vRAN/ORAN推進を支援するHPE RAN Automation

[CTG-Japan]

1. 自己紹介

日本ヒューレット・パッカード合同会社　コミュニケーションテクノロジー事業本部に所属している 王　伝智（Wang Chuanzhi）と申します。
通信事業者向けのソフトウェア製品のプリセールスを担当しており、主に自動化を実現するOSS(Operation Support System)ソリューションをお客様にご紹介しています。
今回は弊社より5G vRAN/ORANの基地局展開における自動化手段をご紹介します。

2. 通信事業者のｖRAN / ORAN取り組みの背景

今後5Gの無線アクセスネットワークに接続するデバイスはこれまでの一般ユーザーデバイスの他、企業様のデバイスやＩｏＴデバイスなどが増えてきます。さらに5G通信の特長である大容量、低遅延、多数同時接続のユースケース実現に多くの基地局設置が必要になってきます。これに伴い、RAN設備投資や運用コストの抑制が重要な課題となります。
この課題に対して、vRAN / ORANの技術を活用してRAN構成を分割(RAN Disaggregation)し、マルチベンダーによる設備調達とソフトウェア制御による運用自動化を可能とすることで、RANの展開のTCO削減と運用管理の効率化実現に取り組んでいます。

[RAN Disaggregation]
① 従来のアプライアンス型基地局のBBU (Baseband Unit) をDU (Distributed Unit)、CU(Central Unit)　に分離
② DUとCUを汎用サーバーとソフトウェアに分割、仮想環境でRANを実装
③ RRU / DU / CU間のインターフェースをオープン化しマルチベンダー構成、ソフトウェア制御による運用自動化

3. RAN Disaggregationにおける課題

RAN Disaggregationによって、基地局の展開プロセスが従来から大きく変わります。BBUはCUとDUに分かれることでネットワークアーキテクチャが変るほか、仮想化技術を用いることによって、サーバーハードウェア、仮想化基盤、RAN仮想化ソフトウェアの多段構成になり、セットアップ手順がとても複雑になります。この多段構成により、ネットワーク障害が発生した場合、どのレイヤーで問題が発生したのかの切り分けも複雑になります。そのため、ゼロタッチプロビジョニングやAI/MLを活用した監視などのアプローチで基地局構築作業と運用の自動化が重要となります。

4. HPEのアプローチ

上記で述べたvRAN/ORANの多段構成に対して、ハードウェア、仮想化基盤、RANソフトウェアのデプロイ、基地局パラメーター設定をEnd to endで自動化するソリューションとしてHPE RAN Automationを提供しています。更にvRAN/ORANの展開後にシステムの監視機能も同製品にて提供しています。

サーバーハードウェア、仮想化基盤、RAN仮想化ソフトウェアの各レイヤーを跨ってインストール・設定を自動化するアプローチは、基本的に各レイヤーで定められているAPIを利用して制御します。RANインフラに関してはRedfishをはじめ、サーバーマネジメントポートのインターフェースを利用してハードウェアの設定やOSのインストールを行い、その後仮想化基盤ソフトウェアイメージをマウントしてインストレーション・設定を行います。RAN NFデプロイに関しては、k8sもしくはETSI NFV (RANベンダーVNFマネージャー経由の場合)を利用することがO-RAN WG6のO2DMSに定められており、これを利用します。

RANパラメーター設定に関しては、O-RANでO1インターフェースが規定されていますが、各RANベンダーで実装されるまでは、RANベンダーEMS経由で設定を行うことができるようにO1とEMSの両方式をサポートします。

自動化を行う前の事前準備もとても重要で、HPEからRANサイトプロファイルとサーバー自動オンボーディングの２つを提供します。

RANサイトプロファイルとは、RANサイトのO-Cloud基盤とRAN NFデプロイに必要なパラメーターを洗い出し、HPE RAN Automationに取り込みできるようなYAMLベースのテンプレートです。このテンプレートを使って、事前にRANサイトのパラメーターを盛り込み、RANサイト構築プロビジョニングを実施します。このテンプレートにはハードウェア、OSの設定に加えてRANベンダーからの要求に基づいたFirmware、OSドライバーのバージョン指定を含めることができます。

サーバー自動オンボーディング機能とは、RANサイトの展開に際して大量のサーバーが使われることを想定し、RAN Automationにサーバー登録作業を自動で行うことができる機能です。サーバーの出荷情報を利用して、サーバー設置段階で以下の流れでサーバー登録作業を自動化します。
① 最初にサーバー出荷時に準備しているシリアル番号やMACアドレスなどの情報をRAN Automationにインポートし、サーバーの仮登録をします。
② RAN Automationから上記の情報を機器認証(RADIUS)とDHCPシステムに渡します。
③ RANサーバーが設置された時に、マネージメントポート (例、HPE iLO) からDHCPサーバーにIPアドレス割当のリクエストが上がり、事前に登場したサーバー出荷情報で認証処理が行われ、IPアドレスが割り当てされます。
④ RANサーバーに割り当てられたIPアドレスはRAN Automatonにフィードバックし、サーバーの登録が完了となります。
以降、登録したサーバーと事前準備していたRANサイトプロファイルを指定して、RANサイト構築のプロビジョニングを行います。

5. 最後に

今回vRAN/ORANデプロイにおける自動化というテーマをご紹介しました。今後、このテーマにおいてより詳細なご紹介を予定しております。

HPEでは、通信事業者向けのソリューリョンとして様々なソフトウェア製品を提供しています。
HPE RAN AutomationはHPE TelcoのOSS Orchestrationソリューションに含まれています。
OSSソリューションには、Orchestrationソリューション以外にも、InventoryやAssuranceソリューションも提供しておりますので、詳細はこちらの情報をご覧ください。