O que é vRAN (redes de acesso de rádio virtualizadas)?

17 de Junho de 2024

A Virtual Radio Access Network (vRAN) é uma abordagem inovadora para construir e gerenciar redes celulares. Ao desacoplar Hardwares e software, o vRAN permite mais flexarquiteturas de rede flexíveis e escaláveis. Ele aproveita tecnologias de virtualização para executar funções de rede em padrão servers em vez de hardware especializado, aumentando a eficiência e reduzindo custos.

O que é vRAN

O que é RAN?

A Rede de Acesso por Rádio (RAN) é um componente crucial dos sistemas de telecomunicações móveis que conecta dispositivos individuais a outras partes de uma rede por meio de conexões de rádio. Abrange as diversas tecnologias e equipamentos utilizados para facilitar a comunicação sem fio entre os dispositivos do usuário final, como smartphones e tablets, e a rede principal, que fornece conectividade e serviços mais amplos. Uma configuração típica de RAN inclui estações base e antenas distribuídas em uma área geográfica. Eles gerenciam e transmitem sinais de e para os dispositivos do usuário, permitindo a transferência e comunicação de dados.

A eficiência e o desempenho de uma RAN são fundamentais para a qualidade geral do serviço experimentado pelos usuários. Ele lida com processos complexos de modulação e desmodulação de sinais de rádio, gerenciamento de frequências e garantia de conexões seguras e estáveis ​​à medida que os usuários se movem por diferentes áreas de cobertura.

Os avanços na tecnologia RAN, como o desenvolvimento de redes 4G e 5G, aumentaram significativamente transmissão de dados velocidades, reduzidas latênciae maior confiabilidade da rede, permitindo uma ampla gama de aplicações desde simples chamadas de voz até acesso à Internet de alta velocidade e tecnologias emergentes como o Internet of Things (IoT).

O que é vRAN?

A Rede Virtual de Acesso por Rádio (vRAN) é uma tecnologia transformadora no setor de telecomunicações que separa os componentes de hardware e software de uma Rede de Acesso por Rádio (RAN) tradicional. Ao utilizar tecnologias de virtualização, o vRAN permite a implantação de funções de rede em ambientes de uso geral. servers em vez de depender de hardware proprietário e especializado. Esta dissociação permite maior flexcapacidade, escalabilidadee eficiência de custos no gerenciamento e operação da rede.

Em uma arquitetura vRAN, as funções de banda base, que normalmente são gerenciadas por hardware especializado em RANs tradicionais, são virtualizadas e executadas como software em sistemas comerciais prontos para uso (COTS). serverS. Essa abordagem facilita atualizações e upgrades, pois alterações de software podem ser feitas sem a necessidade de modificar o hardware subjacente. Além disso, o vRAN oferece suporte ao gerenciamento centralizado e à orquestração de recursos de rede, o que aumenta a capacidade de alocar e otimizar dinamicamente a capacidade da rede com base na demanda em tempo real.

Recursos vRAN

A Virtual Radio Access Network (vRAN) oferece vários recursos importantes que aprimoram o flexibilidade, eficiência e escalabilidade das redes móveis:

  • Processamento de banda base virtualizado. As funções de banda base, tradicionalmente executadas em hardware dedicado, são implementadas como software executado em sistemas de uso geral. servers.
  • Unidades centralizadas e distribuídas. A arquitetura vRAN inclui Unidades Distribuídas (DUs) para processamento em tempo real e Unidades Centralizadas (CUs) para funções não em tempo real, melhorando a rede flexcapacidade.
  • Integração de rede definida por software (SDN). O vRAN aproveita o SDN para gerenciar e otimizar dinamicamente os fluxos de tráfego de rede, garantindo a utilização eficiente dos recursos.
  • Virtualização de funções de rede (NFV). Utiliza NFV para implantar e gerenciar funções de rede virtual (VNFs) em hardware comercial pronto para uso (COTS), reduzindo a dependência de equipamentos especializados.
  • Arquitetura escalável. A natureza modular do vRAN permite fácil dimensionamento de recursos de rede com base na demanda, suportando diversas cargas de trabalho e densidades de usuários.
  • Separação de fronthaul e backhaul. A separação clara entre fronthaul (ligando RRUs a DUs) e backhaul (conectando DUs a UCs) simplifica o projeto e o gerenciamento da rede.
  • Gerenciamento automatizado de rede. Incorpora ferramentas avançadas de orquestração e automação para agilizar operações, implantações e manutenção de rede.
  • Interoperabilidade. Oferece suporte à interoperabilidade com vários fornecedores e tecnologias, promovendo um ecossistema de vários fornecedores e reduzindo Bloqueio do fornecedor.

Como funciona o vRAN?

Em uma configuração vRAN, as funções de processamento de banda base de uma RAN tradicional, que lidam com tarefas como codificação, decodificação e processamento de sinal, são virtualizadas. Essas funções são implementadas como funções de rede virtual (VNFs) executadas em sistemas de uso geral. serverem data centers ou na borda da rede. Essa virtualização permite a alocação dinâmica de recursos, o que significa que a rede pode aumentar ou diminuir com base na demanda e otimizar o uso dos recursos disponíveis.

A arquitetura vRAN normalmente consiste em três componentes principais:

  1. Unidades de rádio remotas (RRUs). Estas são as unidades físicas de rádio que permanecem nas células, responsáveis ​​por transmitir e receber sinais de rádio de e para os dispositivos dos usuários.
  2. Unidades distribuídas (DUs). Essas unidades lidam com funções de processamento de banda base em tempo real e geralmente são implantadas mais próximas das estações de celular para atender aos requisitos de latência. Eles são executados em hardware COTS e podem ser gerenciados centralmente.
  3. Unidades centralizadas (UCs). Essas unidades gerenciam funções que não são em tempo real, como processamento de protocolo de camada superior e gerenciamento de rede. Eles normalmente estão localizados em áreas centralizadas data centers, aproveitando o poder do processamento e coordenação centralizados.

Ao aproveitar a rede definida por software (SDN) e a virtualização de funções de rede (NFV), a vRAN permite que as operadoras móveis otimizem o desempenho da rede, reduzam custos operacionais e acelerem a implantação de novos serviços. O flexA capacidade da vRAN também apoia a integração de novas tecnologias e casos de utilização, como 5G e edge computing, abrindo caminho para redes móveis mais inovadoras e responsivas.

Benefícios da vRAN

A Virtual Radio Access Network (vRAN) oferece vários benefícios significativos que aprimoram a rede flexflexibilidade, eficiência e escalabilidade. Aqui estão os principais benefícios explicados:

  • Eficiência de custos. Ao usar hardware comercial pronto para uso e reduzir a dependência de soluções proprietárias, o vRAN reduz tanto capital e despesas operacionais. Essa mudança para hardware padronizado reduz o investimento inicial e os custos de manutenção.
  • Escalabilidade vRAN permite dinâmica dimensionamento de recursos de rede com base na demanda. As operadoras podem facilmente aumentar ou diminuir a capacidade para atender às necessidades dos usuários, garantindo o uso eficiente dos recursos e um melhor tratamento das flutuações do tráfego.
  • Flexibilidade. A dissociação de hardware e software permite maior flexbilidade no gerenciamento de rede. As funções de rede podem ser atualizadas, atualizadas ou reconfiguradas por meio de alterações de software, sem a necessidade de modificações físicas de hardware.
  • Gestão centralizada. O vRAN suporta controle e orquestração centralizados, permitindo a implantação eficiente de atualizações, solução de problemas e otimização em toda a rede.
  • Melhor utilização de recursos. A virtualização permite uma utilização mais eficiente dos recursos da rede. Várias funções de rede virtual podem ser executadas no mesmo ambiente físico server, otimizando o uso de hardware e reduzindo o desperdício.
  • Implantação mais rápida. As funções de rede definidas por software permitem a implantação mais rápida de novos serviços e recursos. Esta agilidade é crucial num cenário de telecomunicações em rápida evolução, onde a introdução oportuna de serviços pode ser uma vantagem competitiva.
  • Desempenho de rede aprimorado. O vRAN pode otimizar o desempenho da rede por meio de algoritmos avançados e análises em tempo real. Ele pode alocar recursos dinamicamente e gerenciar o tráfego de forma mais eficaz, levando a melhores experiências do usuário.
  • Suporte para tecnologias avançadas. O vRAN é essencial para a implantação de redes 5G, permitindo recursos avançados como fatiamento de rede e computação de borda. O fatiamento de rede permite a criação de múltiplas redes virtuais na mesma infraestrutura física, cada uma adaptada para aplicações ou serviços específicos.
  • Latência reduzida. A integração com edge computing permite o processamento de dados mais próximo do usuário final, reduzindo latência e melhorar o desempenho de aplicações que exigem processamento em tempo real, como veículos autônomos e realidade aumentada.
  • Eficiência energética. Ao otimizar o uso de recursos e permitir operações de rede mais eficientes, as vRANs contribuem para a redução do consumo de energia, apoiando infraestruturas de rede mais ecológicas e sustentáveis.
  • Futuro. A natureza baseada em software da vRAN garante que as operadoras possam implementar novos recursos e padrões por meio de atualizações de software, em vez de alterações de hardware, ajudando as redes a evoluir com os avanços tecnológicos.
  • Segurança aprimorada. O gerenciamento centralizado e os controles baseados em software permitem a implementação de medidas de segurança avançadas. As operadoras podem responder rapidamente às ameaças e vulnerabilidades de segurança, garantindo proteção robusta para a rede.

Outros tipos de RAN

Aqui estão outros tipos de Redes de Acesso por Rádio (RAN), juntamente com suas explicações:

  • RAN tradicional (TRAN). Em uma RAN tradicional, cada estação celular possui seu próprio hardware dedicado para processamento de banda base, unidades de rádio e antenas. Esses sistemas costumam ser proprietários, o que significa que equipamentos de diferentes fornecedores podem não ser compatíveis.
  • RAN centralizada (C-RAN). Esta arquitetura centraliza as funções de processamento de banda base em um local central enquanto as unidades de rádio e antenas permanecem distribuídas pela área de cobertura. A centralização permite uma utilização mais eficiente dos recursos e um gerenciamento mais fácil da rede.
  • abra RAN (O-RAN). Open RAN é uma iniciativa para criar um ecossistema RAN mais aberto e interoperável. Ele se concentra na definição de interfaces e padrões abertos entre diferentes componentes RAN, permitindo que equipamentos de diferentes fornecedores trabalhem juntos de maneira integrada.
  • RAN Distribuída (D-RAN). Em uma RAN Distribuída, as unidades de processamento de banda base e as unidades de rádio estão localizadas em cada célula. Esta configuração proporciona baixa latência e alto desempenho, pois o processamento da banda base é feito próximo às unidades de rádio.
  • Cloud CORREU. Semelhante à RAN centralizada, Cloud A RAN também centraliza as funções de processamento de banda base, mas aproveita cloud computação tecnologias para fazê-lo. Usando cloud a infraestrutura, Cloud RAN pode alcançar maior escalabilidade e flexcapacidade.
  • RAN híbrida. A RAN híbrida combina elementos de arquiteturas RAN centralizadas e distribuídas. Permite que as operadoras escolham a melhor abordagem para diferentes partes da rede, proporcionando um equilíbrio entre desempenho e eficiência.
  • RAN de células pequenas. Este tipo de RAN utiliza estações base de células pequenas para fornecer cobertura e capacidade em áreas específicas, como ambientes urbanos densamente povoados ou locais internos. As células pequenas complementam a rede macrocélula, melhorando a cobertura e aumentando a capacidade onde ela é mais necessária.
  • MacroRAN. Macro RAN refere-se às grandes torres de celular tradicionais que fornecem cobertura de área ampla. As macrocélulas são essenciais para fornecer ampla cobertura e lidar com um grande número de conexões.

Anastasia
Spasojevic
Anastazija é uma redatora de conteúdo experiente, com conhecimento e paixão por cloud computação, tecnologia da informação e segurança online. No phoenixNAP, ela se concentra em responder a questões candentes sobre como garantir a robustez e a segurança dos dados para todos os participantes do cenário digital.