×

 

Компания J’son & Partners Consulting при участии экспертов Alcatel-Lucent представляет основные результаты исследования «vRAN как пример виртуализации сетевых функций (Network Function Virtualization, NFV)».


Концепция NFV предлагает кардинально изменить методы построения и эксплуатации операторских сетей, используя современные технологии виртуализации и облачных вычислений.


Множество компонентов операторских сетей, реализованных сейчас на базе специализированных аппаратных платформ (таких как сети доставки контента CDN, сетевые экраны, граничные контроллеры сессий, балансировщики нагрузки, BRAS, DPI, компоненты ядра IMS, компоненты мобильной сети EPC, серверы авторизации и аутентификации AAA и т.д.), в ближайшем будущем могут быть перенесены в качестве виртуальных машин (VM) на общую облачную платформу, построенную на базе типовых коммерческих серверов (COTS). В целях оптимизации сети и повышения качества услуг или в соответствии с требованиями регуляторов, виртуализованные компоненты NFV могут находиться в одном или нескольких близлежащих ЦОД или распределяться по множеству сайтов на территории обслуживания.


Операторы считают, что концепция NFV внесет фундаментальные изменения в сетевую архитектуру, не менее значимые, чем массовое внедрение цифровой телефонии на базе технологии TDM. Ожидается, что внедрение NFV обеспечит значительное снижение себестоимости эксплуатации сетей, даст возможность снизить объемы капиталовложений, повысит скорость и эффективность развертывания новых услуг. Появится новая и очень привлекательная для операторов возможность реализации эластичных сетевых решений, которые могут масштабироваться автоматически как в сторону расширения, так и в сторону сжатия в зависимости от сетевой нагрузки

Среди ключевых предпосылок к переходу операторов на NFV следует особенно выделить:

 

  • потребность радикально снизить операционные затраты на операторских сетях вследствие роста трафика и повышения уровня конкуренции;
  • необходимость ускорения вывода на рынок новых операторских услуг – гибких и свободно масштабируемых – в условиях жесткой конкуренции со стороны ОТТ-сервисов;
  • развитие серверных технологий;
  • быстрое развитие и широкое распространение технологий виртуализации и облачных вычислений;
  • изменение парадигмы надежности операторского класса для решений на базе типовых серверов и технологий виртуализации;

 

Традиционно для решений операторского класса доступность сервиса должна быть не менее 99,999%. Чтобы обеспечить «5 девяток» для специализированного телекоммуникационного оборудования, разработчики сосредоточены на технических решениях, позволяющих увеличить значение MTBF (времени наработки на отказ). При этом MTTR (время восстановления после отказа) исчисляется часами и даже сутками. Такой подход, естественно, значительно увеличивает стоимость аппаратной платформы и ее компонентов.


В новой парадигме надежности предлагается использование типовых серверов. Их MTBF ниже, чем у специализированных платформ, но тоже достигает «5 девяток». При этом технологии виртуализации обеспечивают возможность автоматизированного восстановления или реконфигурации систем при отказах, как на программном, так и на аппаратном уровне. Благодаря этому, время восстановления MTTR занимает минуты, и показатели доступности решений NFV полностью соответствуют требованиям надежности операторского класса.

 

  • развитие технологий программно-конфигурируемых сетей (SDN).

 

Технология SDN основана на отделении функций передачи трафика от функций управления. Согласно концепции SDN, вся логика управления выносится в так называемые контроллеры, которые способны отслеживать работу всей сети. Технология SDN изначально развивалась самостоятельно и была ориентирована на множество рынков, использующих виртуализацию и облачные технологии. Но в случае с NFV можно сказать, что эти две технологии идеально подошли друг другу. Сеть, в которой реализуется NFV, может состоять из множества ЦОД, связанных между собой через глобальные сети оператора. Сеть SDN обеспечивает единое автоматизированное управление сетевыми настройками в распределенной сети оператора. Она мгновенно реагирует на изменения конфигурации виртуализованных приложений (виртуальных машин), которые выполняет платформа NFV.


Крупнейшие инфраструктурные вендоры уже предлагают виртуализацию ключевых функций мобильных сетей с перспективой последующего переноса основных доменов в облака. В частности, NFV-портфолио может включать в себя не только виртуализованное ядро сети (Evolved Packet Core или EPC) и IP Multimedia Subsystem (IMS), но и виртуализованную сеть радиодоступа (vRAN).



vRAN как пример реализации концепции NFV

Виртуализация сети радиодоступа (используется также аббревиатура C-RAN или облачная RAN) является очень сложным и затратным шагом для любого оператора, но одновременно переход на vRAN несет в себе и значительные преимущества с точки зрения экономии на CAPEX/OPEX, роста сетевой эффективности и гибкости управления сетью. Переход на vRAN в том случае, если у оператора уже есть достаточно развитая оптоволоконная сеть, может дать экономию на CAPEX вплоть до 60%. Тем не менее, даже в случае недостаточного развития оптоволоконной сети, экономия на CAPEX может составить около 30%. Сокращение CAPEX, в частности, происходит за счет уменьшения количества базовых блоков (BBUs). По той же причине происходит и снижение OPEX – за счет более низкого энергопотребления и уменьшения затрат на обслуживание. Например, по оценке China Mobile, «зеленая» альтернатива в виде облачных сетей радиодоступа уменьшает счета за электроэнергию на 71% по сравнению с традиционными сетями.


Что же касается роста сетевой эффективности и гибкости управления сетью в зависимости от текущих потребностей абонентов, то здесь возможности vRAN также весьма широки. В частности, операторы, виртуализируя узлы доставки контента, могут кэшировать контент в непосредственной близости от абонентов на уровне узла vRAN для уменьшения времени задержки и существенного повышения качества потоковой передачи видео. Появляется возможность добавлять или сокращать ресурсы, направляемые на обработку вызовов, для динамической адаптации к изменяющемуся характеру трафика. Переход на vRAN открывает возможность повысить эффективность устранения аппаратных сбоев и минимизировать время сетевых простоев с помощью управления виртуализованными приложениями в реальном времени. К примеру, если для устранения аварии в традиционной распределенной сети RAN может потребоваться несколько часов с выездами специалистов на объекты, то виртуализованный блок BBU может быть восстановлен за несколько минут.



Общая схема виртуализованной сети радиодоступа представлена на рис. 1. В этом случае радиоподсистема (Remote Radio Heads, RRHs) и антенны отделяются от модулей управления базовой станции (Baseband Units, BBUs), которые располагаются в так называемом base station hotel, и соединяются через оптоволоконный кабель с блоками RRHs. Таким образом, операторы могут строить облачные сети радиодоступа по принципу NFV, размещая в облаке основной функционал базовой станции, отвечающий за цифровую обработку сигнала, синхронизацию, управление, сбор статистики и пр. Не исключено, что такой тип облачных и виртуальных сетей радиодоступа может существенно изменить расстановку сил в пользу IT-вендоров.


Распространение технологий сдерживает их новизна и начальная стадия развития рынка готовых к внедрению решений. Смена парадигмы требует дополнительных финансовых вливаний, и компании, инвестировавшие в построение традиционной сети, осторожно подходят к внедрению новых технологий. Однако развертывание сетей 4G создает благоприятные предпосылки для продвижения NFV на рынке. Уже есть несколько крупных операторских кейсов перехода на концепцию NFV, демонстрирующих их полную поддержку этой технологии и готовность к переходу и трансформации.


Первые операторские кейсы по vRAN

О проектах в области виртуализации элементов сетевой инфраструктуры уже заявили практически все крупнейшие телекоммуникационные операторы, включая Deutsche Telekom, Austria Telekom, AT&T, Telefonica, China Mobile и другие. Наиболее интересен кейс Telefonica, как своими масштабами, так и глубиной виртуализации. В частности, в 2014 году оператор объявил о глобальной инициативе UNICA, которая подразумевала виртуализацию 30% функций всего нового сетевого оборудования Telefonica к 2016 году. Первая фаза виртуализации коснется функций, связанных с централизованной обработкой сигнальной информации (IMS, DNS, SMSC и OCS), вторая фаза подразумевает трансформацию ядра сети. Предполагалось, что в тестовых испытаниях UNICA в различных странах мира будет задействовано решения по виртуализации сетевых функций компаний NEC, Huawei, Alcatel-Lucent, Ericsson, HP и NSN.


На MWC-2015 Telefonica и Alcatel-Lucent демонстрировали на своих стендах полностью виртуализованную сеть радиодоступа. Комплексное сквозное решение Alcatel-Lucent vRAN включало в себя не только выносные радиоузлы с виртуализованными базовыми блоками vBBU, развернутыми на базе стандартных серверов с процессорами Intel Xeon, но также виртуализованное пакетное ядро vEPC, виртуальный узел доставки контента vCDN, виртуальную IP Multimedia Subsystem (vIMS).


«Сквозная виртуализация мобильной сети представляет значительный шаг к «облакам» и основана на соглашении Telefonica и Alcatel-Lucent по ускорению перехода на NFV. Виртуализация сетевых функций позволяет гибко и эффективно использовать ресурсы для быстрого масштабирования и оптимизации доставки таких сервисов, как видео поверх LTE (ViLTE), обеспечивая быстрый вывод на рынок и массовое развертывание инновационных услуг. Telefonica приступает к крупной сетевой и бизнес-трансформации в рамках инициативы UNICA и ищет решение, которое позволит быстро ощутить выгоду, ожидаемую от этого изменения: беспрецедентное увеличение скорости развертывания, инноваций и эффективности. Telefonica стремится к универсальной облачной инфраструктуре, способной удовлетворить требования как телеком-, так и сервис-платформ» – отмечается в совместном пресс-релизе Telefonica и Alcatel-Lucent.



Долгосрочное соглашение о совместной разработке инноваций в сфере мобильного сверхширокополосного доступа действует также между Alcatel-Lucent и China Mobile, и NFV является одним из его ключевых направлений. В частности, в рамках MWC-2015, на стенде China Mobile демонстрировалось решение Alcatel-Lucent vRAN. «vRAN является успешным коммерческим примером C-RAN. С тех пор, как мы 5 лет назад представили концепцию C-RAN, мы самым тесным образом работали с Alcatel-Lucent над созданием инновационных решений для зеленых и программно-ориентированных сетей радиодоступа. Наша совместная работа в сфере NFV, и в особенности по vRAN, поможет операторам плавно эволюционировать и справиться с растущими потребностями абонентов в трафике, построив более эффективную сетевую архитектуру» – отмечают представители China Mobile.


В целом Alcatel-Lucent имеет около 30 заказчиков, использующих NFV-платформу CloudBand, еще около 60 заказчиков пользуются возможностями платформы Nuage Networks SDN. Что же касается решения vRAN, то в 2015 году оно станет доступным для опытного использования заказчиками, а с 2016 года – и для работы в коммерческих сетях.



Комментарии топ-менеджеров Alcatel-Lucent

 

Главный исполнительный директор Alcatel-Lucent Мишель Комб (Michel Combes):


«Мы продолжаем совершенствование продуктового портфеля компании для достижения более четкого баланса между продуктовыми решениями как таковыми и сервисными предложениями. При этом именно на услуги будет делаться наибольший акцент – как в области сервисного обслуживания, так и в сфере консультирования наших заказчиков по вопросам трансформации и перехода на новые платформы и технологии. Мы уделяем и будем уделять большое внимание развитию этих направлений, помогая нашим заказчикам замещать имеющееся, «унаследованное» оборудование и переходить на новые, более перспективные цифровые технологии – как в фиксированных сетях, так и в сетях мобильной связи. Одним из важных элементов этой работы является предоставление услуг по аутсорсингу (managed services), особенно там, где речь идет о построении новых типов сетей и внедрении облачных технологий».

 


Технический директор Alcatel-Lucent и президент Лабораторий Белла Маркус Велдон (Marcus Weldon):


«У каждого оператора свои приоритеты, и каждый пойдет к NFV своим путем, отталкиваясь от них и учитывая состояние сети и свою операционную готовность. Опираясь на мощный IP-фундамент, мы предлагаем открытую архитектуру SDN и NFV, которая объединила лучшее из мира IP и информационных технологий и позволила создать облачное сетевое решение действительно операторского класса. Наши инвестиции в NFV и разработку виртуализованных телекоммуникационных приложений, развитие платформы CloudBand 2.0 и продукты нашей компании Nuage Networks, занимающейся сетями SDN, являются яркими доказательствами того, что мы располагаем всем необходимым, чтобы помогать операторам в создании гибкой и эффективной открытой облачной среды с той скоростью, которая соответствует их индивидуальным потребностям».

 

Полную версию интервью с CEO Alcatel-Lucent Мишелем Комбом с MWC-2015 можно прочитать на сайте JSON.TV, смотрите также видео-интервью с Тодом Сайзером (Tod Sizer), руководителем отдела беспроводного доступа Bell Labs, научно-исследовательского центра Alcatel-Lucent.

 

 

Информационный бюллетень подготовлен компанией J'son & Partners Consulting. Мы прилагаем все усилия, чтобы предоставлять фактические и прогнозные данные, полностью отражающие ситуацию и имеющиеся в распоряжении на момент выхода материала. 

J'son & Partners Consulting оставляет за собой право пересматривать данные после публикации отдельными игроками новой официальной информации.

                ____________________________________________________