En France, le début du déploiement de la 5G SA est annoncé dès cette année La migration d’un cœur de réseau EPC (4G) vers un cœur de réseau 5GC représente de lourds investissements. Les opérateurs doivent définir une stratégie leur permettant d’assurer une continuité des services 4G existants, ce qui pose de nombreux défis techniques.
La migration vers un cœur de réseau 5GC est indispensable pour libérer tout le potentiel de la 5G, concrétiser et développer les différents modèles d’affaires expérimentés sur le marché du BtoB.
En France, trois opérateurs se sont lancés : Orange et SFR semble vouloir faire appel à l’équipementier finlandais Nokia, tandis que Bouygues s’appuierai sur Ericsson.
Comment choisir sa stratégie opérationnelle de migration vers la 5GC ?
Pour déployer un réseau 5GC, l’opérateur a plusieurs options :
- Choisir une solution 5GC d’un des fournisseurs de son réseau ou celle d’un nouveau fournisseur.
- Déployer directement une nouvelle solution 5GC ou opter pour une mise à niveau de sa plateforme EPC vers la 5GC.
- Bâtir une solution 5GC avec une technologie cloud natif ou partir d’une solution virtualisée puis migrer progressivement vers un cloud natif, privé ou public ou hybride.
Le cœur de réseau 5GC est plus complexe que le cœur de réseau EPC (4G), puisqu’il intègre de nouvelles fonctions réseau (NF). L’intégration et l’interopérabilité de ces différentes fonctions (NF) devient plus complexe surtout en cas de réseaux multifournisseurs.
Scénario 1 : Mise à niveau du réseau cœur EPC avec le même fournisseur
La majorité des opérateurs qui ont migré en 5G, ont réalisé une mise à niveau de leur réseau EPC (4G) vers une architecture NSA. Plus limitée en termes de capacité d’automatisation et d’orchestration qu’une architecture 5GC, l’architecture 5G NSA n’est pas totalement compatible avec les exigences d’un réseau Cloud natif.
Les opérateurs ont donc virtualisé les principaux nœuds EPC (EPC vers vEPC), puis introduit progressivement, en parallèle, de nouvelles fonctions 5G SA. Cette stratégie permet un Time To Market (TTM) rapide pour de nouveaux services et une optimisation des CAPEX/OPEX puisque la réutilisation ou le transfert les licences 4G sont possibles. Elle demande moins de temps aux équipes opérationnelles pour monter en compétences sur les nouveaux produits et environnements. Surtout, elle réduit les risques liés aux problèmes d’interopérabilité entre les fonctions existantes EPC (4G) et les nouvelles fonctions 5GC, un prérequis pour ne pas dégrader l’expérience client.
Avant le décommissionnement total du réseau EPC, les opérateurs procèderont à la migration sur la nouvelle plateforme, de tout leur parc clients, lot par lot.
Scénario 2 : Migration du réseau EPC vers un autre fournisseur de solution 5GC
Un changement de fournisseur est un processus long et risqué : l’opérateur doit lancer un appel d’offres et éventuellement passer par une phase de test des différentes solutions techniques proposées afin de valider leurs performances et leur conformité aux principaux standards (3GPP).
Les opérateurs devront faire des choix et des compromis pour tenir compte des exigences d’un réseau 5GC et des contraintes de l’existant réseau EPC. Trois cas peuvent se présenter.
- L’opérateur choisit de remplacer un fournisseur A par un fournisseur B en implémentant une solution sur une nouvelle plateforme cloud natif 5GC. Ce choix peut être pertinent. Le risque est de rester dépendant du fournisseur A durant le temps nécessaire aux équipes pour monter en compétences sur la nouvelle plateforme.
- L’opérateur virtualise son réseau EPC, puis migre vers un réseau Cloud natif à petite ou moyenne échelle. Les équipes peuvent monter en compétences progressivement sans impact sur les plateformes et services en production. Cette option permet une migration aisée des abonnés vers la nouvelle plateforme vEPC.
- L’opérateur commence par virtualiser son réseau EPC sur des VMs, puis introduit une solution 5GC et migre vers le cloud natif. C’est le cas le moins risqué. Il optimise le TTM.
L’interopérabilité entre les fonctions EPC (4G) et les nouvelles fonctions 5GC est stratégique
Les opérateurs ont fortement investi dans le cœur de réseau EPC afin d’offrir davantage de capacité à leur client durant la crise sanitaire. Ils souhaitent capitaliser ces investissements avant de se tourner vers la 5GC, Néanmoins l’offre de services 5GC est aussi leur priorité stratégique.
Une interopérabilité fluide entre le réseau EPC et le réseau 5GC est nécessaire pour ne pas dégrader l’expérience client sur les services existants lors de la migration du client d’un réseau à l’autre.
Le standard 3GPP a défini plusieurs interfaces entre les fonctions réseau (NF). Cependant l’interface N26 entre la fonction AMF (5GC) et la fonction MME (EPC) joue un rôle crucial dans la signalisation et le contrôle. Elle doit être maintenue pour garantir une meilleure bascule de l’abonné entre les deux systèmes. Cette interface permet notamment de gérer les services liés à la voix (voLTE) et sert pour le transfert de l’historique de l’abonné entre les deux systèmes.
La base de données clients est un autre élément clé pour la réussite de l’interopérabilité des deux systèmes.
D’inévitables évolutions dans l’écosystème
L’opérateur aura d’autres adaptations à mener :
- Adapter l’organisation opérationnelle interne afin de bénéficier des avantages d’une architecture cloud natif.
- Faire le choix entre le déploiement d’une solution 5GC soit mono-fournisseur, soit multifournisseurs. L’intégration d’une solution 5GC mono-fournisseur sera plus simple et rapide avec un risque de dépendance. Une solution multi fournisseurs nécessitera beaucoup plus de temps d’intégration.
- Pour utiliser les capacités d’un réseau 5GC, les opérateurs devront aussi migrer leur accès RAN vers un accès 5G RAN permettant d’offrir des services 5G de bout-en-bout.
La 5GC, une architecture adaptée pour les environnements natif cloud
La 5GC natif cloud est une architecture de nouvelle génération, évolutive et hautement disponible pour les réseaux 5G. Elle permet aux fournisseurs de services d'exécuter les fonctions de réseau central 5G en tant qu'applications cloud natives, en tirant parti des avantages de la virtualisation, de l'automatisation et de l'orchestration. Cette architecture offre des cycles d'innovation plus rapides, une meilleure agilité du réseau et des coûts opérationnels inférieurs à ceux des déploiements de base 5G traditionnels.
En synthèse, les opérateurs ont 7 challenges à relever pour déployer leur réseau 5GC :
- Interopérabilité : le fonctionnement d’un cœur de réseau 5GC avec une large gamme de services et environnements différents (EPC, NR, …) peut induire d’importants risques de dégradation de services existants lors de sa mise en œuvre.
- Complexité : intégrant de nouvelles fonctions, le réseau 5GC est plus complexe que l’EPC (4G) ce qui complexifie aussi sa conception, son déploiement et sa maintenance.
- Sécurité : le réseau 5GC crée de nouveaux enjeux de sécurisation des terminaux et équipements IOT pour la protection des données.
- Slicing réseau : la gestion et la maintenance de réseaux virtuels (slices) avec différents niveaux de sécurité et de sensibilité des données et applications, représenteront un nouveau défi pour les opérateurs.
- Virtualisation et solutions logicielles : la gestion de la virtualisation et des solutions logicielles des réseaux 5GC nécessite de nouvelles expertises et compétences.
- Coût : la 5GC requiert des investissements importants dans de nouvelles infrastructures et technologies dans un environnement déjà très concurrentiel pour les opérateurs.
- Réglementation : dans certains pays des réglementations obligeraient les réseaux 5GC à stocker et traiter des données à l'intérieur du pays ou limiteraient la capacité des entreprises étrangères à participer aux déploiements de réseaux 5G. Ces réglementations peuvent augmenter le coût et la complexité des opérations de réseau.
Pour en savoir plus : Le cœur de réseau 5GC, pierre angulaire de la 5G Stand Alone
