5. nesil mobil iletişim olan 5G geldi ve bize çoğunlukla daha yüksek verim sağladı ve operatörlerin sürekli artan mobil veri trafiği talebini karşılamasına yardımcı oldu . 5G’nin bu ilk dalgası, “bağımsız olmayan modu” kullanır; bu, kapsama ve kontrol için hala mevcut 4G ağlarına bağlı olduğu anlamına gelir, bu nedenle 5G’nin bazı gelişmiş özellikleri henüz mevcut değildir.

Operatörler, 4G’den bağımsız olarak bağımsız bir modda çalışabilecek ikinci 5G dalgasının piyasaya sürülmesi üzerinde çalışıyor. Yalnızca bu bağımsız mod, ağın gecikmesini (kullanıcının veri talebi ile bu verilerin gerçek teslimi arasındaki gecikme) azaltabilir ve böylece artırılmış gerçeklik, e-sağlık ve ortak araçlar gibi uygulamaları destekleyebilir.

Bağımsız 5G’nin bir başka avantajı da, robotların ve araçların gerçek zamanlı olarak kontrol edilmesi gereken endüstriyel otomasyon gibi belirli kullanım durumları için özel 5G ağlarını devreye alma olasılığıdır. Bu zamana duyarlı iletişim, günümüzün 4G ve wifi ağlarının en son teknolojiye sahip olmasına rağmen sağlayamadığı yüksek hız ve güvenilirlik gerektirir.

Bununla birlikte, günümüzün 5G ekipmanı , özellikle radyo dalgalarını kullanarak terminaller arasında iletişim kurmaya yarayan “radyo erişim ağı” (RAN) adı verilen kısım olmak üzere, 4G muadilinden çok daha pahalıdır . Özel 5G dağıtımları oluşturmak bu nedenle çok pahalıdır. Ayrıca, bugün yalnızca bir avuç RAN ekipmanı üreticisi var ve bunların ürünleri, endüstride geleneksel olduğu gibi, tescilli ve kapalı, bu da onları özel 5G ağlarının belirli gereksinimlerine uyarlamayı zorlaştırıyor.

Radyo Erişim Ağı ekipmanının açılması

Bu sorunlara gelecek vaat eden bir çözüm, “açık RAN ​​mimarisi”dir. Bu, bir RAN’ın geleneksel bileşenlerini, aralarında açıkça tanımlanmış arabirimler bulunan birkaç küçük bileşene ayırır (bkz. Şekil 1). Bu “bölünmüş mimari”, düşük gecikme süresi veya yüksek verimlilik gibi farklı kullanım durumlarına uyarlanabilen daha esnek dağıtımlara olanak tanır.

Ayrıca açık RAN ​​tasarımı, RAN’ı akıllı, çevik ve programlanabilir bir şekilde kontrol etmek ve optimize etmek için kullanılabilen RAN Akıllı Denetleyiciyi (RIC) sunar. Bu, örneğin, farklı gereksinimlere (video akışı veya oyun gibi) sahip farklı kullanıcı grupları için hizmet kalitesini veya deneyim kalitesini optimize etmek, trafik yönlendirmesi veya kapsama optimizasyonu yoluyla kapsama alanını ve ağ verimini optimize etmek için kullanılabilir. Bunu yaparken akıllı denetleyici, RAN’dan gelen geri bildirimden de yararlanabilir ve optimizasyon için makine öğrenimi ve yapay zekadan gelen yöntemleri kullanabilir.

Açık bir RAN tasarımında, gerçek zamanlı kontrol ve yönetimin yanı sıra farklı unsurlar arasındaki arayüzler ve operasyon, O-RAN Alliance veya 3. nesil ortaklık projesi 3GPP gibi standardizasyon kuruluşları tarafından açık bir şekilde tanımlanır . Bu, potansiyel olarak farklı satıcılardan gelen bileşenleri karıştırmayı ve eşleştirmeyi mümkün kılar, böylece rekabeti artırır ve maliyetleri düşürür. Ayrıca, bir müşterinin ürünler için bir satıcıya olan bağımlılığını azaltır, böylece potansiyel olarak daha ucuz olan başka bir satıcıya kolayca geçebilir.

Şekil 1: Açık radyo birimi (O-RU), açık dağıtılmış birim (O-DU), açık merkezi birim (O-CU) ve RAN akıllı denetleyici (RIC) içeren açık RAN ​​mimarisi. O-CU, bir bölgede birden çok O-DU’ya hizmet verebilir ve tipik olarak yerel bir veri merkezinde veya bir merkez ofiste konuşlandırılır. O-DU birden fazla O-RU’ya hizmet verebilir ve bir sokak dolabına, bir binaya veya çok katlı bir binanın zeminine yerleştirilebilir. O-RU’ların her biri, belirli bir coğrafi alana hizmet eden bir antene yan yana yerleştirilmelidir. Elsa Couderc, Florian Kaltenberger

Açık kaynaklı yazılımların artan kullanımı

Açık RAN ​​mimarisinin bir diğer önemli avantajı, radyo birimi dışındaki tüm öğelerin genel amaçlı bilgi işlem ve ağ oluşturma ortamlarında potansiyel olarak çalışabilen “sanal ağ işlevleri” – yani yazılım – olarak uygulanabilmesidir. bulut üzerinde. Bu tür konuşlandırmalar bu nedenle bazen “sanallaştırılmış RAN” veya “bulut RAN” olarak adlandırılır. Bu, bu tür ağları fabrikaların, iş parklarının veya hastanelerin mevcut BT altyapısına yerleştirmeyi mümkün kılar ve bu da bir diğer önemli maliyet azaltıcı faktördür.

Sanal ağ fonksiyonları temel olarak yazılım olduğundan, maliyetleri düşürmenin bir sonraki doğal adımı bu fonksiyonlar için açık kaynaklı yazılım kullanmaktır. Açık kaynak, halihazırda mobil radyo ağlarının çoğuna sızmıştır. Gerçekten de günümüzde akıllı telefonların çoğu, açık kaynaklı Linux tabanlı bir işletim sistemi olarak Android kullanıyor. Bulut ve telekom ortamlarını çalıştırmak ve yönetmek için çok sayıda açık kaynaklı yazılım da mevcuttur .

RAN tarafında, OpenAirInterface (OAI) projesi , günümüzde 5G ağlarının en eksiksiz uygulaması olduğu ve genel amaçlı bilgi işlem ve radyo altyapısı üzerinde eksiksiz bir ağ çalıştırmanıza izin verdiği için bahsetmeye değer. Başlangıçta akademik ve araştırma amaçlı olarak oluşturulmuş, şu anda önemli bir ilgi görüyor ve bazı ürünlerde kendine yer buluyor. Ancak, onu O-RAN spesifikasyonlarıyla uyumlu hale getirmek ve gerçek dağıtımlara hazır hale getirmek için kararlılığı geliştirmek için hala bazı çalışmalar var.

Açık kaynak, mobil ağlarda güvenliği ve güveni artırmak için de çok iyi bir yöntemdir. Açık kaynaklı projelerin çoğu, kodu işlevsellik, performans ve güvenlik açısından sürekli olarak test eden ve analiz eden bağımsız kar amacı gütmeyen kuruluşlar tarafından yönetilir, bu nedenle potansiyel güvenlik tehditlerini ve arka kapıları devreye sokmak zordur.

Son olarak, açık kaynaklı yazılım, ürünlerini sıfırdan geliştirmek zorunda kalmadıkları ve topluluktaki diğer gelişmelerden yararlandıkları için yeni oyuncuların ve girişimlerin 5G pazarına girmelerini kolaylaştırır. Daha fazla girişim aynı zamanda daha fazla yenilik ve rekabet anlamına gelir ve bu nedenle nihayetinde özel 5G’nin maliyetlerini daha da düşürür. Yine açık kaynak olan Android işletim sisteminin, çok çeşitli yeni ve daha ucuz mobil cihazların yaratılmasına nasıl yol açtığını bir düşünün.

Açık RAN ​​ürünleri henüz emekleme aşamasındadır ve henüz büyük ölçekli ticari dağıtımlar için hazır değildir, ancak yine de dünyanın farklı yerlerinde umut verici saha denemeleri yapılmaktadır. Örneğin, Fransız operatör Orange is, Lannion ve Chatillon’da deneysel bir açık RAN ​​ağı kurmuştur. Ayrıca, farklı çalışmalar , açık RAN ​​pazarının 2024 gibi erken bir tarihte ve 2030 civarında kamu ağları için özel 5G ağları için geleneksel RAN pazarını geride bırakacağını öne sürüyor .

Sonuç olarak, açık RAN ​​ve açık kaynak, 5G ağlarının maliyetlerini düşürürken aynı zamanda belirli bir satıcıdan bağımsız bağımsız ağlar oluşturmaya katkıda bulunmak için mükemmel bir kombinasyondur.