Nokia AirScale

Nokia AirScale — базовая станция.

2021: AirScale 5G на базе технологии ReefShark

24 июня 2021 года компания Nokia объявила о запуске своей линейки продуктов AirScale 5G, охватывающих модули цифровой обработки, радиомодули и активные антенны Massive MIMO с цифровым формированием луча. Решения основаны на следующем поколении чипсетов Nokia ReefShark System-on-Chip (SoC) и обеспечивают надлежащую пропускную способность и производительность сети, позволяя при этом эффективное развертывание и работу. Выпуск продуктов уже начался.

на базе технологии ReefShark

Nokia представила следующее поколение активных антенн Massive MIMO AirScale на базе ReefShark с поддержкой 32TRX и 64TRX, а также радиомодули 8T8R. Активные антенны 32TRX имеют вес 17 кг. При таком малом весе также обеспечивается поддержка широкой полосы (суммарная рабочая полоса 200 МГц внутри рабочего диапазона 400 МГц) и надлежащей выходной мощности передатчика. Широкий рабочий диапазон частот активных антенн 32TRX и 64TRX позволяет оператору закрыть как фрагментированный спектр, так и работать в режиме RAN Sharing.

Nokia также представила свои интегрируемые карты расширения емкости для модулей цифровой обработки AirScale на базе SoC. Интегрируемые карты на базе ReefShark обеспечивают до восьми раз большую пропускную способность и обслуживают до восьми раз больше сот по сравнению с предыдущими поколениями. Они устанавливаются и упрощают модернизацию уже установленных на сетях модулей цифровой обработки AirScale. Модуль цифровой обработки Nokia может поддерживать одновременно 90 000 подключенных пользователей и имеет пропускную способность 84 Гбит/с. Интегрируемые карты на базе ReefShark также снижают энергопотребление до 75 процентов. Модульные блоки цифровой обработки AirScale от Nokia позволяет операторам мобильной связи гибко и эффективно масштабировать емкость по мере развития своего бизнеса 5G.

По информации компании, программное обеспечение Nokia Single RAN теперь включает поддержку 5G, ускоряя развертывание 5G и сокращая общую стоимость владения (TCO) сети радиодоступа за счет использования общего программного обеспечения, общего транспорта, общей системы управления и расширенных возможностей совместного использования сетей. Комбинация программного обеспечения Nokia Single RAN и интегрируемых карт обеспечивает многорежимость (2G, 3G, 4G, 5G) и многодиапазонность, а также поддерживает интерфейсы с радиомодулями (eCPRI) на единой платформе, упрощая сеть и снижая затраты.

Massive MIMO AirScale

Разделяя процессы обработки сигналов L1 и L2 (уровня 1 и уровня 2) от процессов L3 (уровня 3) и транспортных функций по разным интегрируемым картам в модулях цифровой обработки, можно добавить емкость тогда, когда это необходимо и там, где это необходимо в сети. Модернизация сети может быть просто достигнута либо путем обновления программного обеспечения, либо путем добавления интегрируемых карт в существующие модули цифровой обработки.

Чипсеты Nokia Reefshark также будут играть важную роль для реализации алгоритмов искусственного интеллекта (AI) и машинного обучения (ML). Nokia уже внедрила функционал AI/ML для предиктивной балансировки нагрузки, обнаружения аномального поведения и распределения трафика между узлами сети, частотными слоями и разными технологиями. Все платформы Nokia Reefshark готовы к внедрению функционала AI/ML, Nokia осуществляет в 2021 году тестирование такого функционала для оптимизации выбора шаблонов лучей для антенн Massive MIMO, экономии энергопотребления, разнесения трафика по технологиям и узлам сети, оптимизированной диспетчеризации ресурсов и выявления аварийных ситуаций по определенным шаблонам.

2020

Nokia 5G Airscale Cloud RAN с технологией vRAN2.0

23 июня 2020 года компания Nokia объявила о том, что решение 5G AirScale Cloud RAN с технологией vRAN2.0 появится на рынке до конца года. Полная доступность для заказов запланирована на 2021 год. Решение Nokia vRAN2.0 включает в свой состав виртуализированный распределенный блок (vDU) и шлюз Fronthaul Gateway. В результате заказчик получает полностью облачную распределенную базовую станцию 5G с хорошей масштабируемостью, низкой задержкой, высокой пропускной способностью. Это решение поддерживает различные варианты сетевой архитектуры. Данное решение, по мнению разработчика, позволит операторам получать прибыль от услуг 5G, пользоваться гибкой технологией сегментирования сети (network slicing), удовлетворять требования Интернета вещей и пользоваться возможностями облачных вычислений в сетях радиодоступа (Radio Access Networks, RAN).

Решение Nokia 5G AirScale Cloud RAN с блоками vCU в конфигурации vRAN1.0 было установлено в США в коммерческой сети в 2019 году. Затем Nokia создала решение с конфигурацией vRAN2.0 и распределенными блоками (Distributed Unit, DU) на базе обычных процессоров x86 с аппаратными ускорителями для обработки сигналов физического уровня (уровень L1).

По данным на июнь 2020 года Nokia провела полномасштабный сеанс связи в сети 5G с передачей данных по системе, состоящей из облачного пакетного ядра Nokia Cloud Packet Core, облачной базовой станции Nokia 5G AirScale Cloud RAN в конфигурации vRAN2.0, шлюза Nokia Fronthaul Gateway и коммерческого пользовательского устройства 5G. Обработка данных в режиме реального времени и вне этого режима проводилась на блоках vDU и vCU, работающих на серверах типа x86 (Nokia AirFrame Open Edge Server и Nokia AirFrame Rackmount Server). Для обработки некоторых сегментов трафика в режиме реального времени на уровне L1 в блоках vDU использовалось стандартное коммерческое средство аппаратного ускорения Intel Vista Creek. Это позволило увеличить производительность без ущерба для облачной конфигурации. Nokia Bell Labs с 2018 года работают над использованием графических процессоров (ГПУ) в качестве аппаратных ускорителей. Nokia ожидает, что решения vRAN 3.0 с этой технологией станут достаточно зрелыми к 2022 году.

Как отметили в Nokia, решение 5G AirScale Cloud RAN специально разработано для использования существующих сетевых ресурсов. К примеру, шлюз Nokia Fronthaul Gateway позволяет операторам модернизировать существующие радиосистемы CPRI до уровня eCPRI AirScale 5G Cloud RAN. Это решение может работать как автономно, так и в полной интеграции с vDU на оптимизированном сервере Nokia AirFrame Open Edge Server, который представляет собой продукт x86, созданный и приспособленный для граничных облачных вычислений и для использования на дальней периферии облачных систем Cloud RAN.

Со слов разработчика, решение 5G AirScale Cloud RAN поддерживает все типы сетевой архитектуры и позволяет мобильным и конвергентным операторам свободно выбирать любые типы беспроводных сетей доступа: блоки vDU и vCU могут работать в режиме колокации в центральном или региональном граничном облаке; блок vDU может работать в децентрализованном порядке на границе сети (edge) или на ее дальней границе (far edge). Блок vDU может устанавливаться даже на базовой станции. Подобная гибкость имеет значение для поддержки разных топологий и транспортных функций даже в пределах одной сети. Программное обеспечение Nokia 5G AirScale Cloud RAN работает поверх решения Nokia CloudBand, а также поверх облачных инфраструктурных программных стеков других компаний, что создает для заказчика необходимую гибкость.

Установка блоков vDU ближе к границе сети позволяет решению 5G AirScale Cloud RAN использовать возможности низкой задержки 5G и поддерживать сервисы, требующие минимальной задержки и хорошей надежности (например, сервисы Интернета вещей). Помимо этого, данное решение поддерживает функции комплексной сетевой сегментации (network slicing) на всем протяжении от уровня RAN до транспортного и магистрального уровня, подчеркнули в Nokia.

Согласно заявлению разработчика, перенос блоков vCU и vDU в облако позволяет решению Nokia 5G AirScale Cloud RAN перенести на уровень сети доступа все возможности облачных вычислений, характерные для ИТ-сетей и опорных сетей. Это – возможность создания пулов, масштабируемость, эластичность, гибкость, стандартизация и автоматизация. Операторы могут устанавливать различные сетевые функции и услуги на периферии своих сетей поверх решения Cloud RAN. К примеру, можно поддерживать мобильные многопользовательские граничные вычисления (Multi-Access Edge Computing, MEC), в которых и контент, и процессорные мощности располагаются в непосредственной близости к точке использования.

Решение Nokia 5G AirScale Cloud RAN построено на архитектурных принципах Open RAN (O-RAN), где базовая станция разделяется на радиоблок (Radio Unit, RU), распределенный блок (Distributed Unit, DU), точку радиодоступа (Radio Access Point, RAP, сочетание RU и DU), центральный блок (Centralized Unit, CU) и интерфейсы на стандартах O-RAN для связи между перечисленными элементами. В представленном решении используется концепция интеллектуального контроллера (RAN Intelligent Controller, RIC), которая дает возможность пользоваться возможностями искусственного интеллекта и машинного обучения для оптимизации беспроводного доступа и системной производительности.

«Решение Nokia 5G AirScale Cloud RAN способно преобразовать мобильные сети и предоставить операторам высокую гибкость, которая так необходима для удовлетворения пользовательского спроса в эпоху 5G. Гибкая архитектура этого решения поддерживает высокую скорость, широкие зоны покрытия, большую пропускную способность и малую задержку. Кроме того, она позволяет операторам сразу же получать прибыль», отметил Томми Уитто (Tommi Uitto), президент отдела мобильных сетей Nokia

Дополнение семейства продуктов для сетей 5G решениями AirScale для беспроводного доступа

9 апреля 2020 года компания Nokia объявила о расширении семейства продуктов AirScale. В это семейство вошел ряд инновационных решений, предназначенных для удовлетворения растущих потребностей 5G. Продукты помогут операторам полностью раскрыть потенциал технологий мобильной связи пятого поколения. Среди объявленных функций – обновление программного обеспечения DSS (Dynamic Spectrum Sharing – динамическое совместное использование частот) на существующих базовых станциях Nokia AirScale и базовая станция Nokia AirScale All-in-Cloud (букв. – всё в облаке), повышающая эффективность сетей.

Расширяя семейство продуктов для сетей 5G, Nokia вывела на рынок ряд решений AirScale, включая компактные удаленные радиоблоки, работающие в двух и трех диапазонах для расширения возможностей установки базовых станций. Кроме того, был анонсирован ряд высокопроизводительных антенн с технологией Massive MIMO для поддержки зон покрытия и высокой пропускной способности 5G. Решения поддерживают технологии 4G и 5G, повышают емкость сот и сокращают совокупную стоимость владения, что позволит быстрее предложить услуги 5G корпоративным заказчикам и индивидуальным пользователям.

Решение Nokia DSS представляет собой обновление программного обеспечения для существующих базовых станций Nokia AirScale. Это решение совместимо не только с технологиями 4G и 5G. Оно поддерживает динамическое совместное использование частот сетями 2G, 3G и 4G, создавая удобные возможности для перехода к технологии 5G. Функция 4G-5G DSS уже вызвала большой интерес у операторов на рынках 5G. Она автоматически координирует и распределяет частотный спектр между сетями 4G и 5G и позволяет работать с существующими сетями 4G, ускоряя и облегчая переход к 5G. Обычно сети 5G развертываются в более высоких миллиметровых и сантиметровых диапазонах, а существующие сети 4G продолжают работать в более низких диапазонах частот. Решение Nokia позволяет задействовать низкие диапазоны 4G и тем самым ускорить и удешевить развертывание сетей 5G. Первые поставки решения Nokia DSS запланированы на апрель 2020 года, а массовые поставки должны начаться в июле. График поставок разработан с учетом доступности мобильных устройств, поддерживающих технологию DSS.

Nokia также анонсировала ряд инноваций для облачных сетей доступа 5G, в том числе базовую станцию Nokia AirScale All-in-Cloud. Она виртуализирует работу в основной полосе частот (baseband) в реальном времени и переносит эту работу на границу сети, сводя к минимуму сетевую задержку и повышая общую эффективность. Кроме этого, Nokia Bell Labs недавно продемонстрировали заказчикам прототип решения в данной области под названием Nokia AirScale Cloud-native RAN. Это решение обладает всеми характеристиками чисто облачной среды (cloud-native) и позволяет гибко создавать для беспроводной сети доступа сервисно-ориентированную архитектуру. Для его поддержки создается соответствующая граничная сетевая инфраструктура, чипсеты Nokia `Powered by ReefShark`, центральные и графические процессоры. Все это позволит еще более увеличить производительность сетей 5G.

Данные инновации разработаны для того, чтобы помочь мобильным операторам быстрее и с наименьшими затратами внедрить услуги 5G и предложить их своим заказчикам. Кроме того, решения позволят удовлетворить растущий спрос на полосу пропускания, что особенно важно в текущей ситуации. Наши инновации помогут операторам воспользоваться всеми преимуществами 5G, открыть дополнительные области применения этой технологии, разработать бизнес-модели и сформировать источники дохода, – говорит Томми Уитто (Tommi Uitto), президент глобальной бизнес-группы мобильных сетей Nokia

Увеличение емкости входящего канала до 3 Гбит/с

25 марта 2020 года Nokia объявила об очередном важном достижении: емкость сетей 5G на коммерческих устройствах Nokia AirScale значительно расширена с помощью обновления программного обеспечения. В ходе лабораторных испытаний была продемонстрирована емкость входящего канала примерно в 3 Гбит/с. Испытания проводились в сети Sprint 5G с программным обновлением EUTRA-NR Dual Connectivity (ENDC) и технологией Multi-User-Multiple Input Multiple Output (MU-MIMO). Когда данное решение станет коммерчески доступным, оно позволит операторам резко нарастить емкость своих сетей с помощью обновления программного обеспечения без расширения дорогостоящего частотного спектра.

В ходе испытаний был использован диапазон частот компании Sprint (2,5 ГГц) и коммерческие устройства: точки доступа и активные антенные системы Massive MIMO, позволяющие реализовать технологию MU-MIMO с поддержкой 16 пространственных уровней, увеличивших в четыре раза пропускную способность нисходящего канала. Традиционно системы MIMO поддерживают два пространственных уровня. Технология Massive MIMO, разработанная в стенах подразделения Nokia Bell Labs, значительно увеличивает емкость беспроводного соединения без использования дополнительных частотных ресурсов. Решение Nokia AirScale Dual Mode Massive MIMO для сетей 5G и LTE было создано для поддержки мультигигабитной пропускной способности в нисходящем канале. При использовании существующих аппаратных средств базовой станции требуется только обновление программного обеспечения. Обновление можно выполнить дистанционно. Это значит, что операторы смогут предоставить абонентам услуги повышенного качества без посещения базовых станций, без замены аппаратных устройств и без изменений на транспортном сетевом уровне.

Решение ENDC позволяет устройствам расширять пропускную способность в сетях LTE и 5G. В результате увеличивается полоса пропускания, доступная конечным пользователям. Обычно операторы используют два радиоустройства для сетей LTE и 5G, однако в этом испытании Nokia воспользовалась единым устройством AirScale. Nokia и Sprint на март 2020 года внедрили услуги 5G в четырех городах США: Нью-Йорке, Лос-Анджелесе, Вашингтоне и Фениксе.

Это достижение стало результатом нашего долгосрочного сотрудничества с компанией Sprint. Спрос на мобильные данные в сетях 4G и 5G растет в геометрической прогрессии, и это создает определенные трудности для пропускной способности сетей. Данные испытания стали важным прорывом, потому что операторы получают возможность резко наращивать пропускную способность сегодня и в будущем, а также поддерживать высокое качество пользовательских услуг при минимальных расходах, сказал Томми Уитто (Tommi Uitto), президент подразделения мобильных сетей Nokia

2018: Особенности Nokia AirScale

По информации на 2018 год, основными особенностями базовой станции Nokia AirScale являются высокая пропускная способность (400 МГц в диапазоне 28 ГГц^[1]), высокая энергоэффективность, облачные сети доступа, и гибкий интерфейс.

Базовая станция поддерживает технологии Massive MIMO и 3D beamforming, благодаря которой для каждого абонента, устройство которого подключено к БС, формируется свой собственный луч, что уменьшает общий уровень помех, позволяет одновременно обслуживать большее количество абонентов и повышает системную емкость.^[2]

Примечания