オープン RAN
O-RAN アライアンス、O-RAN アーキテクチャ、5G、およびテストソリューション
オープン RANとは
オープン RAN(オープン無線アクセスネットワーク)は、ホワイトボックスハードウェアや異なるベンダー製のオープンソースソフトウェア要素の統一相互接続規格など、RAN 要素の相互運用性と標準化に基づく概念です。オープン RAN アーキテクチャは、既製のハードウェア上にモジュール式基地局ソフトウェアスタックを統合し、さまざまなサプライヤのベースバンドおよび無線ユニットコンポーネントをシームレスに連携して動作できるようにします。
従来型のリモート無線ヘッド RRH とベースバンドノード(BBU)をオープン無線ノード(O-RU)、オープン分散ノード(O-DU)、オープン集約ノード(O-CU)に分離することで、O-RAN アライアンスにより定義され、3GPP によりサポートされるオープン RAN アーキテクチャを仮想化、コンテナ化し、オープンで相互運用可能なコンポーネントを使用できます。
オープン RAN は、効率性、インテリジェンス、汎用性という共通の属性を通じて、合理化した 5G RAN パフォーマンス目標を設定します。ネットワークエッジに配備されたオープン RAN は、ネットワークスライシングユースケースを効果的にサポートしながら、低遅延および高信頼性を要求される自律輸送などの 5G アプリケーションを可能にします。オープン RAN はまた、セキュアで効率的な無線によるファームウェアのアップグレードを可能にします。
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End-to-End ポートフォリオ
VIAVI は、卓越したオープン RAN テスト会社として、オープン RAN のライフサイクル全体にわたる RANtoCore™ の堅牢なテスト、検証、保証ソリューションを含む End-to-End のオープン RAN ポートフォリオを開発してきました。
サポートと連携
VIAVI は、ラボからフィールドに至るオープン RAN テストツールの開発に関してパートナーと連携しサポートを提供することにより、マルチベンダー相互運用性(MV-IoT)の課題に取り組んできました。
VIAVI はどのようにしてオープン RAN エコシステムを実現するか
VIAVI は、O-RAN アライアンスのフロントホール仕様を採用し、O-RAN 準拠の RAN およびフロントホールテスト方法を開発し、業界のワークグループ内で多様なパートナーシップを確立することで、オープン RAN の開発と展開の成功に向けた多面的な取り組みを確立してきました。導入したネットワークインフラのコストを抑制するには、ビルトインテストへの依存を最小限に抑えた相互運用性テスト方法を使用することが不可欠です。これには、オープン RAN のフィールドパフォーマンスを評価する方法の開発も含まれます。
VIAVI は、ラボからフィールドに至る O-RAN 準拠のテストツールの開発に関してパートナーと連携し、サポートを提供することにより、MV-IoT の End-to-End(E2E)性能テストの課題に取り組んできました。これには、コンポーネントレベルのラップアラウンドテスト、特定の O-RU、O-DU、O-CUの組み合わせのパフォーマンスを検証するためのベンダーペアリング評価、および O-RAN 仕様準拠を確認するためのオープンインターフェイスのプロトコルコンプライアンステストなどがあります。
VIAVI は卓越したオープン RAN テスト企業として、オープン RAN ライフサイクル全体にわたる、堅牢なデバイス、アンテナ、コアテストソリューションをはじめとする E2E オープン RAN ポートフォリオを開発してきました。包括的なオープン RAN テストプロセスは、各要素と要素の組み合わせをあらゆる方向でテストするという課題に対応する必要があります。
検証:NITRO® ワイヤレスは、クラウド、インテリジェンス、自動化、および NITRO(Network Integrated Test, Real-Time Analytics and Optimization、ネットワーク統合テスト、リアルタイム解析、および最適化)プラットフォームによって実現されるデジタルツインテクノロジーを使って、業界全体で 3GPP および O-RAN に使用されている実証済みのパフォーマンスと相互運用性のテストプラットフォームをもたらします。
ネットワークがより複雑で多層化するにつれて、ユーザーの観点からユーザーエクスペリエンスを測定し保証することに重点を置いて、実際のネットワークデータに基づいてモデル化された使用シナリオをエミュレートすることにより、新しいテクノロジーの提供を簡素化するための重要なインテリジェンスが生成されます。
NITRO® ワイヤレスは、エコシステムのすべての参加者(機器メーカー、サービスプロバイダー、半導体メーカー、ソフトウェア開発者、システムインテグレーター)が、インテリジェントで直感操作の自動化された方法で各段階のパフォーマンスを検証することでテクノロジー開発を加速できるようにする製品、ソリューション、サービスを提供します。
NITRO® ワイヤレステストスイートの一部である、業界トップの TM500 ネットワークテスターは、複数のセルおよび無線アクセステクノロジーにまたがる数千台のモバイルデバイスをエミュレートすることで、ユーザーエクスペリエンス(UE)を検証できるように設計されています。TM500 は、ネットワークの分離に依存しないテストプラットフォームを提供することで、マルチベンダーオープン RAN アーキテクチャの課題を軽減します。TM500 O-RU および O-DU テスターは、準拠、スループット、容量テストプロセスを簡素化し、O-RU なしでも実世界のフロントホールデータフローをエミュレートできます。
TM500 の主要属性である拡張性により、テスト範囲を機能および準拠テストから高容量 E2E オープン RAN パフォーマンステストまで拡張できます。小規模でソフトウェアのみの TM500 は焦点を絞った開発プロセスに適しているに対し、高速マルチポートテストは複数エンジニアおよびアプロケーションのニーズを同時に満たします。
NITRO® ワイヤレス TeraVM は、5G RAN およびコアネットワークパフォーマンステストに不可欠なツールで、コアエミュレーターは制御可能で再現可能な RAN テスト環境を提供します。TeraVM O-CU テスターは、O-CU の完全なラップアラウンドテストフレームワークを提供するため、堅牢なテストと最適化が可能です。
オープン RAN インフラでは、RAN インテリジェントコントローラー(RIC)は意思決定をサポートし最適化するために継続的な入力が必要です。TeraVM AI RSG テストは直感操作の RAN シナリオジェネレーターを使用し、ラボでのトラフィックフローパターンをシミュレートします。異常は、RIC のトレーニングと意思決定プロセスの評価に使用されます。TeraVM はまた、UE、gNB、O-CU、O-DU の任意の組み合わせの包括的な E2 インターフェイステストとスケーラブルなエミュレーションもサポートします。
オープン RAN エコシステムは、多様なサプライヤーからのマイクロサービスベースの xApp の混在する Near-RT RICの機能性のため、非常に複雑です。このため、サンドボックス開発からネットワーク運用に至るまでの製品ライフサイクルの全ての段階にわたり通信事業者が保証を確立することは困難です。独立に運用する場合にも並行して運用する場合にも、異なるソースからの xApp は一貫した互換性のある方法で実行する必要があります。異種の xApp を組み合わせる場合、異種のサービス加入者に対して通信事業者のポリシーを適用する際、それらが完全に検証されることが必要です。これには、複数ネットワークスライシングにわたって想定される広範なサービス、および一連の適切なモバイルプロファイルが伴う可能性があります。
TeraVM near Real Time RIC Test は、xApp で提案された RAN 変更の有効性を評価するためのテスト対象 RIC へのエミュレートされた RAN 入力を提供します。この機能により、AI により提案された結果を最適化して確立されたネットワーク KPI と比較できます。
NITRO® ワイヤレス Xhaul Advisor は、COTS ハードウェア上でて包括的な相互運用性テストを実行できる汎用性の高いオープン RAN テストソリューションです。TM500、TeraVM、Xhaul Advisor と併用することで、End-to-End テストケースでのタイミング、設定、パケットコンテントの問題によるエラーを効果的に特定し、トラブルシューティングすることができます。
Taas(Test as a Service、サービスとしてのテスト)
NITRO® ワイヤレス TaaS (Test as a Service) は、最先端のテストツールと専門知識へのアクセスによりお客様のテストプロセスを簡素化して 5G および O-RAN の市場投入までの時間を短縮することで、O-RAN プロジェクトを予定通りに遂行できるようにします。5G および O-RAN プロジェクトを予定どおり、予算内で実行することは困難ですが、VIAVI の専門知識と Test as a Srevice は、それらのリスクを軽減するのに役立ちます。TaaS は柔軟なソリューションですが、通常は最先端のラボベースのテスト機器の使用やスクリプトを作成して実行し、テストログを分析できるエキスパートエンジニアへのアクセスが含まれます。これにより、テスト機器に気を配る必要なく、製品の開発に集中できます。
検証:MTS-5800 は、業界最小のハンドヘルド式デュアルポート 100G 多目的テスターです。5G およびオープン RAN をサポートする上で、その効果がますます認められるようになってきています。MTS-5800 は、O-RAN ヘルス検証テストを実行することで、O-DU と O-RU 間のフロントホールのおおまかな問題を特定できます。このインターフェイスでのパケットキャプチャとフィルタリングを行うことにより、高度なトラブルシューティングと分析を行うことができます。MTS-5800 はまた、オープン RAN 同期テスト用のテストパラメータとプロファイルのフルセットも提供します。
オープン RAN 5G の展開が成功したことを検証するための無線パフォーマンステストには、ビームフォーミング性能検証、無線適合性テスト、送信電力測定、DL 変調品質検査などがあります。OneAdvisor 800 は、高度な 5G およびオープン RAN の導入および認証タスク用にカスタマイズされた多様で容易にアップグレード可能な機能セットを備えた、包括的なポータブル型 RAN テストソリューションです。ポータブル型 O-DU エミュレーションにより、フィールドエンジニアは O-RU 無線機能の即時検証、コミッショニングの加速が可能な上、ボタンの一押しで無線および光ファイバーテストレポートを生成できます。
可視性:VIAVI NITRO プラットフォームは、無線、RAN、トランスポート、コア全体にわたって卓越したネットワークの可視性を提供します。豊富なネットワークパフォーマンスデータは、O-RAN のパフォーマンスのより優れた知見を提供すると同時に、いつどこで、サービスおよびモバイル要件の変化に対して、自動ネットワークコントロールシステムを最適化するための介入が必要かの特定を支援します。展開前の段階でのテストを超えた新しいエッジの不具合ケースを検出し、パフォーマンスの低下として明確に示すことができます。これは、ネットワーク監視および保証システムが問題を検出し、原因を特定して、最適な緩和策を提供するための高度な分析機能を提供することで、ネットワークをより完全に把握できるようにすることを要求します。
5G RAN の分離とイノベーションに論理的に対応するものとして、オープン RAN の勢いは高まり続けています。VIAVI は、通信業界全体で機能横断的なフォーラムに積極的に参加することで、次世代のオープン RAN ネットワークを加速させています。年次 O-RAN アライアンスプラグフェストおよびテレコムインフラプロジェクト(TIP)サミットは、サービスプロバイダー、テクノロジー開発者、システムインテグレーター、テストソリューションリーダーがそれぞれのリソースと専門知識をプールする 2 つの機会です。
O-RAN アライアンスのエネルギーと抱負をTIP OpenRAN に一致させ、また取り組みの重複を最小限に抑えるために、両組織間で連絡協定が締結されました。これにより TIP が O-RAN 仕様に依存するようになるわけではありませんが、両グループ間の連携が強化され、双方の強みが統合されることになります。O-RAN アライアンス技術運営委員会による仕様策定に対するコミットメントにより、OpenRAN グループは、実世界での展開戦略に引き続き集中できるようになりました。
VALOR と NTIA
VIAVI Automated Lab-as-a-Service for Open RAN (VALOR) は、オープン RAN の相互運用性、パフォーマンス、セキュリティの完全に自動化されたオープンで公正なテストと統合を提供します。VALOR は、TM500 や TeraVM ソリューションを含む業界トップの VIAVI オープン RAN テストスイートを基盤として築かれています。LaaS(lab-as-a-service)モデルは、新しいオープン RAN プロジェクト、デザイナー、エンジニアが、資本投資なく、最先端のテストおよび社内の専門知識の恩恵を受けられるようにします。NTIA PWSCIF の第一回特定プロジェクト資金供与機会通知による助成金を受領した VALOR はまた、学術機関や NTIA 共同被授与者に無料アクセスを提供します。
Open RAN Policy Coalition(オープン RAN ポリシー連合)
Open RAN Policy Coalition は、オープンで相互運用可能な RAN ソリューションの採用を後押しし、前進させるポリシーを促進することを目的に 2020 年に結成されました。初期連合メンバー組織の 31 社には、世界最大および最も影響力のある通信、クラウドコンピューティング、およびネットワークテクノロジー企業の多くが含まれています。
Open RAN Policy Coalition は、特に 5G および 6G RAN アーキテクチャに関するオープン RAN の重要性につき、米国の立法者および政策立案者を啓発することに重点を置く一方、グローバルな実装にコミットしています。オープンで相互運用可能な RAN エコシステムに対する政府の支援は、世界中で部門横断的な業界の連携、競争、およびベンダーの多様性を促進することになります。
オープン RAN のエネルギー効率
3GPP は、5G ネットワークのトップ目標としてエネルギー消費量の低減を挙げていますが、セル密度の指数的な激増および Massive MIMO など新しい RAN 要素により、エネルギー効率は実現が困難になっています。オープン RAN は、クラウドネイティブな RIC で AI および MLを使用して継続的にリソースをバランスし、戦略的にセルや周波数をオフにして、ネットワークスライシングを再校正することで QoS とエネルギー消費量を同時に最適化することで、エネルギー消費量を低減する大きな力とみられています。VIAVI TeraVM RIC テストは、仮想テスト機能により、オープン RAN の展開および運用コストを削減し、開発者がサービス展開前に RIC アプリケーションアプリケーションの効率を正確に評価できるようにします。
オープンRAN と 6G
エネルギー効率、持続可能性、インテリジェントトラフックコントロールはまた、AI ネイティブ RAN 要素を 6G 規格に組み込むことで、6G の成功の基盤となっています。高密度 6G-IoT やエッジでの局所学習などのエネルギー消費の激しいアプリケーションを最適化するためには、大量のデータを処理するためのディープラーニング(深層学習、DL)モデル、およびネットワーク要素のパワーを調整するための強化学習(RL)アルゴリズムを含むオープン RAN RIC のユースケースが必要となります。
O-RAN RIC は、3GPP の進化経路に沿って AI および 6G RAN を完全に統合する絶好の機会を提供します。VIAVI 6G フォワードプログラム は、ワイヤレステクノロジーの研究、進化、テスト、およびO-RAN アライアンス、IoT 研究所(Institute for Wireless Internet of Things、WIoT)、Next G Alliance、その他の業界リーダーとの連携により、6G とオープン RAN の相乗効果を発揮するのを支援しています。
最先端を行く
オープン RAN ナレッジハブ
オープン RAN エコシステムの展望から、それぞれ異なるミッションとフォーカス領域を持つ相乗的なプロジェクト、アライアンス、作業グループの形成が進展しました。これらの取り組みは、標準化された要素とインターフェイスを使用して、オープン RAN 環境を実現するという目標を共有しています。
OpenRAN
OpenRAN(スペースなし)は、2017 年に テレコムインフラプロジェクト(TIP)によって開始されたプロジェクトグループであり、ベンダー中立の汎用ハードウェアおよびソフトウェアで定義されたテクノロジーに基づいて 2G、3G、および 4G RAN ソリューションを定義し構築することを目的としたものです。これには、汎用処理プラットフォーム(GPPP)とイノベーションのペースを加速する分離型ソフトウェアに基づくプログラム可能な仮想化 RAN ソリューションの作成などがあります。OpenRAN コングロマリットは、多岐にわたる会員組織の専門知識を適用し、ユースケースの分析やオープン RAN フロントホールアルゴリズムの開発を行ってきました。
O-RAN
「O-RAN」は「オープン RAN」の略語ですが、ハイフン付きの命名法は、グループの設立以来、より具体的に O-RAN アライアンスを指すようになってきました。O-RAN アライアンスのイニシアチブは、オープン RAN アーキテクチャ仕様の公開に加えて、人工知能(AI)の組み込み、適切な標準化を推進するためのインターフェイスと API の指定、必要なサプライチェーンインフラの確立に重点を置いてきました。こうした取り組みにより、オープン性とインテリジェンスの基盤となる O-RAN の柱がさらに安定するものとなっています。
vRAN
仮想化 RAN(vRAN)は、オープン RAN アーキテクチャの主要な実現技術です。ネットワーク機能仮想化(NFV)の原則を適用してハードウェアとソフトウェアを分離することで、RAN の俊敏性、柔軟性、アップグレードのしやすさが向上します。また、vRAN はそれ固有の効率性とセキュリティの向上により、ネットワークリソースのより動的な制御が必要となる複雑なユースケースやアクセステクノロジーを使用したオープン RAN 5G システムの不可欠な要素にもなっています。
O-RAN アライアンスは、2018 年に世界各地の無線アクセスネットワークを進化させるという目標を掲げて、ネットワーク事業者のグローバルコンソーシアムによって設立されました。これは、仮想化ネットワーク要素、ホワイトボックスハードウェアおよび RAN へのオープンインターフェイスへの移行によって実現することができます。
オープン性とインテリジェンスの補完的な柱に基づいて構築された O-RAN アライアンスは、オープンフロントホールアーキテクチャ、RAN のクラウド化、NR プロトコルスタックのソフトウェア仕様など、野心的な技術目標を持つ 8 つの独立したワーキンググループを組織化しました。
VIAVI は、O-RAN アライアンスの主要な貢献企業として、基本となるマルチベンダー相互運用性テスト(MV-IoT)分野で協力し、異なるオープン RAN フロントホールコンポーネント、分離型ソフトウェア、連携して動作する複数のサプライヤからのハードウェア要素に対する信頼を確保しようとしています。
VIAVI は、O-RAN アライアンスの作業グループおよびフォーカスグループに積極的に参画し、相互運用性テスト仕様、E2E テストフレームワーク、オープンフロントホール、xHaul トランスポート、プラグフェスト、テストと統合フォーカスグループ(TIGG)に貢献しています。
O-RAN アライアンスによって導入されたリファレンス O-RAN アーキテクチャは、オープンハードウェア上で仮想化された RAN と、無線制御固有の人工知能を備えた次世代 RAN インフラを目指して、構想されました。
O-RAN アーキテクチャの機能モジュールには、ポリシー管理や解析などの操作を実行する RIC 非リアルタイムレイヤー、ロードバランシング、ハンドオーバー、干渉検出などの時間依存機能を実行する RIC ニアリアルタイムレイヤーが含まれます。レイヤー統合により、RIC ニアリアルタイムレイヤーは、インテリジェントに鍛え上げられたモデルと RIC 非リアルタイムレイヤーによって分けられるリアルタイム制御機能を活用できます。
仮想化プラットフォームに導入された Multi-RAT CU プロトコルスタックは、4G または 5G のプロトコル処理をサポートしつつ、セキュリティの分離と仮想リソースの割り当てなどの機能を果たします。オープン分散ノード(O-RU)およびオープン分散ユニット(O-DU)エレメントは、eCPRI および ROE をサポートするために定義された下位レベルスプリット(LLS)を備えた O-RAN フロントホールインターフェイスを介して統合されます。これらのインターフェイスの定義と標準化が進むと、相互運用性、競合さらにはイノベーションが O-RAN サプライチェーンにもたらされることになります。
オープンRAN 5G
分離は、5G の導入と進化に不可欠であり、これによりモバイル事業者は RAN ネットワークをオープン化し、マルチベンダーソリューションを活用できるようになります。オープン RAN は、5G の多様なユースケースや要件に対応する RAN のカスタマイズと柔軟性を実現する新しい手段を提供します。
オープン RAN 5G エコシステムへの新たな参加者の参入障壁を下げることで、進化する顧客の期待に応えるために必要なイノベーションの可能性を完全に解き放つことができます。通信事業者は、個々のネットワークのユースケースプロファイルに基づいて、ベストなコンポーネントを利用することができるようになります。これにより、ネットワークのさまざまな部分を個別に開発することで開発サイクルを短縮しつつ、より多くの革新力をまとめて活用できるようになります。
クラウド RAN(cRAN)などの過去の RAN イノベーションによって運用効率は向上しましたが、これまでの進歩では、通信事業者はベンダーロックインからは解放されませんでした。オープンなマルチベンダー RAN エコシステムを実現することで、オープン RAN はクラウド規模の経済と競争を RAN にもたらします。市場の要素と、仮想化によってすでに形成されつつある、より柔軟な RAN アーキテクチャを組み合わせることにより、以前よりもはるかに短い市場投入時間(TTM)を実現できます。
ベンダー固有の RAN パラダイムから脱却することで、通信事業者の柔軟性が向上するだけでなく、RAN の実装と最適化のすべての面で単一ベンダーに依存する「シークレットソース」も最小化されます。
新規参入者による競争と拡散により、オープン RAN 機器のコストが低下する可能性があります。また、オープン RAN をもつ通信事業者間の相互運用性は、既存の LTE ネットワークの効率性を向上させるために使うこともできます。これは、5G RAN の導入の前提となる仮想化と分離を引き続き組み込むことになるためです。
マルチベンダーのオープンエコシステムでシームレスな相互運用性を実現することで、テスト、管理、統合に関する新たな課題が発生します。こうした課題を克服するには、不断の努力と協力が必要です。単一ベンダーモデルでは、責任の所在は明らかであり、問題の切り分けとトラブルシューティングは、確立されたコマンド構造によって管理されます。
ベンダーが分散した場合は、根本原因の特定が不確実な場合に責任のなすり合いになる可能性があります。これらの同じ複雑さは、一連の新しいオープン RAN プレーヤー全体の管理とオーケストレーションの責任を希薄化することにより、予定通りのサービス開始や売上の増加を阻む可能性があります。
柔軟な相互運用性という魅力的なオープン RAN の概念は、テストと統合にも課題をもたらします。運営経費(OPEX)と総所有コスト(TCO)の削減というオープン RAN の約束を果たすために、通信事業者はマルチベンダーの細分化された要素に責任を持ち、QoE(エクスペリエンス品質)基準を維持するために連携するようにする必要があります。
オープン RAN は数十にのぼる新規参入者の参入障壁を軽減しているため、相互運用性は、O-RAN アライアンスと OpenRAN グループの両方にとって最も重要な懸念事項となっています。この課題に対応するため、ドイツのベルリンにあるオープンテスト&インテグレーションセンター(OTIC)が、商用のオープン RAN 開発と相互運用性テストのためのコラボレーションハブとして設立されました。通信事業者主導の OTIC イニシアチブは、分離型 RAN コンポーネントの検証、統合テスト、検証へのコミットメントを共有するグローバルな通信組織のサポートから恩恵を受けています。
OTIC ラボは、ソフトウェア開発者、機器メーカー、システムインテグレータが、O-RAN アライアンス仕様に機能的に準拠していることを検証できる共通のテストプラットフォームと手法を備えた構造化された環境を提供しています。ネットワーク展開前に、分離型 5G アクセスインフラ要素の相互運用性を完全に検証できます。これ以外の OTIC ラボも現在世界中で計画され、設立されてきており、VIAVI は、O-RAN アライアンス主導のイニシアチブにおいて、マルチベンダー相互運用性テストに取り組み続けています。
印刷物
ホワイトペーパーおよび書籍
アプリケーションノート
ビデオ
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VIAVIはお客様の成功のお手伝いをします。