چشم انداز آینده فناوری Open RAN؛ پاسخگویی به نیازهای شبکه‌های سلولار پیشرفته

از آنجاکه فناوری Open RAN به عنوان یک تغییر مداوم در معماری شبکه تلفن همراه به شمار می‌رود و انتظار می رود سهم آن در بازار تا سال 2029 به 44.7 میلیارد دلار در دنیا برسد، اپراتورهایی نظیر همراه اول نیز در کشور ما ضمن درک اهمیت این مقوله فناورانه، به سمت پیاده‌سازی آن به عنوان یک راهکار نوین و کارآمد پیش رفته‌اند تا بتوانند پاسخگوی نیازهای متنوع و پیچیده شبکه‌های سلولار پیشرفته باشند.

به گزارش سیتنا، با ورود شبکه‌های نسل‌های بالاتر که تکنولوژی‌های مختلفی در باندهای فرکانسی متفاوت را در اختیار دارند، پیچیدگی شبکه‌های سلولار روز به روز بیشتر می‌شود. تحولات جدیدی از قبیل Massive MIMO، امواج میلی‌متری، ارتباطات زیر- تراهرتز و slicing رخ داده است که ارتقا مداوم و نگهداری زیرساخت‌های شبکه متناسب با این تکنولوژی‌ها و روندهای جدید، موجب تحمیل هزینه‌های اولیه و عملیاتی سنگینی بر اپراتورهای شبکه‌های موبایل می‌شود.

چالش‌های شبکه‌های RAN سنتی

شبکه دسترسی رادیویی (RAN) به صورت سنتی به این شکل است که عناصر آن به صورت واحدهای یکپارچه و تماماً در یک قالب توسط تعداد محدودی از تامین‌کنندگان قابل ارائه هستند. این نوع از شبکه RAN با چالش‌های زیادی همراه است: محدودیت در پیکربندی مجدد، هماهنگی محدود بین نودهای شبکه و وابستگی به تامین‌کننده.

با توجه به این شرایط، مدیریت بهینه منابع رادیویی و استفاده کارآمد از طیف بسیار چالش‌برانگیز می‌شود. برای غلبه بر این محدودیت‌ها، در دهه گذشته چندین تحقیق و پژوهش برای استانداردسازی شبکه Open RAN به عنوان پارادایم جدید برای RAN آینده ارائه شده است. این فناوری تحولات شگرفی در اکوسیستم تلکام ایجاد کرده است. استقرار Open RAN بر اساس عناصر مجزا از هم، مجازی‌سازی ‌شده و مبتنی بر نرم‌افزار است که از طریق رابط‌های باز و تعریف‌ شده به هم متصل شده‌اند و می‌توانند از تامین‌کنندگان مختلفی باشند و در عین حال قابلیت تعامل با یکدیگر را دارند.

معماری فناوری Open RAN یک فناوری انقلابی است که نوید تغییر چشم انداز ارائه خدمات و تجهیزات شبکه موبایل را که تا کنون منحصرا در اختیار تامین کنندگان (وندورها) محدود بود، می‌دهد.

Open RAN یک تغییر مداوم در معماری شبکه تلفن همراه است که ارائه دهندگان خدمات را قادر می سازد تا از اجزای فرعی غیر اختصاصی از انواع فروشندگان استفاده کنند. یک Open RAN یا شبکه دسترسی رادیویی باز، با مجموعه ای از استانداردهای صنعتی که تامین کنندگان مخابرات می توانند در هنگام تولید تجهیزات مرتبط از آنها پیروی کنند، امکانپذیر شده است.

در واقع Open RAN توابع قابل برنامه‌ریزی، هوشمند، تفکیک‌شده، مجازی‌سازی و قابلیت همکاری را فعال می‌کند؛ به طور خاص، هد رادیویی از راه دور اختصاصی (RRH) و واحدهای باند پایه (BBUs) اکنون به واحدهای رادیویی (RUs)، واحدهای توزیع شده (DUs) و واحدهای متمرکز (CUs) تفکیک شده‌اند که بسیاری از آنها می‌توانند مجازی یا کانتینری شوند. رابط های بین این اجزای جدید باز و قابل تعامل هستند.

ویژگی‌های  Open RAN

عناصر مجزا و مجازی‌سازی‌شده: اجزای RAN به صورت مجزا از هم و بر اساس اصول مجازی‌سازی و نرم‌افزار تعریف شده‌اند.

رابط‌های باز و تعریف‌شده: عناصر مختلف از طریق رابط‌های باز به یکدیگر متصل شده و توسط کنترل‌کننده‌های هوشمند بهینه‌سازی می‌شوند.

انعطاف‌پذیری و پیکربندی مجدد: جداسازی و مجازی‌سازی، استقرار انعطاف‌پذیر بر اساس اصول ابری را امکان‌پذیر می‌سازد.

تنوع تامین‌کنندگان: رابط‌های باز با قابلیت تعامل با یکدیگر به اپراتورها این امکان را می‌دهد تا تجهیزات را از تامین‌کنندگان مختلف تهیه کنند.

کنترل هوشمند مبتنی بر داده: رابط‌های باز و پشته‌های پروتکل تعریف‌شده توسط نرم‌افزار، قابلیت کنترل هوشمند حلقه‌بسته مبتنی بر داده را برای RAN ممکن می‌سازند.

اهمیت Open RAN در اکوسیستم تلکام

با توجه به تمامی مطالب ذکر شده، درک مفاهیم Open RAN، معماری و رابط‌های آن و همچنین نحوه کارکرد آن برای محققان و متخصصان در جامعه مخابرات بیسیم بسیار مهم است. Open RAN با ایجاد انعطاف‌پذیری بیشتر، کاهش وابستگی به تامین‌کنندگان خاص و بهبود قابلیت‌های بهینه‌سازی، می‌تواند نقش مهمی در توسعه و نگهداری شبکه‌های سلولار پیشرفته ایفا کند.

استقرار Open RAN نه تنها باعث کاهش هزینه‌های عملیاتی و بهبود کارایی شبکه می‌شود، بلکه با فراهم کردن امکان ورود تامین‌کنندگان کوچکتر به بازار، رقابت را افزایش داده و در نهایت به نفع کاربران نهایی خواهد بود.

Open RAN به عنوان یک راهکار نوین و کارآمد، پاسخگوی نیازهای متنوع و پیچیده شبکه‌های سلولار پیشرفته است. این فناوری با بهره‌گیری از اصول مجازی‌سازی و نرم‌افزارهای تعریف‌شده، امکاناتی را برای اپراتورها فراهم می‌کند که در نهایت منجر به بهبود کارایی، کاهش هزینه‌ها و افزایش انعطاف‌پذیری شبکه‌های رادیویی می‌شود. برای محققان و متخصصان حوزه مخابرات بیسیم، آشنایی و تسلط بر مفاهیم و کاربردهای Open RAN ضروری و حائز اهمیت است.

پروژه Open RAN داخلی

اپراتورهایی نظیر همراه اول نیز در کشور ما ضمن درک اهمیت این مقوله فناورانه، به سمت پیاده‌سازی  Open RAN با هدف جداسازی قسمت نرم‌افزاری و سخت‌افزاری ایستگاه‌های رادیویی از هم، رفته‌اند.

همچنین دور از انتظار نیست که بخش نرم‌افزار به صورت مجازی بر روی سرور‌های معمولی و همه‌منظوره نصب و پیاده‌سازی شود؛ مهم‌تر از همه در فرآیند پیاده‌سازی این استاندارد، رابط بین سخت‌افزار و نرم‌افزار نیز استانداردسازی می‌شود.

استانداردسازی رابط‌ها، مهم‌ترین اقدام در Open RAN است زیرا با استاندارد شدن رابط‌های سخت‌افزاری و نرم‌افزاری، اختصاصی بودن نرم‌افزار و سخت‌افزار از بین می‌رود و هر نرم‌افزار از هر شرکتی بر روی هر سخت‌افزاری از هر شرکت دیگری می‌تواند نصب و اجرا شود.

تاکنون آزمایش و پایلوت Open RAN که شامل تست راه‌حل‌های مختلف نرم‌افزاری و سخت‌افزاری و ارزیابی نحوه ترکیب و هماهنگی آنها در محیط‌های شبکه‌های واقعی می‌شود، همکاری با شرکت‌های داخلی و بین‌المللی، توسعه زیرساخت‌های لازم برای Open RAN و تمرکز بر مدیریت هزینه و افزایش انعطاف‌پذیری از جمله مواردی بوده که توسط اپراتور اول تلفن همراه کشور اجرایی شده است.

چشم‌انداز آینده Open RAN در ایران

با توجه به مزایای فناوری Open RAN، پیش‌بینی می‌شود که در آینده‌ای نه چندان دور، استفاده از این معماری در ایران افزایش یابد؛ اپراتورهای ارتباطی دیگری نیز با بکارگیری گسترده‌تر استانداردهای این فناوری به عنوان بخشی از الزامات طراحی، به سمت اجرای نسل‌های نوین ارتباطی در شبکه‌های سیار کشور بروند.

بررسی آینده Open RAN

Open RAN نوید ایجاد زیرساخت‌های شبکه‌ای انعطاف‌پذیرتر و سازگارتر با استفاده از رابط‌های باز و استاندارد بین اجزای مختلف شبکه دسترسی رادیویی را می‌دهد.

با پیاده‌سازی و پذیرش فناوری‌های Open RAN و V-RAN، اپراتورهای مخابراتی می‌توانند انتظار کاهش هزینه‌های سرمایه‌ای، هزینه‌های عملیاتی، ریسک‌های زنجیره تامین و ریسک‌های عملیاتی را داشته باشند.

از نظر اندازه کلی بازار جهانی، انتظار می رود Open RAN تا سال 2029 به 44.7 میلیارد دلار برسد و انتظار می رود V-RAN تا سال 2029 به حدود 7 میلیارد دلار برسد.