Comment fonctionnent les réseaux
Pour comprendre Open RAN, il est utile d'acquérir d'abord une compréhension générale du fonctionnement des réseaux et de leur évolution au fil des générations.
Le réseau mobile, ou cellulaire/sans fil, comprend deux domaines : le réseau d’accès radio (RAN) et le réseau central.
Le RAN constitue le dernier maillon entre le réseau et le téléphone. Il s'agit de la partie visible, comprenant les antennes installées sur les tours, les bâtiments ou les stades, ainsi que les stations de base. Lorsque nous passons un appel ou nous connectons à un serveur distant, par exemple pour regarder une vidéo YouTube, l'antenne émet et reçoit des signaux entre notre téléphone ou autre appareil mobile et le réseau. Le signal est ensuite numérisé au niveau de la station de base du RAN et connecté au réseau.
Le réseau central remplit de nombreuses fonctions. Il assure le contrôle d'accès afin de garantir l'authentification des utilisateurs pour les services qu'ils utilisent, achemine les appels vers le réseau téléphonique fixe public, permet aux opérateurs de facturer les appels et la consommation de données, et connecte les utilisateurs au reste du monde via Internet. Il gère également le réseau en permettant les transferts intercellulaires lorsqu'un utilisateur passe de la zone de couverture d'une antenne RAN à une autre.
Évolution des réseaux
Les réseaux cellulaires ont évolué rapidement depuis leur première numérisation pour créer la 2G, et chaque nouvelle génération a été marquée par un changement qualitatif de leur complexité technique.
Bien qu'il ait toujours été possible pour les opérateurs de choisir un fournisseur pour leur réseau central et un autre pour le RAN, l'interopérabilité entre les équipements de différents fournisseurs de RAN a été privilégiée par rapport aux fonctionnalités générales. De ce fait, avec les solutions actuelles, il est difficile de mélanger les fournisseurs pour les unités radio et bande de base, et dans la plupart des cas, elles sont fournies par le même fournisseur.
Open RAN vise à changer cette situation et à permettre aux opérateurs de combiner différents composants.
Ouverture du RAN
À mesure que les fabricants d'équipements ont amélioré leurs capacités, le secteur s'est consolidé autour des fournisseurs proposant les solutions les plus performantes, souvent dotées de fonctionnalités propriétaires. Mais aujourd'hui, les opérateurs souhaitent un écosystème de fournisseurs plus diversifié et redéfinissent leurs exigences en matière d'architecture réseau, notamment pour le RAN.
Dans un environnement Open RAN, le RAN est divisé en trois blocs principaux :
• l'unité radio (RU)
• l'unité distribuée (DU)
• l'unité centralisée (UC)
L'unité radio (RU) est le lieu où les signaux radiofréquences sont transmis, reçus, amplifiés et numérisés. Elle est située à proximité de l'antenne ou intégrée à celle-ci. Les unités de traitement (DU) et de conversion (CU) sont les parties de la station de base où s'effectuent les calculs et qui envoient le signal radio numérisé au réseau. L'unité de traitement est physiquement située dans ou à proximité de l'unité radio, tandis que l'unité de conversion peut être située plus près du cœur du réseau.
Le concept clé de l'Open RAN est l'« ouverture » des protocoles et des interfaces entre les différents composants (radios, matériel et logiciel) du RAN. L'alliance O-RAN a défini 11 interfaces différentes au sein du RAN, notamment celles responsables de :
• Liaison frontale entre l'unité radio et l'unité distribuée
• « Midhaul » entre l’unité distribuée et l’unité centralisée
• « Backhaul » qui relie le RAN au cœur du réseau
Une autre caractéristique d'Open RAN est le contrôleur intelligent RAN (RIC) qui ajoute de la programmabilité au RAN.
Avantages de l'Open RAN
Un environnement ouvert favorise l'expansion de l'écosystème, et la multiplication des fournisseurs proposant les différents modules stimule l'innovation et offre davantage d'options aux opérateurs. Ces derniers peuvent également ajouter de nouveaux services. Par exemple, l'intelligence artificielle peut être intégrée via le RIC pour optimiser le réseau aux abords d'un stade de football les jours de match.
vRAN (réseau d'accès radio virtualisé) et Cloud RAN
Bien que la virtualisation du RAN soit différente de l'Open RAN, elle peut être mise en œuvre en parallèle et confère au RAN une flexibilité accrue. Les tâches auparavant réalisées avec du matériel peuvent désormais être effectuées par logiciel, facilitant ainsi l'accès au marché. Les DU et CU sont, de fait, des ordinateurs exécutant un logiciel. Au lieu d'utiliser du matériel dédié, elles peuvent désormais être virtualisées et exécutées sur n'importe quel serveur cloud, à condition qu'il soit proche de la station de base afin de réduire la latence. Nokia nomme cette solution Cloud RAN, et son logiciel est identique à celui exécuté sur le matériel dédié pour garantir la parité des fonctionnalités et simplifier la maintenance des versions.
Nokia et Open RAN
Nokia est un fervent partisan de l'Open RAN et a été le plus grand fournisseur d'équipements de télécommunications à rejoindre l'O-RAN ALLIANCE et l'Open RAN Policy Coalition.
Nokia est convaincue que l'ouverture est la seule voie à suivre. Les communautés ouvertes favorisent l'innovation et la co-création. L'open source nous permet de partager et de réutiliser les innovations et de concentrer nos efforts sur l'essentiel. Nous avons besoin d'interfaces ouvertes et de collaboration pour simplifier l'exploitation du réseau, faciliter l'analyse des données et accélérer le déploiement de nouveaux services.
Ressources:
Les produits RAN de Nokia comprennent :
Termes clés
• Réseau d'accès radio (RAN) : dernier maillon entre le réseau et le téléphone. Il comprend l'unité radio (RU), l'unité distribuée (DU) et l'unité centralisée (CU).
• Réseau central ou cœur de réseau. Contrôle le réseau.
• Open RAN est une fonctionnalité RAN désagrégée, construite à l'aide de spécifications d'interface ouvertes entre ses composants. Elle peut être implémentée sur du matériel de n'importe quel fournisseur et avec une technologie logicielle utilisant des interfaces et des normes ouvertes développées par la communauté. Ces interfaces ouvertes comprennent le Fronthaul et le Midhaul, qui connectent les différentes parties du RAN, et le Backhaul, qui connecte le RAN au cœur du réseau.
• O-RAN. O-RAN désigne l'Alliance O-RAN ou ses spécifications. L'Alliance O-RAN définit les infrastructures RAN de nouvelle génération, fondées sur les principes d'intelligence et d'ouverture. Elle rassemble une communauté mondiale d'environ 200 opérateurs mobiles, fournisseurs et institutions de recherche et d'enseignement supérieur du secteur des réseaux d'accès radio (RAN). Sa mission est de transformer ce secteur en proposant des éléments de réseau virtualisés et plus intelligents, du matériel en marque blanche et des interfaces ouvertes et standardisées. Le terme O-RAN désigne les interfaces et les éléments architecturaux définis par les spécifications de l'Alliance O-RAN.
• L'Open RAN Policy Coalition représente un groupe d'entreprises formé pour promouvoir des politiques qui favorisent l'adoption de solutions ouvertes et interopérables dans le réseau d'accès radio (RAN).
• Le contrôleur intelligent RAN (RIC) est un nouvel élément de réseau permettant l'intégration de nouveaux services au sein du réseau radio, tels que des logiciels d'optimisation des performances. Le RIC fonctionne grâce à une API (interface de programmation d'applications) qui permet à différents programmes de communiquer entre eux.
• Le Cloud RAN, ou vRAN, désigne une implémentation RAN dans une architecture plus ouverte et flexible qui virtualise les fonctions réseau sur des plateformes logicielles basées sur des processeurs à usage général. Le vRAN, utilisant des interfaces ouvertes, est un composant de l'Open RAN.
Explication technologique par Nokia
Cette nouvelle série de rapports de référence vise à informer les journalistes et autres commentateurs sur la technologie qui connecte le monde. Seul Nokia propose une gamme complète d'équipements réseau, de logiciels, de services et d'options de licences à l'échelle mondiale. Forts de notre engagement envers l'innovation, et grâce à l'expertise reconnue des Nokia Bell Labs, nous sommes leaders dans le développement et le déploiement des réseaux 5G.
Auteure : Gloria Touchard, directrice technique de Nokia
L'introduction d'Open RAN est la dernière pièce du puzzle de la désagrégation qui permet aux opérateurs de réseaux mobiles d'utiliser des équipements provenant de plusieurs fournisseurs tout en garantissant l'interopérabilité. 
Une autre caractéristique d'Open RAN est le contrôleur intelligent RAN (RIC) qui ajoute de la programmabilité au RAN.
