Kiến trúc Open-RAN 5G dễ dàng nâng cấp và mở rộng mạng 5G

Kiến trúc Open-RAN

Kiến trúc Open-RAN 5G là gì

Kiến trúc Open-RAN 5G là kiến trúc mạng viễn thông mở để các thành phần của hạ tầng viễn thông tương tác với nhau nhờ giao diện và quy định kỹ thuật tiêu chuẩn.

Với Open-RAN, các nhà cung cấp dịch vụ viễn thông có khả năng lựa chọn từ nhiều nhà sản xuất khác nhau để tích hợp các thành phần mạng và tăng cường khả năng tùy chỉnh và linh hoạt của mạng.

Mục tiêu chính của Open-RAN là giảm sự phụ thuộc vào các nhà sản xuất thiết bị viễn thông lớn và tạo ra sự cạnh tranh và tính công bằng trong ngành.

Điều này được đạt được bằng cách sử dụng các giao diện tiêu chuẩn và quy định kỹ thuật tiêu chuẩn để đảm bảo tính tương thích giữa các thành phần mạng từ nhiều nhà sản xuất khác nhau.

Lịch sử phát triển

Kiến trúc RAN truyền thống

Trước khi có Open-RAN, kiến trúc RAN (Radio Access Network) trong viễn thông di động dựa trên các giải pháp tích hợp từ cùng một nhà sản xuất.

Các nhà cung cấp dịch vụ viễn thông phải mua các gói giải pháp hoàn chỉnh từ một số ít nhà sản xuất lớn.

Từ đó dẫn đến sự phụ thuộc cao vào các nhà sản xuất này và hạn chế tính linh hoạt và tùy chỉnh của họ.

Xây dựng các giao diện tiêu chuẩn

Bước tiến đầu tiên trong việc phát triển Open-RAN là sự ra đời của các giao diện tiêu chuẩn.

Các tổ chức tiêu chuẩn hàng đầu trong ngành viễn thông như 3GPP (3rd Generation Partnership Project) đã xác định và công bố các giao diện tiêu chuẩn cho các thành phần RAN.

Điều này cho phép các nhà sản xuất thiết bị viễn thông khác nhau tương thích và tương tác với nhau.

Lịch sử phát triển của Open-RAN

Xây dựng các quy định tiêu chuẩn

Sau khi có các giao diện tiêu chuẩn, các tổ chức tiêu chuẩn tiếp tục công việc của họ bằng việc xác định và công bố các quy định tiêu chuẩn cho các thành phần RAN.

Nhờ vào các quy định này, các thành phần từ các nhà sản xuất khác nhau có thể hoạt động cùng nhau theo cách không xung đột và tận dụng tối đa tính linh hoạt và tùy chỉnh.

Xây dựng và phát triển Open-RAN

Hiện nay, với sự phát triển của 5G, Open-RAN đã trở thành một xu hướng quan trọng trong ngành viễn thông.

Open-RAN không chỉ là các giao diện tiêu chuẩn và quy định chuẩn mức, mà còn là một triết lý thiết kế tổng thể cho hạ tầng viễn thông.

Các nhà cung cấp dịch vụ viễn thông ngày nay có khả năng lựa chọn từ nhiều nhà sản xuất khác nhau để xây dựng và tùy chỉnh mạng của họ.

Lợi ích của Open-RAN

Lợi ích của Open-RAN

Tính linh hoạt và mở rộng cao

Open-RAN (Open Radio Access Network) là một kiến trúc mạng di động mới cho phép các thành phần chức năng khác nhau trong mạng RAN (Radio Access Network) hoạt động cùng nhau một cách linh hoạt.

Các thành phần chức năng trong mạng RAN truyền thống thường được tích hợp sẵn và không thể thay đổi dễ dàng.

Điều này tạo ra những hạn chế đối với tính linh hoạt và mở rộng của mạng.

Với Open-RAN, các thành phần chức năng, chẳng hạn như BBU (Baseband Unit) và RRH (Remote Radio Head), được tách ra và có thể hoạt động độc lập.

Điều này cho phép các nhà cung cấp dịch vụ viễn thông lựa chọn từ các nhà cung cấp thiết bị khác nhau cho từng thành phần, tạo điều kiện thuận lợi cho tính linh hoạt và mở rộng cao hơn trong mạng 5G.

Giảm chi phí đầu tư ban đầu

Một trong những lợi ích quan trọng của Open-RAN là giảm chi phí đầu tư ban đầu cho các nhà cung cấp dịch vụ viễn thông.

Trong mạng RAN truyền thống, các nhà cung cấp dịch vụ phải mua các giải pháp từ một nhà cung cấp duy nhất, gây áp lực lên giá cả và sự lựa chọn.

Với Open-RAN, nhà cung cấp dịch vụ có thể lựa chọn từ nhiều nhà cung cấp thiết bị khác nhau, tạo điều kiện thuận lợi cho việc đàm phán giá và giảm chi phí đầu tư ban đầu.

Ngoài ra, Open-RAN cũng cho phép sử dụng phần cứng tiêu chuẩn và phần mềm mã nguồn mở, giúp giảm thiểu chi phí mua sắm và duy trì thiết bị.

Điều này đặc biệt quan trọng khi triển khai mạng 5G, nơi yêu cầu sự đầu tư lớn vào hạ tầng.

Tăng tính cạnh tranh

Tăng tính cạnh tranh trong ngành viễn thông

Với Open-RAN, các nhà cung cấp dịch vụ viễn thông có thể tăng tính cạnh tranh trong ngành.

Việc triển khai một mạng RAN truyền thống mới yêu cầu sự hợp tác chặt chẽ với một số nhà cung cấp thiết bị lớn.

Điều này tạo ra sự tập trung và giới hạn sự lựa chọn cho các nhà cung cấp dịch vụ.

Với Open-RAN, các nhà cung cấp dịch vụ không chỉ có thể lựa chọn từ nhiều nhà cung cấp thiết bị khác nhau, mà còn có thể tùy chỉnh và tự do thiết kế các giải pháp theo nhu cầu của riêng mình.

Điều này tạo điều kiện thuận lợi cho sự đa dạng hóa và tạo sự khác biệt trong thị trường viễn thông.

Khả năng tương thích với các công nghệ khác nhau

Open-RAN không chỉ hỗ trợ mạng 5G, mà còn có khả năng tương thích với các công nghệ di động khác như 4G, 3G và 2G.

Điều này cho phép các nhà cung cấp dịch vụ viễn thông chuyển đổi từ các công nghệ hiện tại sang 5G dễ dàng hơn.

Khả năng tương thích của Open-RAN giúp giảm thiểu rủi ro và chi phí khi triển khai mạng 5G.

Các nhà cung cấp dịch vụ không cần thay đổi toàn bộ hạ tầng mạng khi chuyển từ công nghệ hiện tại sang 5G, mà chỉ cần nâng cấp từng bước và thay thế từng thành phần khi cần thiết.

Tăng khả năng đa dạng hóa

Hỗ trợ triển khai các ứng dụng mới

Mạng 5G mang lại nhiều tiềm năng cho việc triển khai các ứng dụng mới như xe tự lái, Internet of Things (IoT), trò chơi thực tế ảo và nhiều hơn nữa.

Tuy nhiên, triển khai và quản lý các ứng dụng này yêu cầu tính linh hoạt và khả năng tương thích cao từ mạng di động.

Open-RAN cung cấp sự linh hoạt và khả năng tương thích để triển khai các ứng dụng mới trong mạng 5G.

Với việc tách rời các thành phần chức năng và sử dụng phần mềm mã nguồn mở, các nhà cung cấp dịch vụ có thể dễ dàng thích nghi và triển khai các ứng dụng mới theo yêu cầu của thị trường.

Tăng khả năng đa dạng hóa trong ngành viễn thông

Open-RAN không chỉ mang lại tính linh hoạt và khả năng tương thích cao cho mạng di động, mà còn tạo điều kiện thuận lợi cho việc đa dạng hóa trong ngành viễn thông.

Với kiến trúc truyền thống RAN, các nhà cung cấp dịch vụ thường bị ràng buộc bởi các giải pháp của một số nhà cung cấp thiết bị lớn.

Với Open-RAN, các nhà cung cấp dịch vụ không chỉ có thể lựa chọn từ nhiều nhà cung cấp thiết bị khác nhau, mà còn có thể tự do thiết kế và triển khai các giải pháp theo yêu cầu của riêng mình.

Điều này giúp tạo ra sự đa dạng hóa trong ngành viễn thông và khuyến khích sự tiến bộ và sáng tạo.

Thành phần cơ bản của Open-RAN

Thành phần cơ bản của Open-RAN

Remote Radio Unit (RRU)

Remote Radio Unit (RRU) là thành phần quan trọng trong hệ thống Open-RAN.

Nó là một thiết bị điện tử được đặt cách xa các phần khác của mạng di động, chẳng hạn như trạm cơ sở.

RRU có chức năng chuyển đổi tín hiệu từ digital sang analog và ngược lại, giúp truyền và nhận dữ liệu giữa thiết bị di động và mạng di động.

Một số tính năng quan trọng của RRU bao gồm:

Công suất phát cao:

  • RRU có khả năng phát sóng tín hiệu mạnh, giúp tăng phạm vi phủ sóng và cải thiện chất lượng dịch vụ.

Tiết kiệm năng lượng:

Linh hoạt trong triển khai:

  • RRU có kích thước nhỏ gọn và dễ dàng lắp đặt, cho phép triển khai nhanh chóng và linh hoạt trong các môi trường khác nhau.

Distributed Unit (DU)

Distributed Unit (DU) là thành phần quan trọng khác của Open-RAN.

Nó có vai trò quản lý và điều khiển các hoạt động của RRU. DU thực hiện các chức năng xử lý tín hiệu, mã hóa/giải mã, chuyển mạch và quản lý nguồn tài nguyên mạng.

Một số tính năng quan trọng của DU bao gồm:

Xử lý tín hiệu:

  • DU có khả năng xử lý tín hiệu từ RRU, bao gồm mã hóa/giải mã, chuyển đổi định dạng và xử lý lỗi.

Quản lý nguồn tài nguyên mạng:

Tích hợp linh hoạt:

  • DU có khả năng tích hợp với các hệ thống mạng di động khác, cho phép mở rộng và nâng cấp hệ thống dễ dàng.

Centralized Unit (CU)

Centralized Unit (CU) là thành phần quản lý toàn bộ hệ thống Open-RAN.

Nó có vai trò tổ chức và điều khiển các hoạt động của DU và RRU.

CU thu thập thông tin từ DU và RRU, phân tích dữ liệu và ra quyết định về việc điều chỉnh các thông số và cấu hình để đảm bảo hoạt động ổn định và hiệu quả của mạng di động.

Một số tính năng quan trọng của CU bao gồm:

Quản lý toàn bộ hệ thống:

  • CU quản lý toàn bộ hệ thống Open-RAN, bao gồm việc điều khiển hoạt động của DU và RRU, cấu hình mạng và theo dõi hiệu suất.

Quyết định thông minh:

  • CU sử dụng thuật toán thông minh để phân tích dữ liệu từ DU và RRU.
  • Từ đó ra quyết định về việc điều chỉnh các thông số và cấu hình để tối ưu hoá hiệu suất mạng.

Tích hợp với hệ thống quản lý:

  • CU có khả năng tích hợp với các hệ thống quản lý mạng tổng thể, cho phép quản lý và giám sát toàn diện của hệ thống Open-RAN.

Bộ điều khiển thông minh (O-CU)

Bộ điều khiển thông minh (O-CU) là thành phần quan trọng trong kiến trúc Open-RAN.

Nó có vai trò xử lý thông tin từ CU và tương tác với các thành phần khác của mạng di động.

O-CU thực hiện các chức năng như giám sát hoạt động của mạng, quản lý nguồn tài nguyên và cấu hình mạng.

Một số tính năng quan trọng của O-CU bao gồm:

Giám sát hoạt động của mạng:

  • O-CU thu thập thông tin từ CU và các thành phần khác của mạng di động để giám sát hoạt động tổng thể của mạng.

Quản lý nguồn tài nguyên:

  • O-CU quản lý nguồn tài nguyên của mạng di động, bao gồm băng thông, kênh truyền và công suất, để đáp ứng yêu cầu của người dùng.

Cấu hình mạng:

  • O-CU có khả năng cấu hình các thông số mạng như công suất phát sóng, tần số hoạt động và kênh truyền, giúp tối ưu hoá hiệu suất mạng.

Giao diện Open Fronthaul

Giao diện Open Fronthaul là giao diện kỹ thuật kết nối giữa RRU và DU/CU trong hệ thống Open-RAN.

Nó cho phép truyền dữ liệu giữa các thành phần của mạng di động và đảm bảo sự tương thích và tương tác giữa chúng.

Một số tính năng quan trọng của giao diện Open Fronthaul bao gồm:

Tốc độ truyền dữ liệu cao:

  • Giao diện Open Fronthaul hỗ trợ tốc độ truyền dữ liệu cao để đáp ứng yêu cầu của ứng dụng di động hiện đại.

Tính linh hoạt:

  • Giao diện Open Fronthaul được thiết kế để linh hoạt và có thể tuỳ chỉnh để phù hợp với các yêu cầu riêng biệt của từng mạng di động.

Tương thích tiêu chuẩn:

  • Giao diện Open Fronthaul tuân theo các tiêu chuẩn công nghiệp và chuẩn kỹ thuật để đảm bảo tính tương thích và tương tác giữa các thành phần trong hệ thống
Nguyên tắc hoạt động của Open-RAN

Nguyên tắc hoạt động của Open-RAN

Quá trình gửi dữ liệu

Quá trình gửi dữ liệu trong hệ thống Open-RAN bao gồm các bước sau:

  • Bước 1: Thiết bị di động (UE) gửi yêu cầu kết nối tới trạm cơ sở (Base Station).
  • Bước 2: Trạm cơ sở tiếp nhận yêu cầu kết nối và xác thực UE
  • Bước 3: Trạm cơ sở gửi thông tin về UE tới CU.
  • Bước 4: CU xử lý thông tin từ trạm cơ sở và quyết định cấp phát tài nguyên cho UE.
  • Bước 5: Thông tin về tài nguyên được gửi từ CU tới BBU.
  • Bước 6: BBU xử lý thông tin từ CU và chuyển tiếp nó tới RRH.
  • Bước 7: RRH nhận thông tin từ BBU và chuyển đổi thành tín hiệu RF để gửi đến UE.

Quá trình nhận dữ liệu

Quá trình nhận dữ liệu trong hệ thống Open-RAN tương tự như quá trình gửi dữ liệu, nhưng ngược lại. Các bước bao gồm:

  • Bước 1: RRH nhận tín hiệu RF từ UE và chuyển đổi thành dữ liệu số.
  • Bước 2: Dữ liệu số được chuyển từ RRH tới BBU.
  • Bước 3: BBU xử lý dữ liệu và gửi nó tới CU.
  • Bước 4: CU quyết định xử lý dữ liệu và cung cấp phản hồi cho UE.
  • Bước 5: Thông tin phản hồi được gửi từ CU tới BBU.
  • Bước 6: BBU xử lý thông tin từ CU và gửi nó tới trạm cơ sở.
  • Bước 7: Trạm cơ sở gửi thông tin đến UE.

Mô hình triển khai

Mô hình triển khai của Open-RAN có thể được chia thành hai loại chính:

Mô hình triển khai tổng quát (General Deployment Model)

Mô hình triển khai tổng quát của Open-RAN bao gồm các thành phần chính sau:

RRH (Remote Radio Head):

  • Được triển khai tại các trạm cơ sở để xử lý tín hiệu RF và chuyển đổi sang dữ liệu số.

CU (Centralized Unit):

  • Được triển khai tại trung tâm mạng để quản lý và điều khiển các trạm cơ sở.

DU (Distributed Unit):

  • Được triển khai tại trạm cơ sở để kết nối với RRH và xử lý dữ liệu số.

Mô hình triển khai phân tán (Distributed Deployment Model)

Mô hình triển khai phân tán của Open-RAN bao gồm các thành phần chính sau:

RRH (Remote Radio Head):

  • Được triển khai tại các trạm cơ sở để xử lý tín hiệu RF và chuyển đổi sang dữ liệu số.

DU (Distributed Unit):

  • Được triển khai tại trạm cơ sở để kết nối với RRH và xử lý dữ liệu số.

Sự tương tác giữa các thành phần

Sự tương tác giữa các thành phần trong mạng Open-RAN là quan trọng để đảm bảo hoạt động hiệu quả của hệ thống.

Dưới đây là một số ví dụ về sự tương tác giữa các thành phần chính:

Tương tác giữa RRH và BBU

  • RRH và BBU tương tác với nhau để truyền và nhận dữ liệu trong mạng Open-RAN.
  • RRH chịu trách nhiệm xử lý tín hiệu RF và chuyển đổi sang dữ liệu số, sau đó gửi nó cho BBU để xử lý.
  • Ngược lại, BBU nhận dữ liệu từ RRH, xử lý nó và gửi nó cho CU hoặc các thành phần mạng khác.

Tương tác giữa BBU và CU

  • BBU và CU tương tác với nhau để quản lý và điều khiển các trạm cơ sở trong mạng Open-RAN.
  • BBU thu thập thông tin từ RRH, xử lý nó và gửi nó cho CU để quyết định phân phối tài nguyên mạng cho các UE.
  • Ngoài ra, CU cũng có thể điều khiển BBU để thực hiện các chức năng khác như cấp phát các kênh truyền thông, xử lý lưu lượng mạng vv…

Tương tác giữa CU và các thành phần mạng khác

  • CU tương tác với các thành phần mạng khác như Core Network để kết nối với các dịch vụ bên ngoài mạng di động.
  • CU thu thập thông tin từ BBU và các thành phần khác trong mạng Open-RAN, sau đó xử lý thông tin này và gửi nó cho Core Network hoặc các dịch vụ bên ngoài.

Có thể bạn quan tâm

Trụ sở chính công ty Comlink

Liên hệ

Comlink_Adress_Logo

Địa chỉ

Tầng 3 Toà nhà VNCC 243A Đê La Thành Str Q. Đống Đa-TP. Hà Nội
Comlink_Workingtime_Logo

Giờ làm việc

Thứ Hai đến Thứ Sáu Từ 8:00 đến 17:30 Hỗ trợ trực tuyến: 24/7
Comlink_Email_Logo

E-mail

info@comlink.com.vn
Comlink_Phone_Logo

Phone

+84 98 58 58 247

Tư vấn

Please enable JavaScript in your browser to complete this form.