Сеть любого оператора связи традиционно состояла из множества разнообразных специализированных аппаратных устройств. Запуск любого нового сетевого сервиса предполагает добавление все новых наборов устройств, требующих места в аппаратных комнатах, новых источников питания и климатики. Это приводило к росту стоимости потребляемой энергии, капитальных и операционных затрат, а также необходимости найма персонала, обладающего всё более разнообразной квалификацией и специализацией[1].
Кроме того, аппаратные сетевые устройства быстро устаревают, не столько физически, сколько «морально», что требует все более частых повторений цикла «закупка – проектирование – интеграция – развертывание». К значительному повышению доходов операторов это, как привило, не приводит. По мере ускорения развития технологий и появления инноваций, сроки службы оборудования имеет тенденцию к укорочению.
Всё это приводит к тому, что затраты на развитие сети начинают опережать рост доходов, на которые направлены эти затраты.
Традиционные телекоммуникационные сети проектировались в расчёте на использование специализированных аппаратных устройств. Эти устройства создавались на базе специально разрабатываемых аппаратных и программных платформ отдельных вендоров. Развёртывание таких «монолитных» сетевых элементов приводило к длительным циклам проектирования и пуско-наладочных работ, а, следовательно, и к замедлению вывода на рынок новых продуктов и услуг. Обслуживание и управление такой сетью было достаточно неэффективным и дорогим. Все это приводило к тому, что рост инвестиций в развитие сети для удовлетворения запросов абонентов превышал рост доходов от предоставления услуг в ней. Тем не менее, и в настоящее время доля таких «монолитных» сетевых элементов, где функции управления, администрирования и пересылки данных (трафик данных пользователя) выполняются на основе физических, «железных» устройств, на сетях операторов, по прежнему остаётся значительной. Очень часто сеть строится из сетевых элементов от одного производителя (вендора), поскольку в этом случае действительно легче обеспечить совместимость. Политика «эксклюзивного поставщика» является довольно популярной в среде операторов.
Развёртывание новых услуг, модификации («апгрейды») оборудования или услуг делаются поочерёдно на каждом сетевом элементе, что требует затрат и замедляет этот процесс. Такая монолитная организация операторской сети делает её негибкой, затрудняет ввод новых услуг и функций, а также увеличивает зависимость оператора от специфических («проприетарных») решений конкретных вендоров.
Именно поэтому, в настоящее время многие операторы выбрали путь цифровой трансформации на базе технологий SDN/NFV.
Сегодня стало ясно, что экстенсивный путь развития операторских сетей на базе специализированного оборудования является тупиковым. Потребовался новый подход к развитию бизнеса операторов и сервис-провайдеров, одним из основных таких подходов является виртуализация сетевых функций (NFV – Network Function Virtualization) и программно-конфигурируемые сети (SDN – Software Defined Networks).
Концепция NFV основана на том, что сетевые функции реализуются программно на стандартном коммерческом оборудовании COTS (Commercial Off-The-Shelf), которое представляет собой серверы, оборудование хранения и сетевой коммутации для общего, а не специализированного, применения.
Оценки рынка виртуализации
Глобальный рынок виртуализации сетевых функций NFV по данным аналитического агентства Globe Newswire[2] в 2021 г. достиг 18.1 млрд. долл. США. К 2027 годы объём этого рынка прогнозируется в размере 60.1 млрд. долл. со скоростью роста в среднем 22.14% в год за период 2021-2027 гг.
Значительный рост ожидается в банковской, финансовой и страховой отраслях экономики, в здравоохранении, розничной торговле, на производстве и в информационных технологиях. Широкое распространение виртуальных устройств вместо физических также будет стимулировать рынок.
Виртуализация также будет активно интегрироваться с технологиями Интернета Вещей IoT (Internet of Things) и облачными технологиями. Другими факторами, влияющими на рост рынка виртуализации, является консолидация дата-центров, т.е. объединение нескольких дата центров в один логический дата-центр при помощи технологий программно-конфигурируемых сете SDN, а также растущими инвестициями в сети 5G.
Преимущества виртуализации
Вкупе с 5G, технологии виртуализации сетевых функций NFV (Network Functions Virtualization) и программно-конфигурируемых сетей SDN (Software-Defined Networking), дают возможность операторам облегчить расширение сети, повысить возможности введения новых услуг и снизить как капитальные, так и операционные расходы на сеть. Одни и те же технологии виртуализации могут быть использованы как в сети доступа 5G RAN, так и в опорной сети 5G Core. Многие функции сети могут быть виртуализованы при помощи NFV и предоставлены в разных участках сети 5G RAN при помощи SDN. Виртуализация сетевых функций в 5G позволит реализовать такие сетевые возможности, как сетевая нарезка Network Slicing и вычисления в граничной сети для разных технологий доступа MEC (Multi-access Edge Computing).
Процесс миграции от монолитной сети 4G (LTE) к виртуализированной сети 5G показан на рисунке ниже.
* * *
[1] Докучаев В.А., Иевлев О.П., Маклачкова В.В., Шалагинов А.В. Программно-конфигурируемая архитектура приложений и инфраструктуры. Обобщенная архитектура концепции SDN и NFV: учебное пособие МТУСИ. – М., 2020. — 24 с.
[2] https://www.researchandmarkets.com/reports/5647837/network-function-virtualization-nfv-market
Telecom & IT 