Как правильно планировать оптоволокно для сетей 5G?

От бэкхола…

Пожалуй, потребность в большем количестве оптоволокна наиболее явно ощутима в бэкхоле, не ограничиваясь лишь макро-сайтами. Пролиферация малых сот будет наблюдаться по мере обращения игроков сетей пятого поколения к более высоким частотам (со сравнительно короткими диапазонами сигнала). Такого рода уплотнение сети неизбежно, если операторы хотят увеличить емкость 5G и улучшить покрытие внутри помещений. Для малых сот, особенно в городских и перенаселенных районах, потребуется бэкхол, способный поддерживать огромные объемы трафика.  

Несомненно, в краткосрочной перспективе могут помочь технологии беспроводного бэкхола. Но даже в этом случае для более глубокого доступа в сеть RAN будут необходимы оптоволоконные точки присутствия. Без них для транзита трафика к ядру сети потребуется больше беспроводных скачков – соединений между антеннами. А поскольку каждый скачок увеличивает задержку, для операторов сетей пятого поколения, намеренных поддерживать видеоигры в реальном времени, автоматизацию заводских цехов, дополненную и виртуальную реальность, а также функционирование беспилотных автомобилей, такое решение не идеально. Каждое из приложений подобного типа требует «резвых» задержек передачи данных. 

Таким образом, с точки зрения производительности гораздо разумнее полагаться на практически неограниченную пропускную способность оптоволокна фронтхола, чем на микроволновые или традиционные медные соединения T1/E1. Такое решение оправдает себя в долгосрочной перспективе – а сети 5G просуществуют еще, по крайней мере, десятилетие.

 …до фронтхола

Наряду с уплотнением сети, планирование оптоволокна будет играть ключевую роль в переходе к архитектурам централизованной (C-RAN) и облачной RAN. В обоих случаях оптимизация фронтхола – связи между блоком цифровой обработки сигнала (Base­band Unit, BBU), обрабатывающим пользовательские и контрольные данные, и радиоголовками (Remote Radio Heads, RRH), антеннами – имеет решающее значение. 

C-RAN не ограничиваются лишь сетями пятого поколения. Некоторые операторы начали развертывать архитектуры C-RAN под сети четвертого поколения – они же становятся ключевым компонентом 5G, поскольку операторы стремятся снизить затраты на эксплуатацию и техническое обслуживание (O&M). Облачная RAN, еще одна ступень эволюции сетей доступа, аналогичным образом подрывает привычные методы работы. При отсутствии необходимых инструментов проектировщики сетей будут работать впустую. 

Обратимся к централизованным RAN. Вместо размещения BBU и RRH на одном объекте – традиционной архитектуры сети радиодоступа – расположенные в одной локализации BBU переносятся из своей базовой станции в единый аккумулирующий центр. Один BBU посредством соединений фронхола способен обслуживать множество RRH. 

При этом в облачной RAN на смену аппаратным блокам цифровой обработки пришли виртуальные модули, работающие на базовых серверах. Для удовлетворения меняющихся потребностей RRH аппаратные ресурсы могут динамически выделяться виртуальным BBU в конкретной локализации. Это позволяет обеспечить лучшую сбалансированность нагрузки мобильного трафика и более четкую координацию взаимовлияний, необходимые для максимально эффективного использования частотного спектра. Также становятся возможными экономия энергии (более оптимальное использование аппаратных ресурсов) и снижение затрат на эксплуатацию и техническое обслуживание (сокращение числа BBU и меньшая сложность оборудования на базовых станциях). 

Как в централизованных, так и в облачных сетях радиодоступа, в среде пятого поколения оптоволокно является идеальным носителем фронтхола – не только для обработки больших объемов трафика, но и для обеспечения задержки передачи данных и безотказности работы сети. 

Для умного планирования RAN…

Этого не избежать. Для того чтобы 5G приобрела широкую популярность у потребителей и привлекла бизнес, потребуется радикальная перестройка RAN. Как бы не морщились при мысли об этом сотовые операторы, профессиональное и экономически эффективное планирование сети может избавить от многих проблем, связанных с перестройкой сети RAN и развертыванием оптоволокна. 

Более того, при наличии надлежащих операционных процедур, когда различные проектные группы взаимодействуют, а не работают в изоляции, у операторов, предлагающих и мобильные, и широкополосные услуги, появляется потенциал для экономии средств. К примеру, базовые станции, как 5G, так и требующие большой пропускной способности 4G, вполне могут быть интегрированы в проектирование архитектур FTTH (fiber-to-the-home, «волокно до дома»). 

Верно и обратное: поскольку сегменты инфраструктуры могут быть общими, акцент на увеличение покрытия 5G и периферийных вычислений может подтолкнуть операторов к развертыванию FTTH в одной и той же зоне. Смещение вычислительной обработки и хранения данных к периферии сети, то есть ближе к пользователям, необходимо, если операторы 5G намерены получить доступ к новым приносящим доход услугам, требующим сверхнизких задержек передачи данных. В этом случае периферийные вычисления, скорее всего, потребуют дополнительного оптоволокна в RAN. 

Первым шагом к планированию сети такого рода – будь то автономная 5G сеть или конвергентная фиксированная и беспроводная игра – становится актуальная и полная картина существующих сетевых активов. Проектировщики должны с высокой степенью точности знать пропускную способность действующей сети. Также необходима информация о том, какие имеющиеся сетевые элементы могут быть усовершенствованы для увеличения пропускной способности. Только в этом случае проектировщики могут начать думать об оптимальном развертывании оптоволокна для удовлетворения прогнозируемого роста спроса на пропускную способность. 

…требуются сложные инструменты

Планирование сети не может вестись в отрыве от особенностей бизнес-модели. SunVizion Net Planning от Suntech представляет собой комплексное решение, ориентированное на окупаемость инвестиций (ROI). Расширив платформу по инвентаризации сети SunVizion Network Inventory высокоразвитым модулем планирования, операторы получат широкие возможности для решения масштабных задач по проектированию сети, поставленных технологией 5G и насущной необходимостью в прокладке большего количества оптоволоконных магистралей в RAN. 

Решение SunVizion Network Inventory дает фундамент для планирования сети. Оперативный персонал, обеспеченный четкой и точной картиной уже имеющейся сети (как в зданиях, так и за их пределами), способен без труда определить местонахождение объектов инфраструктуры (каналов, колодцев, узлов, шкафов и пр.), волоконно-оптических сетей (кабельных путей, оптических муфт, разветвителей и т.д.) и RAN (BBU, RRH, антенн и т.п.), расположенных за пределами зданий, и даже получить данные об оборудовании помещений внутри здания и о его размещении. 

Добавьте к этому SunVizion Net Planning – и сетевые планировщики смогут с уверенностью приступить к работе. Предположим, оператор сети 5G определил на городской карте места, где потребуются узлы сотовой связи и периферийные вычисления. Приложение SunVizion Network Inventory, работающее в тандеме с системой SunVizion Network Inventory, способно автоматически – в считанные минуты – предоставить подробную информацию о плане развертывания оптоволокна. Глядя на цифровую карту конкретно взятого города, сетевые проектировщики не только видят, где можно повторно использовать существующую инфраструктуру, а где должны быть проложены новые траншеи, но также получают оповещения о требуемой последовательности выполнения заданий и об общей продолжительности работ по расширению сети. Субподрядчикам направляется информация о том, что именно от них требуется. 

Модуль сетевого планирования разработан специально с мыслью о сокращении времени и затрат на внедрение новых услуг и архитектур. Уникальные алгоритмы, работающие на базе различных источников данных, оптимизируют процесс проектирования. Интегральной частью комплексного планирования становится учет не только существующей инфраструктуры и рельефа местности, но и возможности и стоимости аренды оборудования у других операторов. Таким образом, проектировщики способны быстро разрабатывать как оптимальные маршруты оптоволокна к базовой станции (Fiber To The Cell Site), включая пикосот и фемтосот, FTTA («волокно к антенне»), FTTB, FTTH, так и оптимальное расположение планируемых точечных ресурсов (активных и пассивных устройств, колодцев и пр.). Обнаружение конфликтов электропитания и расчет мощности, потребляемой каждым элементом сети – еще одна полезная функция системы SunVizion Network Planning & Design. 

Немаловажно и то, что приложение SunVizion Network Planning дает подробную информацию об объеме требуемых инвестиций. Затраты указываются отдельно по статям расходов на устройства, кабель, трубы и прокладку траншей. Кроме того, учитывается плата за аренду инфраструктуры. Если окупаемость инвестиций ROI соответствует принятым в компании стандартам, в руках операторов готовый проект. Вместо того, чтобы тратить недели на разработку нового плана, проектировщики сети могут сконцентрироваться на других ключевых задачах, таких как контроль процесса планирования. 

Планирование оптоволокна – ключ к оптимизации методов работы

У подхода Suntech есть и другие преимущества. Традиционно инвентаризация и планирование сети представляют собой две отдельные системы. Обновление базы данных сетевой инвентаризации происходит только после завершения актуализации сети – не лучшее решение для сетевых проектировщиков, стремящихся отслеживать доступность ресурсов на протяжении всего этапа развития сети. 

Более того, поскольку при инвентаризации и планировании обычно используются различные модели данных, существует необходимость в мануальном импорте данных из одной системы в другую. Это процесс трудоемкий, дорогостоящий и предрасположенный к ошибкам. Напротив, использующие одну базу данных системы планирования и инвентаризации сети SunVizion полностью совместимы, а любые изменения в сети легко и незамедлительно регистрируются. 

Впрочем, операторы могут посчитать излишним предоставление данных о находящихся в разработке сетевых ресурсах обслуживающему сеть персоналу. В SunVizion этот вопрос решаем: система позволяет работать в «многоверсионной» инвентаризационной базе данных. То есть обслуживающий персонал может иметь доступ только к имеющимся ресурсам (основная версия), в то время как проектировщики сети – видеть как существующие активы, так и ресурсы, находящиеся в стадии разработки (рабочая версия). Кроме того, система позволяет сотрудникам определенных отделов при необходимости просматривать уже подключенные, но еще не активные устройства (например, чтобы оценить время, необходимое для предоставления услуги заказчику в заданном месте). 

Когда разработка сети завершена, обновления синхронизируются с основной версией, к которой имеет доступ обслуживающий персонал. Весь процесс выполняется в одной среде, что исключает ошибки в данных и значительно сокращает продолжительность всей операции. Обслуживающему персоналу доступ к обновленной картине сети предоставляется уже через несколько минут после завершения реализации плана по ее расширению. Осуществляя сбор данных из систем управления сетью, SunVizion способен автоматически определить, соответствует ли плану фактическая конфигурация устройств, произведенная субподрядчиками. Также снимаются причины, по которым группы проектировщиков 5G и FTTH вынуждены были бы работать во изолированно: пользуясь предоставляемой Suntech единой базой данных инвентаризации сети, позволяющей получить целостное и актуальное представление обо всех активах, планировщики могут взаимно отслеживать свои действия. Кроме того, SNP предоставляет уникальный механизм, позволяющий проектировщикам объединять проекты. 

Операторы смогут проложить оптимальный путь к RAN, готовой к работе в среде пятого поколения, но только в том случае, если они решительно откажутся от неэффективных способов планирования сети.