Les réseaux d'accès radio (RAN)
Le terme générique « RAN ouvert » désigne une évolution de la technologie d'accès radio (RAN) déployée sur les réseaux de télécommunications. Il peut faire référence à l'utilisation de la virtualisation, des technologies de microservices et de conteneurs, et des interfaces ouvertes.
Pour comprendre le RAN ouvert, il faut d'abord savoir ce qu'est un réseau d'accès radio (RAN).
Le réseau RAN représente un segment d'un système de télécommunications sans fil. Composé de stations de base munies d'antennes, d'unités radio et de contrôleurs, il connecte des appareils (téléphones mobiles, ordinateurs ou machines commandées à distance, par exemple) aux autres segments du réseau via une liaison radio. Lorsqu'un appareil est connecté au réseau RAN, la station de base transmet le trafic associé (la voix, les données ou la vidéo) au réseau central de l'opérateur.
Une station de base typique comprend les éléments suivants :
- Des antennes, qui convertissent les signaux électriques en ondes radio
- Des unités radio, qui convertissent les informations numériques en ondes et assurent l'utilisation de la bonne bande de fréquences ainsi que du niveau de puissance requis pour chaque transmission
- Des contrôleurs, qui assument plusieurs fonctions de traitement du signal grâce à une combinaison d'équipements électroniques personnalisés et de logiciels permettant la prise en charge des communications sans fil. Ce sont les contrôleurs qui connectent la station de base au réseau central de l'opérateur.
Évolution des réseaux RAN
Dans un effort continu de développement des normes de télécommunications axées sur la stabilité des environnements, la version 15 du projet 3GPP (Third Generation Partnership Project) a séparé ou désagrégé le RAN en trois sections :
- L'unité radio (RU)
- L'unité distribuée (DU)
- L'unité centralisée (CU)
L'unité radio peut être installée dans l'antenne ou à proximité. L'unité distribuée et l'unité centralisée sont des composants de calcul qui envoient des signaux numériques via le réseau. Grâce à la séparation (ou désagrégation) des fonctions, il est possible de rapprocher l'unité radio de l'unité distribuée, et l'unité centralisée du réseau central. Le réseau RAN ainsi désagrégé reste toutefois dépendant d'un seul fournisseur.
Le modèle de RAN ouvert développé par l'O-RAN Alliance ajoute, entre autres, une interface de fronthaul ouverte entre la RU et la DU, ce qui permet la mise en œuvre d'un modèle RAN multifournisseur.
Jusqu'alors, à cause de l'architecture des RAN, il était très difficile de trouver une solution qui intégrait des éléments de différents fournisseurs.
La désagrégation du réseau RAN, la cloudification et l'introduction du RAN ouvert promeuvent la philosophie Open Source et offrent la possibilité aux opérateurs de faire appel au fournisseur de leur choix pour chaque composant du réseau (RU, DU et CU), en fonction de leurs besoins et environnements spécifiques. Alors même que les réseaux 5G augmentent considérablement la complexité et l'évolutivité des réseaux RAN, cette flexibilité est primordiale pour la nouvelle génération d'innovations dans les réseaux de télécommunications sans fil.
Ressources Red Hat
Terminologie des réseaux RAN
Plusieurs termes servent à décrire les normes, les technologies et les architectures qui sont apparues au cours de l'évolution du RAN. Le RAN virtualisé (vRAN) et le Cloud RAN désignent deux approches conceptuelles similaires, mais légèrement différentes.
vRAN et Cloud RAN
- Le modèle vRAN dissocie les composants logiciels RAN du matériel sous-jacent et exécute ses éléments en tant que logiciels. Cette virtualisation ne garantit toutefois pas la conformité aux critères de l'O-RAN, ni la possibilité de combiner des composants de plusieurs fournisseurs.
- Le Cloud RAN est un réseau vRAN basé sur des technologies cloud-native (des microservices et des conteneurs, par exemple) ainsi que sur une plateforme cloud qui héberge les charges de travail de la DU et de la CU. Ce modèle ne remplit pas non plus nécessairement les critères de l'O-RAN et ne permet pas toujours d'associer des éléments de différents fournisseurs.
RAN ouvert, O-RAN et OpenRAN
Bien que les termes « RAN ouvert », « O-RAN » et « OpenRAN » soient souvent utilisés l'un pour l'autre, ils n'ont pas la même signification :
- RAN ouvert est un terme générique qui désigne à la fois une tendance du secteur et les technologies et architectures de RAN ouvert qu'utilisent les opérateurs dans leurs réseaux.
- O-RAN fait référence à l'O-RAN Alliance et aux normes de cette communauté qui définissent de nouvelles interfaces et de nouveaux profils ouverts, en complément des spécifications du 3GPP.
- L'OpenRAN est un projet du TIP (Telecom Infra Project) qui intègre des éléments des critères du 3GPP et de l'O-RAN.
L'O-RAN Alliance est le principal organisme à définir des interfaces ouvertes pour l'architecture RAN. L'O-RAN a mis en place plusieurs groupes de travail (WG1 à WG9) avec pour mission de définir les composants désagrégés du réseau. Généralement, une solution annoncée comme compatible avec les RAN ouverts est conforme aux normes de l'O-RAN. Dans la pratique, la majorité des solutions de RAN ouvert respectent les critères de cette communauté.
Limites des réseaux vRAN et Cloud RAN non ouverts
Il est important de bien faire la distinction entre vRAN, Cloud RAN et RAN ouvert certifié par l'O-RAN, car en investissant dans un réseau Cloud RAN ou vRAN qui n'est pas ouvert, vous risquez de manquer de flexibilité pour vous adapter à l'évolution de la 5G.
Les RAN ouverts certifiés O-RAN offrent de nombreux avantages : ils encouragent la diversité des fournisseurs, fournissent des outils pour limiter les goulets d'étranglement et permettent de choisir les solutions les plus adaptées à chaque élément du réseau.
Diversité des fournisseurs
Une approche basée sur un fournisseur unique risque d'entraver le développement de votre entreprise. Certaines solutions RAN sont propriétaires, non interopérables, non conformes aux normes de l'O-RAN ou peuvent même être inadaptées à votre projet de réseau.
Goulets d'étranglement
Certains systèmes vRAN et Cloud RAN se composent d'une multitude d'éléments qui, même désagrégés, peuvent créer des goulets d'étranglement et des inefficacités en situation réelle.
Solutions de qualité
Afin d'optimiser l'efficacité d'un réseau RAN basé sur des composants désagrégés, il est important de se doter de solutions de qualité pour chaque composant. L'entreprise qui propose la solution RU la plus adaptée à vos besoins n'offre pas nécessairement de solution CU qui vous convient, ou peut-être même qu'elle n'en fournit pas du tout.
Avec un réseau RAN ouvert certifié O-RAN, vous choisissez les solutions les plus adaptées à chaque élément du réseau au lieu d'un système complet assemblé par un fournisseur unique.
Réseaux 5G
S'il est si fondamental d'optimiser chaque composant désagrégé du réseau, c'est parce que les réseaux 5G exigent une bande passante considérable et une fiabilité à toute épreuve en raison de leur extrême complexité et de leur étendue.
Les systèmes nouvelle génération basés sur la 5G requièrent une latence de l'ordre de la milliseconde. Chaque élément du réseau doit donc fonctionner au maximum de ses capacités.
Notre rôle dans le développement des réseaux RAN ouverts
Chez Red Hat, nous soutenons l'architecture et le modèle RAN ouverts.
L'évolution du réseau RAN requiert une plateforme cloud capable de prendre en charge plusieurs fonctions RAN, tout en couvrant l'intégralité du réseau de l'opérateur. Nous mettons l'accent sur l'amélioration de notre plateforme Kubernetes d'entreprise complète, Red Hat® OpenShift®, afin d'intégrer les exigences du RAN ouvert et de permettre aux professionnels du secteur de créer des fonctions réseau cloud-native faciles à mettre à l'échelle, du cœur du réseau jusqu'à la périphérie.
Avec la solution Red Hat OpenShift, les opérateurs accélèrent la distribution de leurs services, tout en réalisant des économies grâce au cloud. Cette solution s'appuie sur le framework GitOps pour automatiser le déploiement et l'exploitation afin de simplifier les workflows des opérateurs et réduire leur coût total de possession.
Et grâce à notre vaste écosystème de partenaires, les opérateurs sont libres de choisir auprès de plusieurs fournisseurs les fonctions logicielles et le matériel adaptés à leurs besoins.
Nous nous impliquons également dans les organisations et les initiatives qui façonnent le RAN ouvert. Aux côtés d'autres acteurs, nous surveillons notamment l'avancement de six des dix groupes de travail de l'O-RAN Alliance, et nous contribuons aussi à l'accélération de l'adoption des équipements informatiques ouverts dans le cadre de l'initiative RAN ouvert du TIP.
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