Analog Devices sta puntando sempre più decisamente sull’ecosistema O-Ran (Open Radio Access Network) per quanto riguarda il suo impegno nella realizzazione di componentistica per le stazioni radio delle nuove reti 5G. Se inizialmente le stazioni 5G erano fondamentalmente delle “scatole nere” poco flessibili, sulle quali solo il vendor poteva intervenire per aggiungere nuove funzionalità, negli ultimi mesi sta diventando prevalente un’impostazione caldeggiata soprattutto dai gestori di reti mobili, che vogliono poter costruire le stazioni usando più componenti di diversi vendor, liberamente combinabili a livello hardware e software per creare soluzioni personalizzate e aggiungere più facilmente nuovi servizi alla rete, magari virtualizzata.
Fra le associazioni che si sono costituite per spingere questi concetti, la O-Ran Alliance sembra quella che si sta muovendo meglio, e l’adesione di molti grandi player lo conferma. Nata nel 2018 in Germania, l’Alliance ha fra i suoi membri Deutsche Telekom, Ntt Docomo, Orange, At&t, China Mobile e vari produttori di apparecchiature. Fra i 237 soci ci sono 82 aziende statunitensi e 44 cinesi. Adi, che da sempre guarda con favore le iniziative volte a creare ecosistemi aperti nell’ambito delle reti radio software defined e virtualizzate, ha iniziato a progettare componenti per configurazioni Ran aperte già nel 2020, tanto da annunciare iniziative congiunte con Marvell e Nec, prima di arrivare, nel marzo scorso, ad annunciare il primo set di componenti per realizzare stazioni base nativo O-Ran, i cui primi prototipi saranno disponibili nella seconda metà del 2021.
Realizzare le promesse del 5G
Sono anni che sentiamo fare promesse mirabolanti sulle funzionalità e sulle potenzialità delle reti 5G. Questa tecnologia dovrebbe segnare una netta discontinuità con le precedenti tecnologie cellulari, rendendo finalmente possibile la realizzazione di servizi ben più avanzati della telefonia mobile e dell’accesso a Internet dallo smartphone. Le caratteristiche di velocità, bassa latenza e buona propagazione del 5G dovrebbero essere la base delle soluzioni IioT dell’Industria 4.0, ma anche di connessioni fra strumenti medici, o di applicazioni di realtà virtuale, senza dimenticare i veicoli a guida autonoma e le smart city. In tutto questo, però, ci si dimentica di un particolare: per far “nascere” questi nuovi servizi, bisogna adottare stazioni radio predisposte all’uopo. Il fatto è che la prima ondata di deployment di stazioni 5G è stata fatta principalmente con stazioni non solo monovendor ma anche, diciamo così “monoblocco”: in pratica, soluzioni proprietarie chiavi in mano, in cui la logica è precablata, l’interfacciamento fra le varie componenti proprietario, e l’intervento a livello di firmware (o di aggiunta di hardware) per consentire nuove funzioni pressoché impossibile, a meno di essere il produttore della stazione stessa.
Che questo non fosse il modo ideale di procedere se ne sono accorti presto tutti gli operatori di rete, tanto che nel giro di pochi mesi sono fiorite iniziative tese a “disaggregare”, separare la parte di Radio Access Network dal resto della stazione, e successivamente, allargando il concetto di disaggregation, si è puntato a parcellizzare sempre più l’apparato, in modo da consentire di realizzare una stazione collegando fra loro componenti hardware, interfacce, sistemi operativi e software prodotti da vendor diversi. Si è partiti dal famoso C-Ran (o Cloud-Ran) proposto da Ibm, Intel e China Mobile, dove la parte baseband della stazione risiedeva in un data center di prossimità e veniva collegata alla Remote Radio Head (la radio/antenna vera e propria) tramite una linea dedicata ad alta velocità, e si è arrivati in poco tempo a un robusto numero di proposte di disaggregazione. Le più considerate sono probabilmente Small Cell Forum, OpenRan, O-Ran, e la cosa interessante è che, pur formalmente separate, esse condividono filosofia di base e diverse specifiche, tanto da permettere una certa compatibilità fra le componenti aderenti ai vari standard. In particolare, sia il gruppo di OpenRan che quello del Small Cell Forum hanno siglato negli scorsi mesi accordi con O-Ran, che quindi sembra favorito nella corsa a diventare standard de facto, sia per l’ampiezza dei suoi obiettivi, sia per la forte propensione verso la creazione di un ecosistema completo e verso le necessità degli operatori.
La posizione di Adi
Da alcuni mesi, anche Analog Devices si è schierata sul campo di O-Ran, prima entrando a far parte ufficialmente dell’Alliance in qualità di contributor (l’Alliance ammette due tipologie di affiliazione, come Membri per gli operatori di reti mobili, e come Contributor per i vendor, service provider, istituti accademici eccetera), poi presentando lo scorso marzo una serie di componenti per realizzare una piattaforma radio completa dedicata a questo ecosistema 5G. Ma in effetti il lavoro su O-Ran è iniziato diversi mesi or sono, come provano gli annunci di sviluppi congiunti fra Adi e Nec dell’ottobre 2020 (riguardanti una radio Mimo), o quelli relativi ai componenti open frutto del lavoro congiunto insieme a Marvel, datati dicembre 2020. «Siamo coinvolti nello sviluppo dell’ecosistema O-Ran da molto tempo, vediamo con favore questa transizione – ha detto fra l’altro Greg Henderson, senior vice president Vertical Markets Adi – Pensiamo che questo trend della virtualizzazione sia una grande opportunità. Il principio dietro O-Ran è di sfruttare la virtualizzazione per poter creare un ambiente multivendor. Usando interfacce standard è possibile implementare reti molto più flessibili, potenzialmente con maggiori funzionalità, e con un numero maggiore di vendor coinvolti nell’ecosistema. Per i carrier, queste nuove funzionalità saranno fonte di nuove opportunità e di nuovi business model, e consentiranno di avere uno sviluppo molto più rapido di nuove capacità della rete. Siamo entusiasti di questo e stiamo investendo in soluzioni che consentiranno a questo ecosistema di comportarsi come speriamo».
Secondo Henderson, al centro dell’attenzione ci sono la sfida dell’interoperabilità e quella delle prestazioni. «Premesso che ogni sfida crea opportunità, penso che la sfida fondamentale sia l’interoperabilità fra le componenti prodotte dai vari vendor. E bisogna far sì che tutto funzioni con elevate prestazioni, perché esse sono alla base del 5G, e devono farlo in ogni use case. Bisogna anche definire in modo chiaro e preciso le interfacce, facendone uno standard aperto, per poi dimostrare l’interoperabilità all’interno dell’ecosistema». Quali saranno i segnali che indicheranno il successo di O-Ran? «Il primo segnale sarà l’aumento degli annunci di carrier che iniziano a sperimentare e a installare apparati compatibili. Il secondo sarà quando inizieremo a vedere arrivare sul mercato prodotti specifici per l’ecosistema O-Ran anche da altri vendor sul mercato, componenti studiate per lavorare nativamente in ambienti custom, con le stesse prestazioni dei componenti proprietari».
L’offerta Adi in ambito 5G disaggregation
Gli annunci più recenti, quelli di fine marzo, riguardano in particolare una piattaforma radio Asic per realizzare unità radio conformi alle specifiche O-Ran. L’offerta comprende un Asic per banda base di tipo low-Phi, conforme alle specifiche 7.2x per Lte, 5G e NbIoT – compreso il Precision Time Protocol Ieee1588 e l’interfaccia eCpri. Ci sono poi i transceiver Adi software defined di nuova generazione, capaci di eseguire un’avanzata elaborazione digitale del segnale front-end e dotati di convertitori digitali di canale up/down. E infine componenti per l’elaborazione del segnale, la gestione del clock e l’alimentazione delle componenti. La progettazione è stata condotta tenendo presenti obiettivi sia di miglioramento delle prestazioni, sia di riduzione del consumo di energia – in particolare tramite la riduzione del fattore di forma. Secondo Adi, le piattaforme di valutazione saranno rese disponibili prossimamente.
Prima di questa nuova linea, Adi aveva già creato componentistica per la 5G disaggregation. Lo scorso dicembre, Adi aveva annunciato un progetto congiunto con Marvell, volto a realizzare un sistema avanzato di unità radio 4G/5G in grado di supportare un elevato numero di antenne e un throughput multigigabit, utilizzabile sia nelle implementazioni Ran integrate che in ambito Open Ran, fornendo miglioramenti di potenza peso e prestazioni rispetto ad altre soluzioni Asic. Queste soluzioni, inoltre, hanno supporto nativo per la funzionalità O-Ran split 7.2x. La Radio Unit inoltre arriva a prestazioni di livello 32T32R, e dispone di funzioni di beamforming e di Dfe (Digital Front End). Le soluzioni forniscono un reference design hardware completo e sono state sviluppate in collaborazione con lo specialista Benetel, con l’arrivo dei primi prototipi previsto per la metà di quest’anno.Ma ancora prima della collaborazione con Marvell, parliamo dell’ottobre 2020, Adi aveva annunciato un accordo con la giapponese Nec Corporation. Questa partnership riguardava la progettazione di un’unità radio per reti 5G dotate di antenne di tipo Massive Mimo, destinate in primis alla nuova rete 5G della giapponese Rakuten Mobile, che è di tipo cloud native e completamente virtualizzata.
L’unità radio utilizza i transceiver Rf a banda larga di Adi di quarta generazione, con quattro canali di trasmissione, ricezione e Dpd (Digital Pre Distortion) riuniti in un unico chip, e un’interfaccia Open vRan 5G per collegarsi correttamente con la rete Rakuten. La radio è in grado di essere riconfigurata completamente via software, e copre tutte le bande di frequenza del 5G al di sotto dei 6 GHz. « Lavorando a stretto contatto con Nec per condurre la prima installazione Massive Mimo per Rakuten Mobile, stiamo gettando le basi per l’avanzamento della connettività 5G – aveva dichiarato Henderson al momento dell’annuncio – L’ecosistema è incredibilmente intricato e complesso, ma l’obiettivo primario è che tutte le parti lavorino insieme ininterrottamente per ampliare l’efficienza a tutti i livelli: costi, tempo e capitale investito. Queste sono le componenti che ci aiuteranno a passare allo step successivo, verso una rete realmente virtualizzata». Con gli annunci di marzo, e con la disponibilità dei componenti nella seconda metà dell’anno, lo step successivo si sta ormai realizzando. Ora la palla passa agli operatori delle reti mobili, che dovranno dimostrare di saper sfruttare le funzionalità, le prestazioni e la flessibilità delle nuove stazioni radio per realizzare pienamente le promesse del 5G.
