vRAN とは？
仮想化 RAN (vRAN) は、ハードウェアからソフトウェアを分離します。これにより、すべての RAN ワークロードが汎用サーバー上で実行され、さまざまなサプライヤーと、ムーアの法則によって駆動されるシリコン・ロードマップからメリットを得ることができます。このアプローチは、ネットワークの設定およびオーケストレーションの方法における運用効率の向上にも役立ち、ネットワークの最適化、障害検出、修正、防止を強化します。その結果、ネットワーク・オペレーターは、さまざまな構成、周波数、分割にわたって、正確なニーズに合わせてネットワークを動的に最適化し、変動するワークロードやデータの増加に合わせてリソースを拡張し、クラウドのような容易さと俊敏性で新しいサービスを導入することもできます。
vRAN と従来の RAN ベースの導入の違いを比較
vRAN 導入では、RAN スタック全体がソフトウェア定義され、汎用プロセッサーで動作します。x86 での仮想化により、大規模な MIMO からスモールセルまで、幅広い導入に合わせて、単一のスケーラブルなソフトウェア・パッケージを設定できます。さらに、ソフトウェアは簡単な再コンパイルで将来のプロセッサーでも動作し、オペレーターは、Kubernetes コンテナを通じて新しいサービスを柔軟に導入できます。
従来の RAN 導入では、レイヤー1 機能は固定機能シリコンに内蔵されており、新しいサービスにはハードウェアのアップグレードが必要な場合があります。また、ソフトウェアベースの機能は、独自の言語やツールを使って手書きでコーディングされることが多く、専門知識を持った開発者が必要なため、イノベーションのペースが制限されます。
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vRAN のメリットを考える
vRAN 導入で、商用オフザシェルフのハードウェアを使用することで、ネットワーク・オペレーターは、優先ベンダーのソリューションを自由に組み合わせることができます。完全に実現された vRAN ソリューションには、ネットワーク・オペレーターの効率性、俊敏性、収益性の向上に役立ついくつかの利点があります。
- スケーラビリティ: マイクロサービスとして実行される vRAN ワークロードは、データ・トラフィックの変化に動的に対応し、ネットワーク・リソースの使用を最適化するのに役立ちます。
- 新しい収益源をもたらす機会: vRAN は、仮想化ネットワーク機能 (VNF) の継続的インテグレーションおよび導入 (CI/CD) とパフォーマンスの最適化を備えたクラウドネイティブなフレームワークを使用して、新しいサービスの追加を簡素化します。
- 一元管理: vRAN 導入では、分散ユニット (DU) でリアルタイムの下位層 RAN 処理が行われ、中央ユニット (CU) では上位層機能がそれぞれ異なるレイテンシー要件で実行されます。無線ユニット (RU) から最大 20km 離れたハブで DU 処理を統合し、さらに RU から最大 80km 離れた ハブに CU 処理を集中させることが可能で、vRAN は集中ロケーションから複数の RU をサポートできます。
- コスト削減: ネットワーク・オペレーターは、ハードウェアを統合したり、価格と機能のイノベーションを促進するオープン・エコシステムからハードウェアとソフトウェアを調達することで、大幅なコスト効率と TCO 削減を実現できます。
- 将来に備える: vRAN は、クラウドネイティブなアーキテクチャーと AI 主導の自律型ネットワーク・オーケストレーションにより、ネットワーク・オペレーターが競争上の優位性を発揮できるよう支援します。
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vRAN 実装の計画
RAN の近代化は途上にあります。DU および CU で RAN を仮想化することで、一貫したソフトウェア・アーキテクチャーを早期に導入し、オープン・インターフェイスをより容易に導入して、ベンダーの多様性を拡大できます。その後の手順は、導入される vRAN の種類によって異なります。ネットワーク・オペレーターは、ネットワークやビジネスグループ、テクノロジー・プロバイダーと相談して決定する必要があります。
ビジネスに最適な vRAN の事例紹介
vRAN 導入では、DU と CU のインストールに既製のハードウェアを使用しますが、単一ベンダーの独自インターフェイスとソフトウェアを使用できます。OpenRAN は、オープン・インターフェイスによって定義され、複数のベンダーが RAN 用のソフトウェアとハードウェアを提供できるようになっています。ただし、OpenRAN は必ずしも仮想化されているとは限りません。Open vRAN は、完全仮想化され、オープン・インターフェイスに準拠するという、両方の長所をもたらします。クラウド RAN では、RAN 機能の多くを AWS や Microsoft Azure などのクラウド・サービス・プロバイダー (CSP) で処理できます。
単一ベンダーの vRAN は、実際の導入で実証されている簡単で低リスクのアプローチです。Open vRAN は現在、導入数は少ないものの、柔軟性とベンダーの多様性により、より長期的なコスト削減を約束します。
Fronthaul インターフェイス (RU <--> DU) |
ハードウェア / ソフトウェア 分割 |
|
|---|---|---|
| 従来の RAN | 終了済み | いいえ: DU 専用ハードウェア |
| 仮想化 RAN (vRAN) | オープン または 終了済み |
はい: vDU を含む、すべてのソフトウェア・ベースの RAN コンポーネントを搭載した既製のハードウェア |
| Open RAN | オープン | はい: すべてのソフトウェア・ベースの vDU を搭載した既製のハードウェア または いいえ: DU 専用ハードウェア |
| Open vRAN | オープン | はい: vDU を含む、すべてのソフトウェア・ベースの RAN コンポーネントを搭載した既製のハードウェア |
| クラウド RAN | オープン | はい: vDU を含むすべてのソフトウェア・ベースの RAN コンポーネントを搭載したクラウドベースの既製のハードウェア |
電子書籍のオープンおよび仮想化 RAN のビジネスケースを作成するをダウンロードすると、最初の情報提供や提案依頼 (RFI、RFP) から、概念実証 (POC)、商用導入に至るまで、vRAN 変革に関する詳細な概要がご覧いただけます。
インテル® イノベーションで vRAN を実装し、容易な導入を実現
vRAN の選択にかかわらず、インテルはハードウェアとソフトウェアの最適化により、あらゆるアプローチをサポートし、お客様の成功を支援します。この 10 年間、インテルは業界をリードしてネットワーク・コアを仮想化し、その専門知識と体験を RAN にもたらしてきました。インテル® イノベーションは、ハードウェア・ソリューションのエンドツーエンド・ポートフォリオと、ソフトウェア・ベンダーとのコラボレーションによる最適化により、ネットワーク全体で高いパフォーマンスと効率性を実現します。そのため、Verizon や DISH などの業界をリードする企業が、vRAN インフラストラクチャー向けに柔軟なインテル® 基盤を選択しています。
コンピューティング: インテル® Xeon® スケーラブル・プロセッサー
インテル® vRAN ブースト搭載の最新の インテル® Xeon® スケーラブル・プロセッサーは、vRAN アクセラレーションを CPU に直接統合します。このイノベーションにより、外部アクセラレーション・カードが不要になり、ハードウェア・コストを節約できます。第 4 世代 インテル® Xeon® スケーラブル・プロセッサー・ファミリーは、前世代のプラットフォームと比較して、最大 2 倍の vRAN 容量と、さらに約 20% のコンピューティング電力の節約を実現し、ワットあたりのパフォーマンスを実質的に 2 倍以上に高めます。1
最新のインテル® Xeon® スケーラブル・プロセッサー・ファミリーは、vRAN 容量を強化するだけでなく、ネットワーク・オペレーターが、4G、5G、および以前の世代のネットワーク・フットプリントを同じ汎用ハードウェアに統合することを可能にします。内蔵 AI アクセラレーションは、高度な機械学習 / ディープラーニングのユースケースに対応し、卓越した電力効率は、サステナビリティー目標に貢献します。
ソフトウェア: インテル® FlexRAN リファレンス・アーキテクチャー
レイヤー1 信号処理の仮想化は、vRAN 変換の最も困難な部分です。このプロセスの加速を支援するために、インテル® FlexRAN リファレンス・アーキテクチャーは、3GPP 準拠のアルゴリズムを統合し、インテル® Xeon® スケーラブル・プロセッサー・ファミリーの主要な電源管理機能を自動的に実装する仮想化の青写真を提供します。その結果、ネットワーク・オペレーターとそのベンダーは、レイヤー 1 仮想化をより迅速に実現し、他の方法では見過ごされる可能性のある機能を活用して、最適化されたパフォーマンスと効率を確保するのに役に立ちます。
接続性: インテル® イーサネット 800 シリーズ・ネットワーク・アダプター
インテル® イーサネット 800 シリーズのネットワーク・アダプターは、最大 100GbE の速度を実現し、マルチ入力 / マルチ出力 (MIMO)、時分割デュプレックス (TDD)、キャリア・アグリゲーションなどのプロセスをサポートするために、強化されたネットワーク・タイミングと同期プロトコルを可能にします。これらのプロセスは、データ・パケットの順序を保持し、データの損失や破損を防ぐことで、データソースとエンドポイント間のシームレスな通信の確保を支援します。
Cisco がインテル® イーサネット 800 シリーズのネットワーク・アダプターを導入し、Open RAN の導入における正確な同期を簡素化する方法について詳しくはこちらをご覧ください。
開発サポート: インテル® インテル® Network Builders
インテルは、インテル® Network Builders を通じて、vRAN ソフトウェア・ツールキットと開発キットを提供し、インテル® ハードウェアで最適化されたパフォーマンスによってソリューションを差別化しながら、vRAN ベンダーの市場投入までの時間を短縮できるよう支援します。ネットワーク・オペレーターも、vRAN への投資からより高い価値を引き出し、収益に直接影響する運用効率を実現することで利益を得ています。
vRAN の未来での立場を築く
5G、AI、エッジの潜在能力を業界全体で最大限に引き出すことは、集団的な取り組みであり、1 人ではできません。ネットワーク変革の取り組みの次の段階である RAN の仮想化には、業界を推進するパートナーのエコシステムが必要です。