo casi real para alojar aplicaciones basadas en microservicios denominadas xApps. Se ejecutan en la plataforma near-RT RIC. La plataforma de software near-RT RIC proporciona una infraestructura basada en la nube de xApps para controlar una colección distribuida de infraestructura RAN (eNB, gNB, CU, DU) en un área a través del protocolo E2 de O-RAN Alliance (“southbound “). Como parte de esta infraestructura de software, también proporciona interfaces “northbound” para los operadores: las interfaces A1 y O1 al non-RT RIC para la gestión y optimización de la RAN. La auto optimización es responsable de las tareas necesarias relacionadas con la optimización en diferentes RANs, utilizando los datos de RAN disponibles de todos los tipos de RAN (macros, Massive MIMO, small cells). Esto mejora la experiencia del usuario y aumenta la utilización de los recursos de la red, clave para una experiencia consistente en redes 5G con uso intensivo de datos.
Fuente: O-RAN Alliance
Near-RT RIC aloja una o más xApps que utilizan la interfaz E2 para recopilar información casi en tiempo real (en base al UE o celda). El control de near-RT RIC sobre los nodos E2 se dirige a través de las políticas y los datos proporcionados a través de A1 desde el Non-RT RIC. La asignación funcional RRM entre el near-RT RIC y el nodo E2 está sujeta a la capacidad del nodo E2 y está controlada por el near-RT RIC. Para una función expuesta en el modelo de servicio E2, el nea-RT RIC puede monitorear, suspender / detener, anular o controlar el nodo a través de políticas habilitadas por el non-RT RIC. En el caso de una falla del near-RT RIC, el nodo E2 podrá proporcionar servicios, pero puede haber una interrupción para ciertos servicios de valor agregado que solo se pueden proporcionar utilizando el near-RT RIC. La O-RAN Alliance tiene una página WIKI muy activa donde publica especificaciones y consejos útiles para desarrolladores y operadores que desean implementar near-RT RIC.
La funcionalidad del Non-Real-Time RAN Intelligent Controller (Non-RT RIC) incluye la gestión de la configuración, la gestión de dispositivos, la gestión de fallas, la gestión del rendimiento y la gestión del ciclo de vida de todos los elementos de la red. Es similar a las funcionalidades de Gestión de elementos (EMS) y Análisis e informes en redes tradicionales. Todas las nuevas unidades de radio están autoconfiguradas por el non-RT RIC, lo que reduce la necesidad de intervención manual, que será clave para las implementaciones 5G de Massive MIMO y small cells para densificación. Al proporcionar información oportuna sobre las operaciones de la red, los MNO utilizan el non-RT RIC para comprender mejor y, como resultado, optimizar mejor la red mediante la aplicación de parámetros de política y servicio predeterminados. Su funcionalidad es interna al SMO en la arquitectura O-RAN que proporciona la interfaz A1 al near-RT RIC. El objetivo principal de Non-RT RIC es admitir la optimización inteligente de RAN proporcionando orientación basada en políticas, gestión de modelos e información de enriquecimiento a la función del near-RT RIC para que la RAN se pueda optimizar. EL non-RT RIC puede usar análisis de datos y entrenamiento/inferencia de AI / ML para determinar las acciones de optimización de RAN para las cuales puede aprovechar los servicios SMO como la recopilación de datos y los servicios de aprovisionamiento de los nodos O-RAN.
Los modelos entrenados y las funciones de control en tiempo real producidos en non-RT RIC se distribuyen al near-RT RIC para su ejecución. El network slicing, la seguridad y el control de acceso basado en roles y el uso compartido de RAN son aspectos clave que están habilitados por las funciones combinadas del controlador, en tiempo real y no en tiempo real, en toda la red.
El near-RT RIC aprovecha la inteligencia integrada y es responsable del equilibrio de carga controlado por UE, la gestión de RB, la detección de interferencias y la mitigación. Esto proporciona administración de QoS, administración de conectividad y control de handover sin interrupciones. Implementado como un VNF, un conjunto de VM o CNF, se convierte en una plataforma escalable para incorporar aplicaciones de control de terceros. Aprovecha una base de datos Radio-Network Information Base (R-NIB) que captura el estado casi en tiempo real de la red subyacente y alimenta datos RAN para entrenar los modelos AI / ML, que luego se envían al near-RT RIC para facilitar gestión de recursos de radio para suscriptores. El near-RT RIC interactúa con el non-RT RIC a través de la interfaz A1 para recibir los modelos entrenados y ejecutarlos para mejorar las condiciones de la red.
El near-RT RIC se puede implementar en un modelo distribuido o centralizado, según la topología de la red.
Fuente: O-RAN Alliance
En resumen, el near-RT RIC es responsable de crear una plataforma de software para un conjunto de xApps para la RAN; El non-RT RIC proporciona funciones de configuración, administración y análisis. Para que las implementaciones de Open RAN tengan éxito, ambas funciones deben trabajar juntas.
Debe estar conectado para enviar un comentario.