Technologie 5G

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Elle permet aussi l’intégration de la notion du C-RAN qui constitue la nouvelle architecture des nouvelles générations basée sur la virtualisation et la centralisation qui réduira de façon spectaculaire les dépenses d'investissement et les charges d'exploitation pour les opérateurs et abaissera considérablement la consommation électrique.

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C-RAN:

Le terme C-RAN en anglais est une solution utilisée afin de développer une nouvelle génération de réseaux sans fil adoptant un traitement centralisé (Centralized processing), un accès radio collaboratif (Cooperative radio), une infrastructure en nuage en temps réel, un système propre (architecture d'accès au réseau sans fil écologique, Clean), et l'informatique en nuage (Cloud).

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Traitement centralisé :

Le traitement centralisé est assuré par le fait qu’une seule station de base puisse connecter plusieurs RRH constituant RRU (Remote Radio Unit) et où un groupe de RRU des différents sites sont reliés par l’intermédiaire de fibre optique avec un unique BBU de sorte que le contrôle des RRH soit centralisé.

L’ensemble des BBU centralisées sont également interconnectés, sur cette base, le signal RRH peut être acheminé à l'une des BBU centralisées mais on doit tout de même assurer un équilibrage de charge de trafic pour ne pas saturer certains BBU alors que d’autres sont en repos. Ainsi, l'équilibre selon la charge du réseau dynamique entre BBU peut être atteint, la consommation d'énergie peut être réduite et ça améliore la rentabilité du réseau. Mais ces BBU doivent se caractérisés par une bande passante élevée et une faible latence.

De plus si un des BBU est en panne le service ne sera pas interrompu donc ça n’affecte pas le réseau et les autres BBU prennent le relais pour couvrir le réseau.

Les opérateurs doivent concevoir des moyens de protection du lien en fibre optique qui doit être normalisé (comme CPRI) afin de garantir la compatibilité entre les équipements de différents constructeurs pour leur interconnexion.

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Radio collaborative :

Auparavant, l’équipement de l’utilisateur communique uniquement avec une seule station de base, et les autres signaux reçus au niveau de ce mobile sont considérés comme des interférences. Pour le cas du C-RAN, les RRH (Remote Radio Head) sont connectés à un seul équipement de bande de base du coup l’équipement des utilisateurs envoie et reçoit les signaux via/vers les différentes stations qui existent, ce qui améliore la qualité du signal et diminue les interférences.

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Système propre (clean) :

L'optimisation de la consommation énergétique est un enjeu sociétal mondial qui touche tous les secteurs. Les gouvernements ont pris divers engagements au niveau de leurs pays, et les opérateurs ont fait de même pour réduire la consommation énergétique des réseaux.

En déployant une architecture C-RAN on peut atteindre une consommation d’énergie plus minime et donc une réduction des couts. 80% du CAPEX est dépensé dans le réseau d’accès radio pour l’amplification et afin de fournir la puissance et la climatisation(qui prend 46% de la consommation globale des cellules) nécessaire aux RRH et BBU, et 41% du CAPEX est dépensé afin de fournir l’électricité aux cellules mais le C-RAN offre une potentielle réduction dans les frais d’électricité vu que le nombre des BBU est réduit comparé au nombre de BBU dans les architecture traditionnelle. Plus encore dans les périodes où il y a moins de trafic (par exemple durant la nuit) certains BBU du datacenter sont mis en repos bien sûr sans affecter la couverture du réseau.

D’après l’estimation de ZTE le C-RAN permet entre 67% et 80% une d’économie d’énergie, ça dépend en le nombre de cellule qu’un BBU pool peut couvrir. De plus la centralisation des équipements dans un même emplacement permet de réduire le besoin en génie civil ce qui contribue de plus à la réduction du OPEX.

En général le C-RAN permet une réduction totale de 15% du CAPEX et 50% de l’OPEX.

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Cloud :

le Cloud décrit une architecture au sein de laquelle les serveurs peuvent répondre rapidement aux demandes des utilisateurs pour accéder au réseau grâce à une rapide adaptation des capacités de calcul des serveurs. Le système C-RAN peut exécuter plusieurs instances isolées indépendantes de BBU (Base Band Unit) virtuel sur un serveur physique (localisé dans le datacentre) et profiter de plusieurs avantages tels que l'intégration efficace du serveur. Alors la puissance des datacenters permettent de prendre en charge plusieurs machines virtuelles et de leur donner la puissance nécessaire à leur exécution.

Le multiplexage entre un grand nombre d’utilisateurs abaisse les coûts de façon forte. Les datacenters vont également être à l’origine des réseaux logiciels et le support des machines virtuelles pour les créer. C’est la raison pour laquelle de nombreux opérateurs de télécommunications ont développé des sociétés qui fournissent des services Cloud pour eux-mêmes et également pour leurs clients.

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Le coût croissant du personnel de gestion et de contrôle des ressources présente un autre critère à prendre en compte. Chaque fois que les échecs et les mises à niveau matérielles sont nécessaires, l'intervention est faite seulement dans quelques endroits du pool BBU contrairement au RAN traditionnel. Le pool BBU virtualisé représente un moyen agile pour l'introduction de nouvelles normes, par conséquent, son déploiement est considéré par les opérateurs comme une stratégie de migration.

Alors pour optimiser à la fois le coût des ressources et celui du personnel spécialisé, il faut les partager. Le Cloud est donc un moyen efficace pour réaliser ce partage.

Cette notion sera traitée avec plus de détails dans le chapitre 5.

Architecture C-RAN :

Selon le découplage entre les RRH et les BUU, deux solutions sont retenues définissant la façon de distribuer les fonctions de la station de base