Redes de acceso por radio (RAN)
Las RAN forman parte de los sistemas de telecomunicación inalámbricos. Están compuestas por estaciones base que cuentan con antenas, unidades de radio y controladores que conectan los dispositivos, como teléfonos móviles, computadoras o cualquier máquina que se controle de manera remota, a otras partes de la red a través de un enlace de radio. Cuando un dispositivo se conecta a la RAN, la estación base tiene que transmitir el tráfico del dispositivo (voz, datos o video) a la red centran (CN) del proveedor de servicios.
Una estación de RAN básica está formada por los siguientes elementos:
- Antenas que convierten las señales eléctricas en ondas de radio.
- Unidades de radio, las cuales transforman la información digital en señales que se envían de manera inalámbrica y garantizan que las transmisiones estén en la banda de frecuencia correcta con el nivel de potencia necesario.
- Controladores que brindan un conjunto de funciones de procesamiento de señales y suelen utilizar productos electrónicos personalizados que se combinan con sistemas de software para posibilitar las comunicaciones inalámbricas. Estos controladores conectan la estación base a la red central de un proveedor de servicios.
Evolución de la RAN
Como parte del desarrollo continuo de estándares de telecomunicación para promover entornos estables, el 3GPP (3rd Generation Partnership Project: Proyecto Asociación de Tercera Generación) separó o dividió la RAN en tres secciones principales en sus especificaciones de la versión 15.
- La unidad de radio (RU)
- La unidad distribuida (DU)
- La unidad centralizada (CU)
La RU puede integrarse a la antena o ubicarse junto a ella. La DU y la CU son elementos informáticos que envían señales digitales a través de la red. Debido a esta separación o división, la DU puede ubicarse más cerca de la RU, y la CU, más cerca de la CN. Aun así, la separación o división de la RAN favorece los enfoques de un solo proveedor.
La O-RAN Alliance introdujo el modelo de RAN abierta, el cual presenta, entre otras cosas, una interfaz de conexión frontal (fronthaul) entre la RU y la DU, lo cual abre la posibilidad a un modelo de RAN de varios proveedores.
En el pasado, debido a la forma en la que estaban diseñadas las RAN, era muy difícil encontrar una solución que admitiera distintos elementos de diversos proveedores.
La distribución de la RAN, la migración a la nube y la introducción de una RAN abierta promueven una filosofía open source, la cual permite que los proveedores de servicios elijan los distintos elementos (RU, DU y CU) de varios proveedores que se adapten a sus entornos y necesidades específicos. Las redes 5G aumentan en gran medida la complejidad y el tamaño de las RAN, por lo cual este tipo de flexibilidad es fundamental para la última generación de innovaciones en las redes de telecomunicación inalámbrica.
Terminología clave de la evolución de la RAN
Como parte de la evolución de la RAN, se utilizan diferentes términos para describir los distintos estándares, tecnologías y arquitecturas. La RAN virtualizada (vRAN) y la Cloud RAN son dos enfoques conceptuales similares, pero con algunas diferencias.
Comparación entre la vRAN y la Cloud RAN
- La vRAN implica la separación del software de la RAN del hardware subyacente, y ejecuta los elementos de la RAN como software y no como hardware. Sin embargo, esta virtualización no implica necesariamente que la vRAN cumpla con las especificaciones de la O-RAN ni permite la combinación de elementos de distintos proveedores.
- La Cloud RAN es una vRAN diseñada con la tecnología de nube, que puede incluir microservicios, contenedores y una plataforma de nube para alojar las cargas de trabajo de la DU y la CU. Una vez más, la Cloud RAN no necesariamente cumple con las especificaciones de la O-RAN ni permite la combinación de elementos de distintos proveedores.
Comparación entre la Open RAN (RAN abierta), la O-RAN y la OpenRAN
Estos tres términos se suelen utilizar indistintamente, pero tienen distintos significados:
- RAN abierta es un término genérico que no solo hace referencia a un movimiento del sector, sino también a la tecnología y las arquitecturas abiertas de las RAN dentro de las redes de proveedores de servicios.
- El término O-RAN hace referencia a la O-RAN Alliance y a los estándares que allí se definen, los cuales complementan las especificaciones del 3GPP con la definición de nuevos perfiles e interfaces abiertos.
- OpenRAN es un proyecto que inició Telecom Infra Project (TIP), el cual incorpora las especificaciones de 3GPP y de la O-RAN Alliance.
La O-RAN Alliance es la principal asociación que define las interfaces abiertas de la arquitectura de la RAN. Su objetivo es organizar los elementos separados o divididos en distintos grupos de trabajo (WG) que irán desde el WG1 al WG9. Muchas veces, cuando una empresa dice que su solución cumple con la RAN abierta, quiere decir que cumple con las normas de la O-RAN, y la mayoría de las soluciones de RAN abierta siguen esos estándares.
Problemas de la vRAN y la Cloud RAN cuando no utilizan el enfoque abierto
¿Es necesario conocer la diferencia entre vRAN, Cloud RAN y RAN abierta con certificación de la O-RAN? Claro que sí, ya que invertir en una Cloud RAN o vRAN que no sea abierta podría impedirle evolucionar hacia la tecnología 5G, debido a que su red no será lo suficientemente flexible.
Algunas de las ventajas más importantes de la RAN abierta certificada por la O-RAN es que ayuda a impulsar la diversidad de proveedores, proporciona herramientas para eliminar los puntos de congestión y permite encontrar mejores soluciones para cada aspecto de la red.
Diversidad de proveedores
Un enfoque de un único proveedor puede suponer un obstáculo. Es posible que las soluciones RAN sean propietarias, no sean interoperables, no cumplan con la O-RAN o no sean adecuadas para la red que busca diseñar.
Puntos de congestión
Los sistemas vRAN y Cloud RAN de algunos proveedores pueden crearse a partir de elementos fijos y, por más que estén separados o divididos, pueden presentar múltiples puntos de congestión e ineficiencias a la hora de implementarlos en la práctica.
Las mejores soluciones
Al momento de diseñar una red utilizando elementos divididos, la red más eficiente utilizará las mejores soluciones para cada elemento de la RAN. Por ejemplo, la empresa que se encargue de diseñar la mejor solución de RU para la red podría no diseñar la mejor solución de CU para su red o, incluso, ninguna solución de este tipo.
Con una red RAN abierta creada para cumplir con las especificaciones de la O-RAN, puede seleccionar las soluciones más convenientes para cada parte de la red sin tener que adquirir un paquete completo de un único proveedor.
Redes 5G
Ahora bien, ¿por qué es tan importante obtener la eficiencia que ofrece la división de los elementos de la red? Lo que sucede es que las redes 5G son extremadamente complejas y se podrán ajustar según sea necesario, por lo que no solo deben tener un ancho de banda increíble, sino también ser sumamente confiables.
Las innovaciones de última generación basadas en la tecnología 5G requieren que los tiempos de respuesta de la red se midan en milisegundos, por lo que cada parte de la red tiene que funcionar correctamente y alcanzar su máximo rendimiento.
El papel que desempeña Red Hat en la RAN abierta
Red Hat sigue promoviendo la arquitectura y el modelo de RAN abierta.
La evolución de la RAN depende en gran medida de una plataforma de nube que pueda admitir varias funciones y que abarque toda la red del proveedor de servicios. Red Hat se centra en mejorar su plataforma de Kubernetes empresarial integral, Red Hat® OpenShift®, para cumplir con los requerimientos de la RAN abierta y permitir que el sector diseñe funciones de red en la nube que puedan ajustarse sin problemas a toda la red, desde el centro hasta el extremo.
Red Hat OpenShift permite que los proveedores de servicios aprovechen todos los beneficios económicos de la nube y agilicen la distribución de los servicios nuevos. Gracias a las operaciones y las implementaciones sin intervención en las que se utilizan marcos de GitOps, puede optimizar las operaciones de los proveedores de servicios con cargas de trabajo simplificadas que reducen el costo total de propiedad.
Además, el amplio ecosistema de partners de Red Hat garantiza la libertad de elección, de manera que los proveedores de servicios pueden elegir las funciones de software y el hardware de distintos proveedores que mejor se adapten a sus necesidades.
Sin embargo, la participación de Red Hat en la RAN abierta no se limita a Red Hat OpenShift, ya que también se involucra en otras organizaciones y proyectos que se encargan de definir los estándares. Red Hat ayuda a supervisar el progreso de 6 de los 10 grupos de trabajo de la O-RAN Alliance, y trabaja con la RAN abierta de Telecom Infra Project (TIP) para ayudar a agilizar la adopción de los sistemas de hardware abiertos.
