Виртуализация сетевых функций NFV для сетей операторов связи. Преимущества и практика внедрения NFV. Драйверы и препятствия развития

 

Одним из направлений развития наступающих беспроводных сетей пятого поколения 5G считается виртуализация сетевых функций Network Function Virtualization (NFV). Основная идея NFV заключается в том, чтобы отделить сетевые функции от аппаратного обеспечения. Дело в том, что функции оператора связи постоянного расширяются, а вместе с ними и сеть, т.к. запуск любого сервиса предполагает интеграцию дополнительного оборудования и места в аппаратных комнатах. Это увеличивает расход ресурсов. Кроме того, оборудование быстро устаревает. Пятое поколение беспроводной связи придаст новый качественный толчок развитию новых сервисов. В 2012 году ряд мобильных операторов, среди которых AT&T, Verizon, Deutsche Telekom, Orange, NTT Group, обозначили NFV как неотъемлемую концепцию сетей 5G. NFV должно перевести телеком-отрасль от экстенсивного способа масштабирования беспроводных сетей к интенсивному, сделав их гибкими и динамичными.    

 

Концепция NFV на сетях операторов связи

NFV в сетях операторов связиИнфраструктура сетей оператора сотовой связи представлена программной и аппаратной частью. NFV предполагает разделение вычислительной части и аппаратной. Сетевые функции обычно выполняет проприетарное аппаратное обеспечение. Технология Network Function Virtualization эти функции виртуализирует, т.е. переводит на уровень программного обеспечения. Таким образом, если в традиционной модели для каждой сетевой функции необходима дополнительная единица оборудования, «железный» компонент, то в модели NFV достаточного одного физического фундамента, а расширение сетевых функций осуществляется в облаке.         

У такого подхода есть ряд преимуществ. Виртуализация сетевых функций повышает производительность сетей, одновременно оптимизируя издержки операторов за счет сокращения расходов на приобретение и техническое обслуживание оборудования, а также меньшее энергопотребление сети. Кроме того, на базе NFV проще создавать и запускать новые услуги.     

Виртуализация качественно изменит бизнес-модель операторов связи. NFV – это первый шаг к цифровой трансформации сотовых операторов и построению программно-определяемой компании.

 

Какие функции сетей виртуализируются?

Ожидается, что NFV будет востребована в первую очередь среди операторов связи, которые готовятся к запуску высокоскоростного поколения мобильной связи 5G. Network Function Virtualization – это часть концепции 5G. Гигабитные скорости стандарта откроют пользователям широкие мультимедиа-возможности, а операторы смогут разнообразить предлагаемые сервисы.        

Поэтому в современных реалиях для операторов сотовой связи приоритетны две функции ядра сети: vIMS (virtual IP-multimedia subsystem) и vEPC (virtual evolved packet core). Первая отвечает за транзит медиаданных посредством протокола IP. Вторая обеспечивает функционирование ядра сети стандарта LTE. Именно на базе vIMS и vEPC становятся возможны такие услуги, как передача голоса в сетях четвертого поколения - VoLTE (Voice-over-LTE), звонки через фиксированный интернет и Wi-Fi-сети - VoBB (Voice-over-BroadBand) и Wi-Fi calling, подключение объектов интернета вещей (Internet of Things, IoT) и технология М2М (Machine-to-Machine).

У операторов фиксированной связи востребованны такие сетевые функции, как vCPE (virtual customer premises equipment), необходимая для виртуализации функций абонентского оборудования корпоративных клиентов, и SD-WAN (software-defined WAN), через которую осуществляется координирование корпоративной сети WAN.

 

Экономическая эффективность NFV для операторов связи

Во-первых, как уже указывалось, виртуализация сетевых функций позволяет вводить новые услуги без наращивания сетевой инфраструктуры, что существенно сокращает расходы на оборудование и дает эффект экономии на масштабе. Подсчитано, что NFV может сократить капитальные расходы операторов (CAPEX) до 40%, а оперативные расходы (OPEX) – до 50%.

Во-вторых, NFV симулирует конкуренцию между поставщиками сетевых функций. Это связано с тем, что технология размещается в облачной инфраструктуре telco-cloud. Соответственно, в игру вступают поставщики сетевых функций, размещаемых в облаке.

В-третьих, NFV сокращает срок выведения новой услуги на рынок в 3-4 раза.

В-четвертых, операторы связи получают возможность увеличить выручку с одного клиента (ARРU) и нарастить абонентскую базу за счет создания уникальных и дифференцированных услуг. Персонализация сервисов повысит их ценность и станет для операторов новым источником дохода в условиях высокого конкурентного давления в секторе классических телеком-услуг. Таким образом, от NFV достигается двусторонний эффект. С одной стороны, сокращаются расходы. С другой, вводятся новые сервисы и растет выручка от их использования.

Учитывая очевидную выгоду, у операторов высок интерес к NFV. С виртуализацией сетевых функций операторы получат гибкость, возможность дифференцировать услуги под предпочтения абонентской базы, в разы быстрее запускать новые услуги и, соответственно, быстрее их окупать.

Согласно отчету Accenture, в 2016 году 33% опрошенных телекоммуникационных компаний уже используют в той или иной мере продукты NFV. 95% респондентов уверены, что сетевые функции будут виртуализированы в ближайшие 3 года, а 89% - что в течение этого времени они сами перейдут на модель "as a Service".         

 

Мировой опыт внедрения NFV

Виртуализация сетевых функций постепенно становится мейнстримом телекоммуникационной отрасли. Согласно исследованиям аналитических компаний, с 2015 года до 2020 года мировой рынок NFV будет расти на ≈42% ежегодно. Рынок программного и аппаратного обеспечения оценивается в 15,5 млрд. долл. к 2020 году.

Зарубежные операторы уже наработали свои кейсы внедрения NFV. Так, на конец 2016 оператор CenturyLink внедрил технологии NFV/SDN в 60% точек присутствия и намерен распространить их на оставшиеся сети к 2019 году. CenturyLink сообщает, что такой модернизацией планирует уменьшить капитальные расходы на 200 млн. долл. в год.

Немецкий оператор Vodafone также виртуализировал часть функций сети. В частности, IMS для voice-over-IP и Domain Name System (DNS). Это в теории поможет оператору сэкономить на CAPEX в течение 5 лет 25-45%, а на OPEX – 30-60% за 3 года. В компании сообщили, что на базе NFV запустили аналитическую платформу за 3-4 дня, в то время как ранее процесс растягивался не меньше, чем на полгода. При внедрении технологии Vodafone столкнулся с проблемой ее реализации. Четыре протестированных решения от крупных вендоров сетевых функций имели форму виртуальных машин, у которых недостаточная пропускная способность, и масштабировать их также сложно.

Также известно о проекте по виртуализации сетевых функций ZTE и Telefonica. Согласно договоренностям, компания ZTE должна стать поставщиком продуктов NFV для виртуализации оператором услуг VoLTE и VoWiFi в ряде городов Латинской Америки.     

 

Драйверы и препятствия развития NFV в сетях операторов связи

Несмотря на то, что практический опыт внедрения технологии виртуализации сетевых функции в телеком-отрасли присутствуют, пока NFV остается экзотикой. По причине недостаточного опыта, развитие технологии тормозят различные риски. Первый из них – это совместимость виртуализированных и невиртуализированных сетевых функций. Производители сетевого оборудования стремятся создать для NFV замкнутые и вертикально-интегрированные стеки технологических компонентов, свойственные традиционным моделям.

Еще одной серьезной проблемой является отсутствие единых стандартов. Каждая компания, специализирующаяся на управлении NFV-сетями (MANO — NFV management and orchestration), создает сервисы, исходя из своего видения. Различные подходы конкурируют на рынке, а отсутствие полностью готовых к внедрению универсальных решений тормозит развитие NFV. Отсюда же вытекает несовместимость технологических компонентов разных вендоров, лишая систему гибкости. Также огромная инсталлированная база вынуждает производителей оборудования поддерживать наследованные решения.                           

Следующим сдерживающим фактором для развития NFV является консерватизм операторов. Чтобы получать выгоду от виртуализации сетевых функций, операторам нужно быть готовыми к трансформации. Когда компания, внедрив NFV, продолжает работать по прежней модели, часто NFV оказывается дороже, чем классическая модель реализации функции сети связи. В итоге, формируется мнение, что запуск технологии NFV – это дорогостоящий процесс. Также важно понимать, что для эксплуатационного обслуживания виртуализированных сетей, сотрудники должны обладать соответствующей квалификацией.        

Следующее препятствие заключается в том, что Network Function Virtualization не отрегулирована законодательно. Согласно правовым предписаниям, в России в рамках оперативно-розыскных мероприятий (ОРМ) правоохранительные органы могут организовывать законное прослушивание каналов мобильной связи конкретного абонента. Предоставить такую возможность – обязанность оператора. Как подобные меры будут реализованы для услуг на базе концепции NFV до конца не определено.

Стимулируют развитие Network Function Virtualization проекты open source. Поддерживают работу над NFV в сообществе open source операторы связи и производители инфраструктуры, которые уже внедряют подобные решения в свои сетевые решения. Например, компания AT&T передала в комьюнити open source код своей NFV-платформы ECOMP. Таким образом, open source становится центром накопления знаний. Производители могут брать часть предоставленного кода и дорабатывать его под свои требования. Но open source – это лишь вспомогательный инструмент для развития NFV. Open source не может предоставить готовые для запуска в эксплуатацию решения. Также остается открытым вопрос безопасности открытого ПО. 

С техническими подробностями реализации концепции NFV/SDN на сетях операторов мобильной связи существующих и новых поколений можно ознакомиться в книге "Мобильная связь на пути к 6G".  

 

Читайте также:

Технологии SDN/NFV в развитии

Представлена реализация технология NFV для виртуализации архитектуры сетей 5G

SDN/NFV – решения для цифровой трансформации телекома

Инновационные решения в области проектирования и обслуживания сетей мобильной связи

Какими будут сети мобильной связи 5G? Технические инновации: виртуализация, радиоинтерфейс, Massive MIMO, Spectrum sharing, New Full Duplex и другие

Тест 2G, 3G, 4G

А ваш бизнес заслуживает рекомендаций? Или «горячий» стул от Александра Левитаса

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

Яндекс.Метрика