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Nokia promueve una RAN con mayor número de elementos, más integrados y relativamente abiertos

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La estación base, el elemento que canaliza la señal de radio que capta la antena y la envía a la red de transporte y viceversa, es cada vez más compleja, porque debe gestionar más señales y a distintas frecuencias, sobre todo con la aparición de 5G. Las configuraciones posibles en la red de enlace también son más numerosas, porque una unidad de banda base puede conectar varias unidades de radio (donde está la antena) e incluso existir varias unidades de banda base intermedias, según las necesidades concretas del operador en el nodo de la red.

Para complicar más el panorama, el interfaz que une la unidad de radio con la unidad de banda base, generalmente mediante cable de fibra óptica, debe soportar más ancho de banda y mayores velocidades de transmisión, que la mayoría de veces significa utilizar sistemas propietarios y de un mismo fabricante, para que el conjunto funcione correctamente y no dé problemas de interoperabilidad. Con 5G NR (New Radio) se han introducido miles de parámetros, que permiten configurar y optimizar las RAN y las redes de acceso y transporte de distintas maneras, aunque con mayor complejidad en el diseño, instalación y funcionamiento de las mismas.

Este interfaz, conocido como CPRI (de Common Public Radio Interface), está internacionalmente estandarizado, así como su sucesor, el eCPRI (de “enhanced”, mejorado), pero hay muchas lagunas en la normativa y cada fabricante de redes de enlace las ha llenado tradicionalmente con la solución propia que ha considerado más oportuna y en relación con la tecnología y recursos de que dispone y con los otros equipos de su red. Con iniciativas como Open RAN y similares se busca, precisamente, que haya menos aspectos discrecionales en las especificaciones.

El resultado final es que las redes de enlace, aunque formalmente todas siguen las normativas internacionales dictadas y estandarizadas por 3GPP para 2G, 3G, 4G y ahora 5G, en la práctica los operadores no tienen más remedio que adquirir los elementos que forman una RAN a un mismo fabricante para que el conjunto funcione perfectamente. Los operadores pueden elegir de un amplio catálogo los componentes de la red de enlace y la forma de conectarlos entre sí, según las características y prestaciones deseadas, aunque del mismo fabricante.

Nokia es partidario de que los fabricantes de equipos de red “integren lo que tengan y abran lo que puedan”; si lo hacen, lograrán el “punto justo” de equipos “abiertos, pero integrados”, opina su CTO

El mercado global de redes de acceso radio (RAN) es relativamente importante, de 32.700 millones de dólares en 2018, según la consultora Omdia. Si se cuentan los costes del diseño, planificación, funcionamiento y mantenimiento, las RAN representan el 29% de los costes operativos del total de la red móvil de los operadores, calcula la consultora Analysis Mason. Los componentes y su instalación no suponen ni la mitad de este porcentaje, porque gran parte del presupuesto se destina al funcionamiento y mantenimiento de los equipos, pero aún y así es importante.

El mercado de la RAN está monopolizado, en más de un 80%, por tres fabricantes: Huawei, Ericsson y Nokia, por este orden . El casi 20% restante se lo deben repartir entre ZTE, Samsung, NEC, Cisco y pocos más. La cuota de mercado de los promotores de los sistemas abiertos, Open RAN, principalmente Mavenir, Alliostar y Parallel Wireless, apenas llega al 0,5% del total, aunque últimamente se habla mucho de estas empresas en los medios y la Administración de Donald Trump tiene depositadas grandes esperanzas en ellos, principalmente porque tienen su sede en Estados Unidos. Stefan Pongratz, que lleva más de una década siguiendo el mercado de las RAN a través de su consultora especializada Dell’Oro, no cree que este año el mercado de Open RAN supere el 1% del total.

En el primer trimestre el mercado de las RAN 5G ha crecido mucho, entre un 20 y 40%, especialmente debido al impulso de China y Corea del Sur. En cambio, en los mercados europeo y estadounidense las ventas han caído ligeramente, sobre todo por la pandemia. El mercado global de las RAN, con todo, es bastante estable, aunque 5G lo hará crecer en los próximos cinco años. Huawei tiene una cuota del 30%, con tendencia a aumentarla gracias a su gran mercado doméstico, Ericsson dispone de una cuota bastante estable del 27% y Nokia del 22%, con tendencia a la baja en el corto plazo.

El conflicto comercial entre Estados Unidos y China, agudizado por la prohibición de vender chips a Huawei fabricados con equipos estadounidenses, puede alterar la cuota respectiva de los tres principales fabricantes dentro de un par de años y dar paso a suministradores alternativos. ZTE está fabricando muy buenos equipos, Samsung acaba de conseguir un pedido en Canadá y NEC se espera que capture buena parte de su mercado doméstico japonés, con lo que la competencia sin duda aumentará.

Aparte de los equipos RAN instalados junto a las torres y las antenas, hay que contar también con las RAN virtuales, instaladas al lado de los centros de datos que controlan las redes en la nube. Y, por si fuera poco, no hay que olvidar que se tiende a disgregar las RAN en múltiples componentes, instalados físicamente junto a la antena o en la nube, y con más equipos estandarizados y “abiertos”, en el sentido de que sean independientes de los fabricantes y construidos en base a componentes y chips más genéricos.

En un reciente webinar de Nokia sobre el futuro de las RAN virtualizadas y abiertas, Marcus Weldon, responsable de tecnología de la compañía, se mostró partidario de que los fabricantes de equipos de red “integren lo que tengan y abran lo que puedan”. Si lo hacen, considera, lograrán el “punto justo” de equipos que serán “abiertos, pero integrados”. Con este modelo, augura, los operadores tendrán a su disposición diferentes módulos integrados (propietarios o no) que podrán ser conectados mediante interfaces abiertos a otros módulos integrados. Una especie de Lego con multitud de elementos sobre una base común.

La ventaja de tener un modelo de RAN abierta como el descrito por Weldon es que podrían surgir varios fabricantes con multitud de equipos de radio de bajo coste para que los operadores eligieran los que encajaran mejor con su estrategia y adaptados al fabricante principal. Los operadores tendrían más posibilidades de elegir a la hora de construir su red y podrían utilizar equipos fabricados a base de chips integrados (SoC), redes lógicas programables (FPGA) con tarjetas aceleradoras o una infraestructura de red basada en servidores alojados en la nube con sus correspondientes sistemas de gestión y orquestación, sostiene Weldon.

Cuando Open RAN ofrezca especificaciones con prestaciones y coste equivalente a los sistemas actuales, Ericsson será la primera en comercializar equipos Open RAN, asegura el responsable de red de la compañía

Para el responsable de tecnología de Nokia y de los laboratorios Bell, las redes 5G propician un abanico de prestaciones y rendimiento muy amplio: en unos casos se requerirá un nivel muy alto de prestaciones y en otros más bajo, dentro de una misma red, porque los operadores querrán atender tanto a las empresas como a los consumidores. Será necesario tener un conjunto de diferentes configuraciones dentro de una misma RAN 5G, piensa Weldon, “lo que significa poder elegir entre distintas alternativas”.

A la vez, poder elegir más es una gran responsabilidad, reconoce. Weldon se pregunta cómo de abiertos deberían ser los distintos equipos y cómo de desagregados. Si se es demasiado abierto, reflexionó en la presentación, sería el equivalente en una RAN a tener microservicios que se agruparían dinámicamente en servicios. A su juicio, supondría un reto tecnológico y económico demasiado elevado. Y tampoco está convencido de que sea buena idea hacer componentes genéricos, porque generalmente sus prestaciones son inferiores a los logrados con componentes específicos. Su coste, al final, puede ser incluso superior si se quieren las mismas prestaciones.

Las RAN no son nada simples y la solución será siempre compleja. Están las unidades de radio, las unidades de distribución y las unidades centralizadas, unidas por distintos interfaces elaborados por 3GPP y complementados ahora por O-RAN. El éxito de las redes móviles, como pone en la transparencia, se debe al interfaz abierto GSM que se creó en Europa hace medio siglo para comunicar los teléfonos móviles con la estación de radio, la iniciativa tecnológica europea de mayor éxito.

Las llamadas de voz y los SMS se hacen de la misma forma porque son inseparables del estándar GSM y sus generaciones sucesivas, pero las múltiples funciones que hace un smartphone actual ya son ingredientes añadidos a la receta genuina GSM que ha colocado cada fabricante, con la supervisión de 3GPP. La situación es extraordinariamente más compleja ahora que hace medio siglo y las demandas también, por lo que es difícil encontrar una solución que satisfaga a todos, que se pueda fabricar e instalar rápidamente y que dé la calidad de servicio esperado.

De los tres grandes fabricantes de equipos de radio, Nokia ha sido la compañía que mayor soporte ha dado a Open RAN. Ha sido miembro de la O-RAN Alliance desde que se formó con la fusión de X-RAN y C-RAN Alliance y forma parte de nueve grupos de trabajo, lidera dos proyectos, contribuye en otro cuatro y no forma parte de los tres restantes. Ericsson, cambio, entró en O-RAN Alliance más tarde y se ha involucrado sólo en las capas más elevadas de la arquitectura. Recientemente, cuando en Estados Unidos se formó una coalición con apoyo gubernamental para impulsar el desarrollo de redes de enlace más abiertas, Ericsson no ha querido formar parte de ella. Y Huawei no es ni miembro de O-RAN Alliance.

Hace una semana, casi al mismo tiempo que Weldon daba la conferencia por Internet, el responsable de redes de Ericsson, Fredrik Jejdling, se mostraba partidario de que la compañía tuviera un papel más destacado en el ecosistema Open RAN, pero cuando las especificaciones abiertas sean capaces de ofrecer prestaciones equivalentes a los sistemas actuales y con un coste comparable. Cuando sea así, vino a decir Jejdling, Ericsson será la primera en comercializar equipos con estas especificaciones.

Justo la semana pasada, Ericsson ha sacado la Baseband 6648, una nueva generación de unidad de banda base para LTE y 5G NR que ofrece tres veces más capacidad y menor consumo de energía. Mientras, los equipos de radio de Huawei ofrecen la mejor relación entre precio y prestaciones y el conjunto de soluciones más amplio, según consideran la mayoría de especialistas. Para muchos, la clave del éxito y bajo coste de los productos de Huawei está en el uso de amplificadores de potencia fabricados con nitruro de galio, que se consideran ideales para la fabricación de productos 5G de altas prestaciones. Aparte de su amplia red comercial y de instaladores y facilidades de financiación.