Novo relatório da 5G Americas mostra evolução da Open RAN
A 5G Americas lançou o relatório “Trends and Developments in Open RAN” que mostra a evolução do ecossistema Open Radio Access Network (Open RAN). O documento detalha os avanços nas especificações técnicas, casos de uso inovadores, e a adoção crescente de soluções Open RAN em implantações comerciais em todo o mundo.
Com foco em flexibilidade, eficiência de custos e inovação, o Open RAN permite a integração de componentes de múltiplos fornecedores, promovendo a competitividade no mercado. Além disso, destaca-se pelo uso de arquiteturas nativas em nuvem, automação avançada e integração de inteligência artificial (IA) e aprendizado de máquina (ML) para otimizar o desempenho das redes.
Além disso, o estudo aponta o amadurecimento das soluções RAN Inteligente (RIC), que utilizam inteligência artificial (IA) e aprendizado de máquina para otimização dinâmica das redes, e a expansão dos casos de uso em áreas como redes não terrestres (NTN) e automação baseada em nuvem. Essa combinação de avanços coloca o Open RAN como um pilar essencial para a transição para redes 6G e para a expansão da conectividade global, segundo a 5G Americas.
Destaques do estudo
O relatório da associação destaca cinco itens que mostram a evolução do Open RAN:
Eficiência Energética
Avanços na funcionalidade de economia de energia da Open RAN incluem modos de hibernação avançados e desativação seletiva de canais de rádio. Essas práticas visam reduzir o consumo de energia nos componentes mais demandantes, como as Unidades de Rádio (O-RU). Técnicas como a suspensão parcial de operações e o desligamento de elementos específicos das antenas garantem eficiência sem comprometer o desempenho.
Beamforming Aprimorado
A introdução do beamforming baseado em sinais de referência para demodulação (DMRS-BF) melhora a eficiência do uplink ao deslocar cálculos para a Unidade de Rádio. Isso reduz a largura de banda necessária no fronthaul, otimizando o desempenho, especialmente em situações de largura de banda limitada. Apesar da complexidade adicional, esse método é integrado ao padrão para garantir a compatibilidade com outras soluções.
Soluções de Segurança
A arquitetura de confiança zero (Zero Trust Architecture) foi reforçada para proteger dados contra ameaças internas e externas. Soluções como o protocolo MACsec garantem confidencialidade e integridade do tráfego no fronthaul, complementando controles de autenticação baseados em portas IEEE 802.1X.
Maturação das Tecnologias RAN
A evolução da RAN Inteligente (RIC) permite maior programabilidade e automação, com aplicativos como xApps e rApps otimizando funções de rede. Tecnologias baseadas em inteligência artificial ajudam a melhorar a eficiência energética, a alocação de recursos e a experiência do usuário, com aplicações inovadoras como otimização de MIMO massivo e prevenção de sobrecargas de sinalização.
Expansão do Ecossistema
O ecossistema Open RAN continua a crescer, com mais de 50 implantações em mais de 20 países. A colaboração entre fabricantes, provedores de nuvem e operadoras promove padrões abertos e soluções interoperáveis. Iniciativas como o fundo de inovação sem fio nos EUA incentivam testes e adoção, consolidando um mercado diversificado e competitivo.
Casos de uso
O relatório detalha uma série de novos casos de uso que ilustram o potencial do Open RAN para revolucionar as telecomunicações, abordando soluções inovadoras em várias frentes. Aqui estão os principais casos de uso expostos no estudo:
1. Automação em Nuvem (Cloud Automation)
O Open RAN, em conjunto com a infraestrutura em nuvem, está permitindo uma automação de redes em grande escala, superando desafios operacionais tradicionais. A automação facilita a gerência e o dimensionamento de redes distribuídas de maneira mais ágil e eficiente. Com infraestrutura baseada em nuvem, é possível realizar a gestão do ciclo de vida completo da rede (desde a configuração inicial até a operação contínua), utilizando práticas de Integração Contínua/Entrega Contínua (CI/CD). Isso resulta em maior eficiência, redução de custos operacionais e rapidez na implantação. Isso reduz o tempo e a complexidade de lançamento de novas redes, tornando a operação mais ágil e permitindo uma resposta mais rápida às mudanças nas condições de tráfego e demanda.
2. Aceleração e Computação de Alto Desempenho (Acceleration/High-Performance Compute)
O processamento de alto desempenho é fundamental para funções complexas, como correção de erros no nível físico (FEC), que são essenciais para garantir a qualidade e a confiabilidade da rede, especialmente em redes de alta capacidade como 5G. O estudo destaca duas abordagens principais para aceleradores de hardware que ajudam a melhorar o desempenho:
Aceleração Inline (In-line acceleration): Processa os pacotes de dados enquanto eles fluem através da infraestrutura RAN, permitindo o desligamento completo da camada de camada 1 (L1).
Aceleração Lookaside (Lookaside acceleration): Desvia tarefas de processamento específicas para aceleradores dedicados, liberando recursos do processador central e melhorando a eficiência energética e o desempenho.
A 5G Americas diz que essas abordagens permitem escalabilidade e menor latência nas operações, atendendo à crescente demanda por altíssimo desempenho nas redes modernas.
3. mmWave
A tecnologia mmWave (onda milimétrica) é vista como crucial para expansões de 5G em ambientes urbanos densamente povoados, como centros urbanos, estádios e shopping centers, onde há alta demanda por largura de banda. Além disso, backhaul integrado sem fio pode ser usado para áreas onde a fibra ótica não está disponível. Ainda segundo o relatório, o Open RAN permite a integração flexível de diferentes tipos de unidades de rádio (RUs) para se adaptar aos diferentes cenários de implementação, o que torna o mmWave mais acessível e custo-efetivo.
4. Redes Não Terrestres (Non-Terrestrial Networks – NTN)
Uma das inovações descritas no relatório é a integração de redes não terrestres (NTN), especialmente com satélites. Essa integração oferece conectividade global, especialmente em áreas remotas ou de difícil acesso (como océanos, aviões ou regiões isoladas). O Open RAN facilita a integração de satélites com arquiteturas virtualizadas e nativas de nuvem, melhorando a interoperabilidade e minimizando as perdas de sinal.
5. Otimização de MIMO Massivo
O MIMO massivo (Multiple-Input Multiple-Output) é uma tecnologia chave para aumentar a capacidade das redes, especialmente em áreas densamente povoadas. O RIC (RAN Intelligent Controller) desempenha um papel fundamental na otimização do beamforming e no agrupamento de MIMO SU/MU (Single-User/Multiple-User), utilizando algoritmos avançados de IA/ML para otimizar a formação dos feixes, melhorar a potência do sinal e reduzir interferências. A expectativa é de melhora da taxa de transferência e redução de interferência, oferecendo uma experiência de usuário mais confiável e eficiente, especialmente em ambientes densos.
6. Otimização de Qualidade de Experiência do Assinante (QoE)
O RIC também é utilizado para otimizar os recursos de RAN com base nas exigências de QoS (Quality of Service) de diferentes serviços. O RIC pode monitorar e ajustar em tempo real os parâmetros de desempenho, como potência de uplink por dispositivo, garantindo que a experiência do usuário seja constantemente melhorada, mesmo em situações de tráfego intenso.
7. Proteção contra Tempestades de Sinalização
As tempestades de sinalização são um problema para as redes móveis, especialmente em cenários de picos de tráfego. O RIC usa algoritmos de ML para monitorar e mitigar os impactos das tempestades de sinalização em tempo real, protegendo a rede de sobrecarregamentos e falhas de serviço.
João Monteiro, IP News, 25 de novembro de 2024
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