Was ist die Telco-Cloud?

Eine Telco-Cloud ist eine softwaredefinierte, äußerst resiliente Cloud-Infrastruktur, die es Telekommunikationsanbietern (Telcos) ermöglicht, Services schneller hinzuzufügen, schneller auf Änderungen der Netzwerknachfrage zu reagieren sowie zentrale und dezentrale Ressourcen effizienter zu verwalten. Sie ist einer der wichtigsten Basiskomponenten für eine erfolgreiche digitale Transformation.

Die ersten Telco-Clouds wendeten Virtualisierungskonzepte für Rechenzentren auf Netzwerke an. Mit der Einführung von 5G erweiterte sich der Umfang von Telco-Clouds zunächst über die Nutzung der Network Functions Virtualization (NFV) hinaus, und es wurden neuere Technologien wie Container, Microservices und Hybrid Cloud-Architekturen eingesetzt. Beim Deployment in Telco-Clouds müssen Container und Microservices weiterhin mit älteren virtualisierten Netzfunktionen (VNFs) koexistieren.

Während Telcos ihre Netzwerke und Abläufe umgestalten, um das volle Potenzial von 5G zu unterstützen, haben sich auch die Anforderungen an ihre Cloud-Infrastruktur geändert.

Cloudnativer Übergang von VNFs zu CNFs

Die erste Verlagerung von Workloads in die Cloud erfolgte mit NFV, bei der Funktionen, die traditionell von spezieller Hardware (wie Router und Load Balancer) ausgeführt wurden, auf virtuelle, softwarebasierte Äquivalente übertragen wurden. Dieser Prozess wird häufig auch als „Lift and Shift“ bezeichnet.

Diese NFVs verfolgten jedoch keinen cloudnativen Ansatz.

Stattdessen wurden bei den frühen Implementierungen eingebettete Softwaresysteme, die für bestimmte Hardwarefunktionen entwickelt wurden, neu erstellt und in eine große und manchmal unhandliche virtuelle Maschine (VM) verlagert. Dies hatte zwar den Kostenvorteil, dass Telcos von spezifischer proprietärer Hardware zu handelsüblicher Hardware wechseln konnten, doch die Verlagerung in die Cloud trug wenig zum Optimieren dieser VNFs bei. So waren die erstellten VMs oft immer noch ineffizient, für einen einzigen Zweck ausgelegt und schwer zu warten.

Da der Bedarf an innovativen, differenzierten Angeboten zunahm, wurden neuere Technologien in Container integriert, um für die erforderliche Netzwerkagilität zu sorgen. Mit mehr Agilität können Container Anwendungen, Funktionen oder Microservices effizienter paketieren und gleichzeitig mehr Granularität beim gemeinsamen Zugriff auf Serverressourcen bieten. 

Bei diesem Ansatz werden VNFs zu cloudnativen Netzfunktionen (CNFs) weiterentwickelt, indem komplexe VNFs in mehrere disaggregierte Microservices aufgeteilt werden. Diese werden dann in Containern ausgeführt, die effizienter in verschiedenen Cloud-Umgebungen arbeiten können.

Deployment von CNFs in Private und Public Clouds

Als die Telco-Cloud hauptsächlich aus traditionellen VNFs bestand, die sich auf performancesensible Netzfunktionen konzentrierten, wurden die meisten Netzfunktionen in Private Clouds ausgeführt. Da es sich bei diesen frühen Telco-VNFs größtenteils um Software-Replikationen proprietärer hardwarebasierter Ansätze handelte, war dies sinnvoll, da sie monolithisch arbeiten, hohe Anforderungen an Performance und Datendurchsatz stellen und spezifische Kenntnisse für die Wartung voraussetzen.

Als diese monolithischen VNFs zu containerisierten CNFs wurden, auf denen Microservices ausgeführt werden, verlor die Notwendigkeit, die gesamte Umgebung in einer Private Cloud bereitzustellen, im Vergleich zu den geschäftlichen Vorteilen von Public Clouds an Bedeutung: niedrigere Kosten und einfachere Betriebsabläufe. Die Disaggregation von Netzfunktionen kann dazu führen, dass Teile dieser Funktionen, die hohe Performance- und Datenanforderungen stellen, weiter in Private Clouds ausgeführt werden, während weniger performance- und datenintensive Funktionen in Public Clouds verlagert werden können.

Da sich Telco-Clouds von spezialisierten VMs hin zu containerbasierten Architekturen verlagern, werden diese Clouds zunehmend für die Ausführung von OSS- und BSS-Systemen (Operational und Business Support Systems) sowie IT-Workloads eingesetzt, die traditionell von einer Enterprise Cloud verwaltet werden. Dadurch erweitern sich die Möglichkeiten der Workloads, und sie können zwischen Private und Public Clouds verschoben werden. Infolgedessen beginnen sich die Grenzen der traditionellen Telco-Cloud über Private Clouds hinaus auf Hybrid Cloud- und Multi Cloud-Umgebungen auszudehnen. 

Da Telco-Clouds in der Regel darauf ausgerichtet sind, restriktivere Netzfunktionen auszuführen, die ein höheres Maß an Beobachtbarkeit, Kontrolle, Fehlertoleranz und Verfügbarkeit erfordern, vollzieht sich der Übergang weg von diesen bewährten monolithischen VNFs relativ langsam. Tatsächlich werden in vielen Telco-Clouds immer noch wichtige Funktionen von monolithischen VNFs in Private Clouds gesteuert, die konsistent mit containerisierten CNFs in Public Clouds interagieren.

Die Realität von Multi Clouds und Hybrid Clouds in der Telekommunikation

Da zunehmend mehr Workloads in die Cloud verlagert werden, werden Cloud-Ressourcen zwischen Legacy-VNFs und containerisierten CNFs gemischt, um disaggregierte Netzfunktionen (mit zusätzlichen OSS-, BSS-Systemen und IT-Workloads) auszuführen. Vorbei sind die Zeiten, in denen Telekommunikationsunternehmen mit einer einzigen Cloud auskamen. Heute sind maximale Flexibilität und Portierbarkeit der Workloads von entscheidender Bedeutung. 

Telco-Cloud ist eine Technologie, die sich sowohl in Multi Cloud- als auch in Hybrid Cloud-Umgebungen nativ und effizient ausführen lässt. Daher sind Tools, Plattformen und Services, die für die Hybrid Cloud entwickelt wurden und unabhängig vom Implementierungsort konsistent ausgeführt werden, ein entscheidendes Tool für den Erfolg beim Aufbau einer Telco-Cloud.

Die wichtigsten geschäftlichen Vorteile der Telco-Cloud sind eine verbesserte Kundenzufriedenheit, eine größere geschäftliche Agilität und eine Senkung der Kosten, da Kapitalausgaben (CapEx) und Betriebsausgaben (OpEx) durch den Einsatz nicht spezialisierter Hardware und Automatisierung reduziert werden.

Moderne Telekommunikationsunternehmen nutzen die Telco-Cloud für folgende Bereiche:

• Differenzierung durch neue Services und Fähigkeiten, die von Mitbewerbern nicht einfach repliziert werden können: Cloudnative Architektur und Anwendungsentwicklungsmethoden wie Agile und DevSecOps ermöglichen es Telekommunikationsunternehmen, die Zeit bis zur Bereitstellung drastisch zu verkürzen und die Zeit bis zum Umsatz zu verbessern, indem sie cloudbasierte Anwendungen und Funktionen, die auf bestimmte Kundensegmente ausgerichtet sind, schnell integrieren und dabei den Fokus auf die Sicherheit legen.
• Bereitstellung neuer, benutzerdefinierter Business-to-Business-Lösungen: Telcos können schnell und kostengünstig stark individualisierte Unternehmenslösungen auf den Markt bringen. Die Telco-Cloud vereinfacht die Zusammenarbeit mit Servicepartnern des Unternehmens mithilfe eines orts- und zeitunabhängigen Zugriffs auf viele verschiedene Geräte in Public Cloud Services.
• Generation neuer Einnahmequellen für 5G: Für eine effektive Monetarisierung der Fähigkeiten des 5G-Netzwerks sind die neuen Core- und Edge-Netzwerkfähigkeiten erforderlich, die die Telco-Cloud bietet.
• Schutz der Kunden und der Margen vor Mitbewerbern: Mit der Telco-Cloud können Serviceanbieter Geschäftsmodelle schnell anpassen, um Innovationen wie neue Produkte, Services und Preispläne zu testen. Sie optimiert auch den Einführungsprozess neuer Kundenerlebnisse und Kommunikationskanäle. Darüber hinaus ermöglicht die Telco-Cloud den Betreibern aufgrund ihrer geringeren CapEX- und OpEX-Anforderungen, der verbesserten Serviceresilienz und der Fähigkeit, schnell auf Störungen und Nachfrageschwankungen zu reagieren, Service-Levels und wettbewerbsfähige Preise beizubehalten.
• Aufbau stärkerer digitaler Beziehungen zu Kunden: Serviceanbieter mit hybriden Telco-Cloud-Bereitstellungen können die Vorteile erstklassiger Datenanalysen und künstlicher Intelligenz nutzen, die im Public Cloud-Bereich verfügbar sind, um die Präferenzen und Anforderungen ihrer Kunden besser zu erfüllen und vorherzusagen. Sie können auch ihre Kundendaten in der Cloud zentralisieren, um isolierte Datenbanken zu beseitigen, eine 360-Grad-Sicht auf den Kunden zu erstellen und ein ansprechendes Omnichannel-Kundenerlebnis zu bieten.

Enterprise Clouds führen interne Verwaltungsfunktionen aus und können über kundenorientierte Portale verfügen, die alle als Mischung aus Public Cloud-, Private Cloud- und Hybrid Cloud-Konfigurationen bereitgestellt werden. Traditionell konzentrieren sich Telco-Clouds auf die Ausführung restriktiverer Netzfunktionen und grundlegender Geschäftsanwendungen, die ein viel höheres Maß an Beobachtbarkeit, Kontrolle, Fehlertoleranz und Verfügbarkeit erfordern.

Für vRANs (Virtual Radio Access Networks) und Open RAN ist beispielsweise eine Echtzeitumgebung erforderlich, die sich bis an den Rand des Netzwerks erstreckt und strenge Anforderungen an Durchsatz, Latenz und Resilienz erfüllt, die über die Kapazitäten einer typischen Enterprise Cloud hinausgehen. 

Die Telco-Cloud kann auf Ressourcen außerhalb der Private Clouds des Betreibers zugreifen, um die Funktionen der Public Cloud zu nutzen und eine Hybrid Cloud-Umgebung aufzubauen. Während Rechenzentren an feste physische und logische Grenzen gebunden sind, erstrecken sich Telco-Clouds über Rechenzentren, Central Offices und sogar Edge-Standorte. Mit einer Telco-Cloud werden Netzfunktionen und andere Workloads dort ausgeführt, wo sie für Parameter wie Effizienz, Performance, Latenz und Kundenerlebnis optimal eingesetzt werden können.

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Neudefinition der Netzwerk-Performance auf Betreiberniveau

Eines der entscheidenden Merkmale einer Telco-Cloud ist ihre Fähigkeit, Endbenutzenden eine Verfügbarkeit oder Erlebnisqualität auf Betreiberniveau zu bieten. In der Regel wird dies als die Erwartung eines ununterbrochenen Service-Levels definiert, oft mit einer Garantie oder einem Service Level Agreement (SLA) von 99,999 % Zuverlässigkeit, als Prozentsatz der Verfügbarkeit oder Betriebszeit. Dies entspricht einer Ausfallzeit von maximal 5,26 Minuten pro Jahr.

In der Vergangenheit mussten die meisten Netzfunktionen von Telekommunikationsunternehmen in einer streng kontrollierten Private Cloud ausgeführt werden, um ein Netz auf Betreiberniveau aufrechtzuerhalten. Enterprise Clouds waren nicht an strenge Anforderungen auf Betreiberniveau gebunden und konnten zu agileren Public Clouds wechseln.

Mit zunehmender Zuverlässigkeit von Multi Cloud- und Hybrid Cloud-Tools wurde jedoch immer mehr von der Telco-Cloud in Public Clouds verlagert, wobei der Betreiberniveaustatus beibehalten wurde.

Während Greenfield-Betreiber (diejenigen, die eine Infrastruktur aufbauen, wo es zuvor keine gab) eine vollständig cloudnative Umgebung von Grund auf neu erstellen können, müssen etablierte Betreiber ihre Telco-Cloud so aufbauen, dass sie mit Legacy-Netzwerkumgebungen kompatibel ist. Legacy- und cloudnative Netzwerke müssen für eine gewisse Zeit nebeneinander existieren, damit die Betreiber Netzfunktionen, Services und Anwendungen so migrieren können, die für ihr Unternehmen am sinnvollsten ist.

Bei der Migration zu einer cloudnativen Architektur ist ein ganzheitlicher Ansatz entscheidend. Die Migration kann schrittweise mit jeweils einer Netzfunktion oder einem Service implementiert werden, doch der Prozess sollte mit einer umfassenden Analyse der Cloud-Bereitschaft beginnen, die Infrastruktur, Anwendungen und Serviceportfolios, Organisation und Prozesse umfasst.

Wichtige Überlegungen: 

• Sämtliche Aufgaben intern erledigen, Aufbau eines Partnernetzwerks, Zusammenarbeit mit einem übergeordneten Systemintegrator oder eine Kombination aus den 3 Möglichkeiten
• Akzeptable Vorabinvestitionen, Risiken und Zeit bis zur Markteinführung 
• Optimale KPIs für Erfolg

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

• VNF-Migrationsstrategie: Legt fest, welche Netzfunktionen möglicherweise als VMs erhalten bleiben müssen und welche als cloudnative Microservices neu konzipiert werden können. 
• App-Migrationsstrategie: Legt fest, welche Anwendungen in eine cloudnative Infrastruktur migriert und welche als Microservices neu konzipiert werden können.
• Management- und Automatisierungsstrategie: Diese Strategie beschreibt die Tools, die zur effizienten Orchestrierung und Verwaltung der Umgebung verwendet werden, legt die Tools für die Automatisierung fest und definiert Prioritäten und Pläne für das Automatisieren von Prozessen.
• Mischung aus Private und Public Clouds: Legt die Zusammensetzung der Cloud auf der Basis von Parametern wie Ökosystem-Strategie, Wirtschaftlichkeit, operative Kapazität und Leistungsfähigkeit, Architektur und Markteinführungszeit sowie der Frage fest, wie sich diese Dinge im Laufe der Zeit ändern können.
• Partnernetzwerk: Dieser Prozess erfordert die Definition eines Pools aus potenziellen Partnern, basierend auf der Qualität ihrer Produkte, ihrer Services und ihres Support sowie ihrer Fähigkeit zur Zusammenarbeit. Diese Strategie sollte berücksichtigen, dass bestimmte Partner in einigen Regionen oder Produkt- und Servicekategorien derzeit oder später zu Mitbewerbern werden könnten.

Containerisierte Anwendungen können bei Bedarf von einer Private in eine Public Cloud migriert werden, ohne dass ressourcenintensive Integrationen erforderlich sind. Mehrere Public Clouds können die Kapazität erhöhen, die für die Resilienz zur Verfügung steht, wenn Ressourcen über die Kapazität eines einzelnen Cloud Service-Anbieters hinaus benötigt werden. Anwendungen, die in einer Public Cloud-Umgebung keinen Mehrwert bieten oder schlecht unterstützt werden, können problemlos wieder in die Private Cloud oder das Rechenzentrum migriert werden.

Das Netzwerk eines Anbieters cloudnativer Telekommunikationsdienste erfordert ein gewisses Maß an Robustheit, Zuverlässigkeit und Geschwindigkeit, um ein Benutzererlebnis auf Betreiberniveau zu bieten, das über das hinausgeht, was normalerweise von einer Enterprise Cloud erwartet wird. Deshalb benötigen diese Serviceanbieter Tools, die die einzelnen Workloads auf den verschiedenen Footprints ortsunabhängig unterstützen können.

Die offene, cloudnative Anwendungsplattform und die Infrastrukturtools von Red Hat bieten eine Vielzahl von Funktionen, kombiniert mit einem verifizierten und zertifizierten IT-Ökosystem aus Netzfunktionen und Anwendungen. Mit dieser Unterstützung verfügen Serviceanbieter über eine zuverlässige cloudnative Basis, um ein IT-Erlebnis auf Betreiberniveau zu bieten.

Red Hat bietet funktionsreiche Distributionen von Open Source-Projekten mit zusätzlicher Härtung und Integration, um die Benutzerfreundlichkeit zu verbessern, Verwaltungsfunktionen zu automatisieren und den Fokus auf Sicherheit zu erhöhen. Kunden von Red Hat profitieren von der Branchenexpertise des Unternehmens und dem Wissen, das es durch die Zusammenarbeit mit Telekommunikationsunternehmen und anderen Kunden auf globaler Ebene gewonnen hat.

Die Telco-Cloud-Lösung von Red Hat bietet Cloud-Plattformen auf Betreiberniveau, die virtuelle und cloudnative Netzfunktionen unterstützen.

Red Hat Lösungen

OpenStack hat sich zu einem Open Source-NFV-Infrastrukturstandard entwickelt, und Red Hat® OpenStack Services on OpenShift® ist eine führende kommerzielle Distribution.

Kubernetes ist die vorherrschende Technologie für die Orchestrierung von Container-Infrastrukturen mit Red Hat® OpenShift® als einer führenden kommerziellen Kubernetes-Lösung.

Red Hat OpenStack Services on OpenShift kann Serviceanbieter dabei unterstützen, ihre Telco-Cloud-Infrastrukturen der nächsten Generation zu erreichen. Da Red Hat Plattformen auf Red Hat® Enterprise Linux® basieren, gelten die Schwerpunkte Sicherheit, Zuverlässigkeit, Performance, IT-Ökosystem und andere Vorteile von Red Hat Enterprise Linux für den gesamten Stack.

Betreiber und die Anbieter, mit denen sie zusammenarbeiten, müssen Lösungen effizient erstellen und dann die beste Cloud-Infrastruktur für den Betrieb der einzelnen Lösungen auswählen. So wird die Nutzung von Hybrid Cloud-Infrastruktur vereinfacht, indem Workloads ohne Änderung auf mehreren Clouds ausgeführt werden können. Red Hat OpenShift kann Betreiber dabei unterstützen, eine konsistente Entwicklung, eine CI/CD-Pipeline (Continuous Integration/Continuous Delivery) und eine operative Umgebung mit einem besseren Fokus auf die Sicherheit von Anwendungen und Services zu etablieren.

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