RAN Sharing - Encontro Tele.Síntese · 2015. 12. 2. · • Maior eficiência na utilização de...
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43º Encontro Tele.Síntese
RAN Sharing
Mauro T. Fukuda
Diretor de Tecnologia e Plat. de Serviços
Tráfego
Receita Voz Dados
Cenário de Mudanças...
Crescimento rápido e consistente da banda larga móvel, que dobra ano a ano (em 2020 cerca de 1000x o
tráfego de 2010).
Tráfego de Dados Móveis
Em 2025 teremos cerca de 50 bilhões de dispositivos
conectados, dos quais cerca de 3 bilhões via rede celular.
Internet of Things
Os requisitos dos clientes não são iguais. É imperativo
descobrir quais os atributos de um produto ou serviço são
mais importantes para o cliente.
Experiência do Usuário
Principal dilema da banda larga: o descolamento entre
tráfego e receita, o que obriga a uma pesquisa contínua para
identificação de soluções com custos eficazes e acessíveis.
Tráfego & Receita
1000x
5G hnm
h21
h12
h11
HIGH ORDER MIMO
HIGH ORDER MODULATION
Smallcells
Heterogeneous Network
Pelo menos 1 GHz adicional por região para IMT-Advanced em 2020;
Recurso raro;
Harmonização;
Limpeza / refarming;
Recurso caro;
Mais Espectro
Eficiência espectral
Novos investimento em infraestrutura
Ciclo de vida e de adoção tecnológica
Escala de mercado
Novas Tecnologias
Barreiras legais para novos sites
Barreiras fiscais
Investimento em novo site
Controle de interferência
Capilaridade do backhaul
Mais Células
... Desafios
RAN SHARING: Motivadores
• Padronização do LTE
• Funcionalidades que permitem o compartilhamento de recursos de um mesmo equipamento. Recursos de
compartilhamento avançados com maior rendimento máximo por espectro compartilhado (até 6 operadores)
• Redução de CAPEX e OPEX:
• Custos de planejamento, implantação e expansão de redes
• Custos para manutenção, energia, aluguel, etc
• Maior eficiência na utilização de um recurso instalado
• Desafio regulatório: muitos sites em pouco tempo
• Demanda por dados cresce mais rápido do que a receita
• Novas fontes de receita
• O detentor da rede pode alugar capacidade para MVNOs
• Redes orientadas a serviços
• Competição baseada em cobertura competição baseada
em serviços e features
• Benefícios ambientais
• Redução do consumo de energia
• Menos impacto ambiental (menos torres e antenas)
280%
3 7
23
2001-09
12
19
45
48
2001-14
Open Access
MOCN
MORAN
Passive
TowerCo
Redes em Compartilhamento no Mundo
“Segundo Coleago
Consulting 2015 e OVUM
2014 o número de redes em
compartilhamento de
infraestrutura em 2014 foi
superior a 125 no mundo,
representando um
crescimento de 280% em 5
anos.”
Fonte: Coleago Consulting 2015
RAN Sharing no Mundo
Oi/TIM
Vivo/Nextel
Lightsquared
Orange & P4
Telenor & Tele2
LTE
Bell & Telus
Vodafone & O2
Vodafone & Orange
T-Mobile & 3
Telstra & 3
PTC & PTK
Vodafone & TIM
Zain & Essar
Vodacom & al
Telstra & H3G
Optus & Vodafone 3G
Modelos de Compartilhamento
Compartilhamento Geográfico e Roaming
Compartilhamento (passivo) do Site (espaço, torre, energia, transmissão)
Compartilhamento (ativo) da rede de acesso (RAN Sharing)
Compartilhamento Parcial da Rede Núcleo (CN)
Compart. Total da
Rede Núcleo
Compartilhamento realizado hoje
Rede Núcleo
PSTN/
PLMN
Roaming Compart. do Site
RAN Sharing
Rede de Acesso
Espaço Torre
Energia Transmissão
Compartilhamento Parcial ou Total da Rede Núcleo
- Compartilhamento
de sites (passivo):
espaço, mastros e
torres
- RAN Sharing (ativo):
implantação de um
equipamento (ex.:
eNodeB) para
atender 2 ou mais
operadoras
Modelos de Compartilhamento
A escolha do melhor modelo depende das premissas de compartilhamento como: abrangência, transparência de
serviços, rapidez de implantação, custos e complexidade .
MME MME
S-GW P-GW
S-GW P-GW
BSS OSS
BSS OSS
MORAN
Frequência Dedicada
MME MME
S-GW P-GW
S-GW P-GW
BSS OSS
BSS OSS
Site Sharing
MME MME
S-GW P-GW
S-GW P-GW
BSS OSS
BSS OSS
MOCN com Compart. de Frequência
MME
S-GW P-GW
S-GW P-GW
BSS OSS
BSS OSS
GWCN
MME
S-GW P-GW
BSS OSS
BSS OSS
Total Sharing
Co-site
Rede Núcleo
BSS OSS
Rede Núcleo
Roaming
BSS OSS
Aumento na complexidade de integração
* GWCN: Gateway Core Network , MOCN: Multi-Operator Core Network, MORAN: Multi-Operator Radio Access Network
Desafios Técnicos e de Implantação
• MORAN vs MOCN:
• MORAN não é padronizado e nem todas as soluções são idênticas, requerendo um alto nível de integração;
• CSFB (Circuit Switched FallBack):
• Coordenação de parâmetros TAC (Tracking Area Code) e LAC (Local Area Code) • Impactos na rede núcleo e sistemas BSS
• Interconexão:
• Definição do modelo de entrega de tráfego: Inter-AS, marcação de QoS; • Planejamento de endereçamento (IP, VPN) e configurações; • Segurança de rede (IPSEC, Security Gateway, CA);
• Integração do sistemas de suporte a operação (OSS):
• Integração as gerências de performance, alarmes e falhas.
• Criação do modelo de governança e gestão de rede comum;
• Definição dos Níveis de SLA:
• Definição dos objetivos de qualidade e planejamento de cobertura (nível de sinal na borda);
• Definição dos níveis de taxa garantida (CIR) e máxima (PIR)
• Planejamento de Rede de Acesso:
• Definição coordenada da nomenclatura e plano de endereço dos sites (IP, ECI etc.);
• Planejamento coordenado de TAC;
1
2
3PLMN1PLMN2
PLMN1PLMN2
PLMN1PLMN2
MOCN
1
A
2B
3
C
PLMN1
PLMN2
PLMN1PLMN2
PLMN1
PLMN2
MORAN
1
A
2B
3
C
PLMN1PLMN2
PLMN2PLMN1
PLMN1PLMN2
PLMN2PLMN1
PLMN1PLMN2
PLMN2PLMN1
Híbrido
Coordenação de TAC e LAC
MOCN vs MORAN
Interconexão e Backhaul
O que não está padronizado no RAN Sharing ?
Sem Reserva
Alocação Estática
Alocação Dinâmica
Resouce Blocks
Connected Users
Mesmo HW
MME
MME
MME
MME
OSS
OSS
• Funcionalidades de compartilhamento de capacidade:
• Sem Reserva (fully-pooled), • Alocação Estática (fully-Split), • Alocação Dinâmica (partial reservation);
• Contadores e KPIs por Operadora:
• Segregação de KPIs e Contadores;
• Gerência de QoS:
• Policing por operadora • traffic-shaping por operadora
• Transporte:
• Interface dedicada por Operadora (PLMN-ID)
• Tag de VLAN por Operadora (PLMN-ID)
• Segurança
• Gerência de Rede:
• Gerência de Falha por PLMN-ID
• Gerência de Performance por PLMN-ID
• Gerência de Configuração por PLMN-ID
• Nem todas as Modalidades são padronizadas:
• MORAN por exemplo, não é padronizado pelo 3GPP;
Desafios nas Diversas Áreas da Companhia
A tecnologia que permite o RAN Sharing é extremamente simples quando são
considerados os impactos na organização das empresas envolvidas.
Engenharia
Especificação de requisitos
Homolagação e Testes da Solução
Integração na Gestão do
Planejamento
Gerência de Capacidade
Gerência de Fornecedor
TI
Sistemas para Aprovisiona-
mento
Gestão do Ciclo de Faturamento
Operações
Gerência de Falha
Gerência de Performance
Gerência de Configuração
Garantia de SLA
Produtos & Novos Negócios
Modelo de Negócio
Modelo de Governança
Gestão do Ciclo do Produto
Regulamentação e Jurídico
Contrato
Suporte para situações de
conflito
Suporte junto à Anatel
P W X T U P W X V1 V2 V1 V2
25
00
25
70
26
20
26
90
Licença nacional (15+15 anos) Somente operadoras móveis (SMP) 2600 MHz
3GPP B7
W V1 V2 X
Leilão da Anatel 004/2012
A Oi adquiriu a sub-faixa V2 permitindo utilizar 1 portadora (10MHz + 10 MHz) na banda de 2.600 MHz em todo
território nacional com tecnologia de acesso LTE
RAN Sharing da Oi
RAN Sharing da Oi
2015
52%
133
31/Dez: Municípios com mais 200k habit.
80% cobertura área urbana
2016
63%
283
31/Dez: Municípios com mais 100k habitantes.
80% cobertura área urbana
2017
66%
414
31/Dez: 1/6 Municípios com pop. entre 30k e 100k habit.
80% cobertura área urbana
% 4G Total Pop. Urbana coberta
4G Municípios
2013
27%
24
30/Abril: Cidades da Copa das Confederações
31/Dez: Cidades da Copa do Mundo
50% cobertura área urbana
Obrigação Cobertura
2014
36%
45
31/Mai: Municípios com mais de 500k habit, Capitais e DF
80% cobertura área urbana
Leilão ANATEL 004/2012: Obrigações
RAN Sharing da Oi
2019
85,22%
851
% Totalpopulação urbana coberta
Novos municipios
2017
85,03%
716
(Dez/2017): 5/6 dos Municípios com pop. entre 30k e 100k habit. e 30% municípios c/ pop. abaixo 30k habit. c/ tecnologia equival. WCDMA
Obrigação de Cobertura
2018
85,12%
773
(Dez/2018): 60% dos municípios c/ pop. abaixo 30k habit c/ tecnologia equivalente WCDMA
(Dez/2019): 100% dos municípios c/ pop. abaixo 30k pop.c/ tecnologia equivalente WCDMA
Leilão ANATEL 004/2012: Obrigações
• Objeto:
Baseado na Cessão Recíproca e Onerosa de Meios de Rede, regime já existente em outras modalidades de venda em atacado de recursos de rede.
• Escopo:
Objetivo exclusivo atender às obrigações das subfaixas de radiofrequência adquiridas no Edital de Licitação 004/2012/PVCP/SPV através do equilíbrio econômico-financeiro nos investimento na rede de acesso.
• Vigência:
Prazo de 15 anos, a contar da data de sua assinatura, sendo renovável automaticamente por iguais e sucessivos períodos de 5 anos.
• Modelo Tecnológico:
Sem compartilhamento de Espectro;
Adotou-se no primeiro momento a solução MORAN ao invés da solução MOCN;
• Divisão e Equilíbrio Contratual:
Para a escolha das regiões de cobertura, buscou-se o equilíbrio do número de sites.
Para cada Estado foi considerada apenas a cobertura de uma única operadora a exceção de São Paulo (onde as operadores dividiram a cobertura em regiões dentro do Estado).
• Planejamento e Gestão de Rede:
Gestão integrada através de Entidade Independente (UPC) para troca de informações, comunicação e projeto conjunto;
RAN Sharing da Oi
Backbone
Backhaul
RAN Espaço
Torre Energia
Transmissão
Core Network MME PGW HLR/HSS
Inter-AS
Objeto do Contrato: RAN+Backhaul = Meio de Rede
Oi
Outra Operadora
-
2.000
4.000
6.000
2013 2014 2015
Oi Outra Operadora
Divisão de Área de Equilíbrio Contratual
Evolução da Tecnologia: RAN SHARING Enhancements (RSE)
• LTE 3GPP (TR 22.852)
• Compartilhamento de recursos: • Compartilhamento assimétrico de recursos de RAN
• Modificar dinamicamente a alocação de recursos conforme a rede atinge seu limite de
capacidade
• Balanceamento de carga entre células baseado no interesse das operadoras
• Compartilhamento variável da capacidade da rede ao longo do dia
• Utilizar capacidade disponível para atender picos (on-demand) ou M2M em background
• Operação e Manutenção • Controlar a disponibilidade de informações por operadora
• Acesso controlado ao gerenciamento de recursos realizado por operadora
• Bilhetagem e cobrança • Aplicação de diferentes níveis de preço de acordo com os recursos utilizados permitindo um
gerenciamento sofisticado de recursos e receitas
• Disparar eventos de cobrança quando um terminal se mover de uma área não compartilhada
para uma área compartilhada.
• Disponibilidade de registros de eventos de cobrança por operadora compartilhando a recursos
de rede.
Core Network
Core Network
BSS OSS
BSS OSS
Rede hospedeira
Operadora participante
Evolução da Tecnologia
Fronthaul Interface Hardware
Backplane
Backhaul Interface Hardware
Hardware Poll
Virtualization Layer (Ex.: Hypervisor/VMM)
VM BBU 1 VM BBU N Core
Network
Cache & Local
Breakout ...
O&
M/C
on
tro
l/O
rch
es
tra
tor
Fronthaul: CPRI, OBSAI, ETSI ORI
Internet
RRU/ RRH
Radio Unit
Network Datacenter
Only Radio Unit
Backhaul IP
RRU/ RRH
Backhaul
Core Network
BBU BBU BBU
Internet
RRU/ RRH
RRU/ RRH
GbE
Topologia atual
Fronthaul
Internet
V-BBUs V-Core
RRU/ RRH
RRU/ RRH
RRU/ RRH
CPRI/ OBSAI
Cloud RAN
EVOLUÇÃO
PRINCÍPIOS E VANTAGENS
ARQUITETURA
Virtualização de funções
Recursos elásticos e líquidos
Flexibilidade operacional
Redução de espaço e consumo de energia
Redução de Capex, Opex e tempo de entrega
Software Defined Network
Cria uma camada de abstração para controle,
implementação rápida,
orquestração de serviços
evolução geral do sistema
Open Development Interface
Cria um ambiente aberto para novos desenvolvimentos
Catalisa o suporte as novas funcionalidades de SON e mitigação de interferências
Conclusões
► Os custos devidos à rede de acesso móvel são predominantemente aqueles associados à
infraestrutura e transporte de um site novo.
► O RAN Sharing é uma tecnologia que responde aos desafios de minimização de custos e prazos de
implantação;
► A tecnologia que permite o RAN Sharing é extremamente simples quando se considera os impactos
na organização das empresas envolvidas;
► O RAN Sharing introduz impactos de ordem de planejamento, operações e evolução tecnológica;
► Os compartilhamentos precisam evoluir. Principalmente na utilização de recurso caro e escasso
como o espectro de frequência;
► Com a evolução das redes para uma arquitetura virtualizada (NFV), o compartilhamento de rede terá
uma nova dimensão de exploração de serviços.
OBRIGADO !