Was ist die Telco-Cloud?

Die Telco-Cloud ist eine softwaredefinierte, äußerst robuste Cloud-Infrastruktur, die es Telco-Anbietern ermöglicht, Services in kürzerer Zeit hinzuzufügen, schneller auf Nachfrageveränderungen zu reagieren und ihre Ressourcen effizienter zentral zu managen. Sie ist eine der wichtigsten Komponenten für die Transformation von Telekommunikationsunternehmen in digitale Service-Anbieter.

Die ersten Telco-Clouds wendeten Virtualisierungskonzepte aus dem Rechenzentrum auf das Netzwerk an. Nach der Einführung von 5G wurden Telco-Clouds mithilfe neuer Technologien wie Containern und Microservices sowie Hybrid Cloud-Architekturen entwickelt. Wenn sie in Telco-Clouds bereitgestellt werden, müssen Container und Microservices neben virtualisierten Netzfunktionen (VNFs) wie EPC, SD-WAN und ausgeführten Sicherheitstechnologien verwendet werden.

Mit Network Functions Virtualization (NFV) und softwaredefinierten Netzwerken (SDN) sanken die Kosten in den ersten Telco-Clouds durch ein Lift-and-Shift von anwendungsbasierten Netzwerkelementen (wie Routern, Firewalls und Load Balancern) zu softwarebasierten Äquivalenten. Services wurden als virtuelle Maschinen (VMs) auf Standard-Hardware paketiert, sodass Service-Anbieter ihr Netzwerk auf Standardservern ausführen konnten, ohne in proprietäre Hardware investieren zu müssen.

Nichtsdestotrotz wurde die NFV-Infrastruktur in vielen Fällen weiter in vertikal integrierten Stacks ausgeführt. Dies ermöglichte einfaches Arbeiten und Beheben von Problemen mit einem Anbieter. Doch ähnlich wie bei proprietären Anwendungen wurden Betreiber hierdurch auf die Agenda und Roadmaps dieses Anbieters beschränkt. Telekommunikationsunternehmen und Cloud-Service-Anbieter stellten verschiedene virtualisierte Netzfunktionen bereit. Doch im Lauf der Zeit wurde ersichtlich, dass in vertikal integrierten Stacks bereitgestellte VNFs allein nicht für die erhoffte Agilität und niedrigere Kosten sorgten.

Mittlerweile wird in der Telco-Cloud auf ein offenes, horizontales Hybrid-Konzept für die Cloud-Infrastruktur gesetzt. Dieses ermöglicht höhere Flexibilität und geringere Abhängigkeit vom Anbieter. Betreiber stellen momentan sowohl horizontal als auch vertikal integrierte Stacks bereit. Doch in der Branche ist es bekannt, dass das offene, horizontale Konzept schnellere Innovationen, höhere Performance und mehr Agilität sowie bedeutend geringere Gesamtbetriebskosten (TCO) ermöglicht.

Neue Technologien wie Container, Microservices und Kubernetes sowie Methoden wie Agile und DevOps bieten die erforderliche Geschwindigkeit, Agilität und Skalierbarkeit, um Services schnell und effizient einzubinden. Außerdem lassen sich auf diese Weise Ressourcen zentral verwalten und orchestrieren. Mit Containern können Anwendungen leicht und voll funktionsfähig in einzelne Umgebungen (Entwicklung, Test, Produktion, Core, Edge usw.) verschoben werden. Darüber hinaus ist es möglich, skalierbare Anwendungen in Public, Private und Hybrid Clouds zu entwickeln und auszuführen. 

Durch den hohen Abstraktionsgrad der Containerisierung sinkt die Komplexität des Managements der zugrunde liegenden Infrastruktur. Dadurch können sich Entwicklerinnen und Entwickler auf das Schreiben von Code konzentrieren und Operations-Teams auf die Infrastruktur. Bei Telekommunikationsunternehmen kann jedoch nicht jede Workload in einem Container ausgeführt werden. Auch wenn sich die Infrastrukturen von Telco-Clouds der zweiten Generation weiterentwickeln, müssen sie doch weiterhin VNFs unterstützen. 

Microservices zerlegen Netzfunktionen und Apps in lose gekoppelte, resiliente Systeme, die sich managen und überwachen lassen. Sie sind außerdem granular, schlank und können auf mehrere Netzfunktionen und Apps verteilt werden. Werden Microservices mit einer robusten Automatisierung kombiniert, können Betreiber häufiger, zuverlässig sowie mit geringem Aufwand und geringen Auswirkungen Änderungen an Netzfunktionen und Infrastrukturen vornehmen.

Auf Microservices basierende Apps werden mit kleineren Standalone-Komponenten erstellt. Neue Funktionen und Fixes für Microservices können mithilfe von Best Practices (wie Agile, iterativen DevOps-Zyklen und CI/CD) schnell entwickelt, getestet und bereitgestellt werden, ohne dass andere Komponenten der Anwendung beeinträchtigt werden.

Microservices ermöglichen darüber hinaus einen höheren Automatisierungsgrad für die Skalierung, das Lifecycle-Management und die Ausführung von Containern auf Bare Metal. Dadurch sind sie für die Ausführung in Hybrid Cloud-Umgebungen (Private/Public) geeignet, wo sie eine gemeinsame Plattform für cloudnative OSS/BSS-Plattformen und andere geschäftskritische Apps zur Verfügung stellen.

Enterprise Clouds führen interne, administrative Funktionen aus und können über kundenorientierte Portale verfügen, die alle als Mischung aus Public Cloud-, Private Cloud- und Hybrid-Konfigurationen bereitgestellt werden. Bei Telco-Clouds handelt es sich mittlerweile in der Regel um Private Clouds, die hauptsächlich eher beschränkte Netzfunktionen sowie geschäftskritische Unternehmens-Apps ausführen, für die ein bedeutend höherer Grad an Überwachung, Kontrolle, Fehlertoleranz und Verfügbarkeit erforderlich ist. Für vRAN (Virtual Radio Access Networks) und Open RAN ist beispielsweise eine Echtzeitumgebung erforderlich, die bis an den Rand des Netzwerks reicht und strenge Anforderungen an Durchsatz, Latenz und Resilienz erfüllt, die über die Kapazitäten einer herkömmlichen Enterprise Cloud hinausgehen. 

Die Telco-Cloud kann für die Nutzung von Ressourcen erweitert werden, die sich außerhalb der eigenen Private Clouds des Betreibers befinden, um Public Cloud-Funktionen zu nutzen und eine Hybrid Cloud-Umgebung zu erstellen. Während Rechenzentren an feste physische und logische Grenzen gebunden sind, können Telco-Clouds über Rechenzentren, Central Offices und sogar Edge-Standorte hinweg reichen. Mit einer Telco-Cloud werden Netzfunktionen (etwa IoT, 5G, SD-WAN, VNFs) und andere Workloads dort ausgeführt, wo sie für Parameter wie Effizienz, Performance, Latenz und Kundenerlebnis optimal eingesetzt werden können.

Für Telco-Anwendungen ohne kritische Anforderungen an Echtzeit oder niedrige Latenz sind Public und Hybrid Cloud-Deployments ideal geeignet, da sie die Vorteile von On-Demand-Skalierung und nutzungsabhängiger Abrechnung nutzen.

Die Public Cloud ist außerdem für Anwendungen mit hoher Performance auf Standard-CPUs geeignet, bei denen es keine speziellen Netzwerkabhängigkeiten wie Servicegewährleistung, -fakturierung und -gebühren gibt. Darüber hinaus wirken sich Public Clouds positiv auf die Innovationsfähigkeit aus und bieten besondere Vorteile für Pilotprojekte. Dank ihrer Elastizität und nutzungsabhängigen Preise sind sie außerdem eine sehr gute Quelle für Standby-Infrastruktur mit elastischer Kapazitätsskalierung und Redundanz für kritische Service-Failover.

Die Private Cloud bietet Telekommunikationsunternehmen die Kosteneffizienz und optimierte Kontrolle, die für die Unterstützung von Anwendungen mit hohen Anforderungen an Latenz, Storage, spezialisierte Computing-Ressourcen wie virtualisierte Netzfunktionen, Radio Area Networks sowie Edge-Apps und -Services erforderlich ist. Darüber hinaus ist die Private Cloud auch in einigen Fällen für die Compliance mit Regional-, Branchen- und Verwaltungsvorschriften erforderlich. Die Private Cloud eignet sich ebenfalls für Anwendungen und Services mit konsistentem Bedarf und Rund-um-die-Uhr-Betrieb, etwa bei IPTV und Videos per Livestream, sowie bei Workloads, die in Public Clouds hohe Nutzungskosten verursachen würden.

Durch die Kombination von Private und Public Clouds in einer Hybrid Cloud können Telekommunikationsunternehmen die Abläufe zahlreicher Workloads mit unterschiedlichen Bedarfsstrukturen optimieren. Die Hybrid Cloud-Infrastruktur kann sehr flexibel, agil und resilient für Netzwerkservices und -anwendungen sein. Wird sie mit einer Container-Plattform wie Red Hat OpenShift gemanagt, bietet sie außerdem horizontale Interoperabilität und Portierbarkeit in Private und Public Clouds sowie einheitliche, konsistente Schnittstellen für vereinfachte Entwicklung, Abläufe und Lifecycle-Management-Prozesse.

Die wichtigsten Geschäftsvorteile der Telco-Cloud sind verbesserte Kundenzufriedenheit, erhöhte Geschäftsagilität und reduzierte Kosten. CapEx und OpEx werden durch die Nutzung von standardmäßiger Computing-Hardware und Automatisierung gesenkt.

Heutzutage nutzen Telekommunikationsunternehmen die Telco-Cloud für:

• Differenzierung von Mitbewerbern durch neue Services und Funktionen, die sich nicht ohne Weiteres replizieren lassen: Methoden zur Entwicklung cloudnativer Architekturen und Apps wie Agile und DevOps ermöglichen es Telekommunikationsunternehmen, die Deployment- und Umsatzzeiten erheblich zu reduzieren. Dies liegt an der schnellen Integration cloudbasierter Apps und Funktionen, die auf ganz bestimmte Kundensegmente ausgerichtet sind.

• Bereitstellung neuer benutzerdefinierter B2B-Lösungen: Telekommunikationsunternehmen sind in der Lage, schnell und effizient benutzerdefinierte Geschäftslösungen auf den Markt zu bringen. Durch die Telco-Cloud wird die Zusammenarbeit mit Unternehmenspartnern erleichtert, da Public Cloud-Services immer, überall und auf jedem Gerät genutzt werden können.

• Generierung neuer 5G-Einnahmequellen: Aus strategischer Sicht ist dies eine überaus wichtige Funktion für die meisten Mobilfunkbetreiber. Für die effektive Monetarisierung des 5G-Netzwerks sind die neuen Core- und Edge-Netzfunktionen erforderlich, die in der Telco-Cloud bereitgestellt werden.

• Schutz der Kunden und des Gewinns vor Mitbewerbern: Die Telco-Cloud ermöglicht es Betreibern, Geschäftsmodelle schnell an Innovationen wie neue Produkte, Services und Preispläne anzupassen. Sie optimiert darüber hinaus die Schaffung neuer Kundenerlebnisse und Kommunikationskanäle. Außerdem sind Betreiber dank der reduzierten CapEX- und OpEX-Anforderungen der Telco-Cloud, verbesserter Service-Resilienz und der Fähigkeit, schnell auf Fehler und Nachfrageänderungen reagieren zu können, in der Lage, Servicelevel und wettbewerbsfähige Preise beizubehalten. Hieraus folgt, dass weniger Kunden abwandern.

• Aufbau enger digitaler Beziehungen zu Kunden: Betreiber mit Hybrid-Telco-Cloud-Deployments profitieren von branchenführenden Datenanalysen und künstlicher Intelligenz in der Public Cloud-Domain. So können sie sich besser auf die Wünsche und Anforderungen von Kunden einstellen und diese vorhersagen. Darüber hinaus haben sie die Möglichkeit, ihre Kundendaten in der Cloud zu zentralisieren, um Silo-Datenbanken zu eliminieren, eine 360-Grad-Ansicht des Kunden zu generieren und ein überzeugendes kanalübergreifendes Kundenerlebnis bereitzustellen.

OSS und BSS spielen bei Kundenbeziehungen und -erlebnissen eine wichtige Rolle. Cloudnative OSS- und BSS-Apps können viel schneller reagieren als monolithische Legacy-Apps. Darüber hinaus lässt sich mit cloudnativen OSS- und BSS-Apps, die auf Microservices in einer Telco-Cloud basieren, die Markteinführungszeit durch Reduzieren der Kosten und Komplexität bei der Einführung neuer Funktionen und Services erheblich verkürzen. In der Telco-Cloud wird außerdem die Komplexität von Netzwerkoperationen durch cloudnative Analysen und KI-gesteuerte Automatisierung reduziert. So werden die Betriebskosten gesenkt, und IT-Teams erhalten mehr Zeit, um sich auf das Kerngeschäft des Unternehmens zu konzentrieren. Hierdurch steigt die operationale und geschäftliche Agilität, wodurch Betreiber das Kundenerlebnis verbessern und sich einen Wettbewerbsvorteil verschaffen können.

Telco-Clouds können elastisch skaliert werden. Anwendungen und Services können gegebenenfalls hoch- und herunterskaliert werden, indem Computing- und Storage-Kapazitäten je nach Bedarf zugewiesen werden. Für Spitzenkapazitäten ist keine Provisionierung erforderlich. Darüber hinaus gibt es bei einer Telco-Cloud, die logisch über Rechenzentren, Central Offices, Public Clouds und sogar Edge-Standorte hinweg erweitert wird, nahezu uneingeschränkte Kapazität in einer Hybrid-Umgebung. Workloads können im Handumdrehen verschoben werden, um auf Traffic-Spitzen zu reagieren, Fehler zu umgehen, zusätzliche Remote-Mitarbeitende einzurichten, neue Kunden aufzunehmen usw. Darüber hinaus können alle diese Elemente – Provisionieren, Bereitstellen von Workloads, Erhöhen von Kapazität, Sicherheit, Compliance usw. – automatisiert werden, um die Betriebskosten zu senken und IT-Teams mehr Zeit zu verschaffen, damit sie sich auf strategische Aufgaben und solche Aktivitäten konzentrieren können, mit denen Einnahmen generiert werden.

Während neue Betreiber eine komplett cloudnative Umgebung von Grund auf neu erstellen können, müssen bereits etablierte Betreiber ihre Telco-Cloud so aufbauen, dass sie mit Legacy-Netzwerkumgebungen interoperabel ist. Legacy-Netzwerke und cloudnative Netzwerke müssen eine Zeit lang nebeneinander existieren, damit Betreiber die Möglichkeit haben, Netzfunktion, Services und Apps so migrieren zu können, wie es für ihr Unternehmen am sinnvollsten ist.

Bei der Migration zu einer cloudnativen Architektur ist ein ganzheitliches Konzept von entscheidender Bedeutung. Bei der Migration kann jeweils eine Netzfunktion oder ein Service implementiert werden, doch der Prozess sollte mit einer umfangreichen Analyse zur Cloud-Bereitschaft beginnen, die Infrastrukturen, Apps und Serviceportfolios, Organisation und Prozesse umfasst. 

Weitere Überlegungen: 

• Alles intern durchführen, Partnernetzwerk aufbauen, mit einem übergeordneten Systemintegrator zusammenarbeiten oder alle drei zusammen

• Akzeptable Vorabinvestitionen, Risiken und Markteinführungszeiten 

• Optimale KPIs für Erfolg

Eine Analyse zur Cloud-Bereitschaft dient Betreibern bei wichtigen Entscheidungen als Orientierung:

• VNF-Migrationsstrategie: Legt fest, welche Netzfunktionen unter Umständen als VMs beibehalten und welche als cloudnative Microservices neu aufgebaut werden müssen. 

• App-Migrationsstrategie: Legt fest, welche Apps zur cloudnativen Infrastruktur migriert und als Microservices neu aufgebaut werden können.

• Management- und Automatisierungsstrategie: Gibt Tools zum effizienten Orchestrieren und Managen der Umgebung sowie zum Automatisieren an. Legt Prioritäten und Pläne für Automatisierungsprozesse fest.

• Mischung aus Private und Public Cloud: Legt die Cloud-Mischung anhand von Parametern wie IT-Ökosystem-Strategie, wirtschaftlichen Vorteilen, operationaler Kapazität und Funktionalität, Architektur und Anforderungen für Markteinführungszeiten fest und bestimmt außerdem, wie sich diese Aspekte im Lauf der Zeit ändern können.

• IT-Ökosystem-Partner: Legt einen Pool von potenziellen Partnern fest, die während der Ausführung anhand der Qualität ihrer Produkte, Services und des Supports sowie ihrer Fähigkeit, schnell, effizient und effektiv zusammenzuarbeiten, ausgewählt und eingesetzt werden. Darüber hinaus muss mit einer Strategie für Partnerinteraktionen ermittelt werden, ob bestimmte Partner unter Umständen in einigen Regionen oder Produkt- und Servicekategorien Mitbewerber sind oder sein könnten.

Der Aufbau einer Telco-Cloud mit Open Source-Software bietet zahlreiche Vorteile. Die Innovationskraft von Entwicklungsteams steigt, da mit Open Source-Technologie mühelos branchenführende Lösungen von zahlreichen Anbietern miteinander verbunden und aufeinander abgestimmt werden können. Das Ziel besteht darin, neue Netzfunktionen, Features und Technologien einzubinden. Außerdem werden durch Open Source-Support für Container und Methoden wie Agile, DevOps und CI/CD Markteinführungszeiten und Lifecycle-Management-Intervalle erheblich verkürzt. 

Durch Open Source-Technologie ergibt sich die Möglichkeit, ein riesiges IT-Ökosystem für Partner mit einem geringen Risiko von Vendor Lock-in zu erstellen. Ein größeres IT-Ökosystem in Verbindung mit einem vereinfachten Austausch von Microservice-Komponenten unterstützt die Zukunftsfähigkeit des Netzwerks. Der Aufbau einer Hybrid-Telco-Cloud ermöglicht es Betreibern, Kapazitäten von der Private Cloud blitzschnell in die Public Cloud zu verschieben. Die Folge ist eine nahezu unbegrenzte Skalierbarkeit. Containerisierte Apps können bei Bedarf von der Private in die Public Cloud migriert werden, ohne dass ressourcenintensive Integrationen erforderlich wären. Mehrere Public Clouds können verwendet werden, um die für Resilienz verfügbare Kapazität zu erhöhen, falls Ressourcen erforderlich sind, die über die Kapazität eines einzelnen Cloud-Service-Anbieters hinausgehen. Anwendungen, die von nur geringem Nutzen sind oder in einer Public Cloud-Umgebung nur unzureichend unterstützt werden, können problemlos zurück in die Private Cloud oder das Rechenzentrum migriert werden.

Open Source-Technologie ermöglicht schnellere Innovationen und Problembehebung, da komplette Communities auf das Meistern der Herausforderungen von morgen fokussiert sind. Wer sich für Open Source entscheidet, kann eine Bindung an die Technologien und die Roadmap eines bestimmten Anbieters verhindern. Red Hat bietet funktionsreiche Distributionen von Open Source-Projekten mit optimaler Härtung und Integration. So werden die Nutzerfreundlichkeit verbessert, administrative Funktionen automatisiert und die Zuverlässigkeit gesteigert. Red Hat Kunden profitieren von den Branchenkenntnissen des Unternehmens und dem Fachwissen, das es durch die Zusammenarbeit mit Kunden aus der Telekommunikationsbranche und anderen Kunden in aller Welt gesammelt hat.

Die Telco-Cloud-Lösung von Red Hat bietet Cloud-Plattformen auf Telco-Ebene, die virtuelle und cloudnative Netzfunktionen unterstützen. OpenStack hat sich quasi zur standardmäßigen Open-Source-NFV-Infrastruktur entwickelt mit der Red Hat® OpenStack® Platform als führender kommerzieller Distribution. Kubernetes ist die vorherrschende Technologie für die Orchestrierung von Container-Infrastrukturen mit Red Hat® OpenShift® als führender kommerzieller Kubernetes-Lösung. Red Hat OpenStack und Red Hat OpenShift unterstützen Service-Anbieter bei der Einrichtung ihrer Telco-Cloud-Infrastrukturen der nächsten Generation. Da diese Red Hat Plattformen auf Red Hat Enterprise Linux (der führenden kommerziellen Linux-Distribution) basieren, gelten die Vorteile von Red Hat Enterprise Linux im Hinblick auf Sicherheit, Zuverlässigkeit, Performance, Partnernetzwerk und anderes für den gesamten Stack.

Betreiber und die Anbieter, mit denen sie zusammenarbeiten, sind auf die Effizienz der einmaligen Erstellung von Lösungen und der anschließenden Auswahl der besten Cloud-Infrastruktur zu ihrer Ausführung angewiesen. Dies erleichtert die Nutzung der Hybrid Cloud-Infrastruktur dadurch, dass Workloads in mehreren Clouds ohne Änderungen ausgeführt werden können. Mit Red Hat OpenShift können Betreiber eine konsistente Entwicklung, CI/CD-Pipeline und operative Umgebung mit mehr Sicherheit für Anwendungen und Services einrichten.