簡單的說,RAN 就是基站,也就是網(wǎng)絡。在 5G 時代來臨之前,基站(RAN)是由三部分組成的:天線,RRU(射頻拉遠單元),BBU(基帶處理單元)。RRU 是用來發(fā)射和接受信號的,BBU 是用來處理信令消息的。
首先,小編帶領大家對無線接入側的歷史做一個簡單的回顧。
在 1G 和 2G 時代,BBU,RRU 和供電單元等設備是放在一個柜子里的,十分臃腫……
到了 3G 時代,提出了分布式基站。也就是將 BBU 和 RRU 分離,RRU 甚至可以掛在天線下邊,不必與 BBU 放在同一個機柜里。這就是所謂的 D-RAN(分布式無線接入網(wǎng))。隨著技術的發(fā)展(很大的原因是運營商維護成本太高了……),C-RAN 應運而生。
什么是 C-RAN?就是 Centralized RAN,也可以指 Cloud- RAN,中文意思是集中化無線接入。還是采取 BBU 和 RRU 分離的方案,但是 RRU 無限接近于天線,這樣大大減少了通過饋線(天線與 RRU 的連接)的衰減;同時 BBU 遷移并集中于 CO(中心機房),形成 BBU 基帶池;而 CO 與 RRU 通過前傳網(wǎng)絡連接。這樣非常有利于小區(qū)間協(xié)同工作,減少了傳輸中造成的衰減,節(jié)省成本。
海外運營商也在不斷探索更先進的網(wǎng)絡架構。2016 年,AT&T 帶領眾多海外運營商成立了 x-RAN 聯(lián)盟,目標是用開放可替代的標準化設備替代傳統(tǒng)的基于硬件的 RAN。該聯(lián)盟側重于三個方面:將 RAN 控制平面與用戶平面耦合,構建使用 COTS 硬件的模塊化 eNodeB 軟件堆棧,以及公開南向和北向接口。
X-RAN 和 C-RAN 通常被認為是 O-RAN 的前身。
2018 年 6 月,O-RAN 聯(lián)盟正式成立,由中國移動、美國 AT&T、德國電信、日本 NTT DOCOMO、法國 Orange 等 12 家運營商聯(lián)合發(fā)起。O-RAN 聯(lián)盟在現(xiàn)有的 C-RAN 聯(lián)盟的工作成果及目標上進行擴展,推動無線接入網(wǎng)向更開放及更智能的方向演進。
然而為什么要成立 O-RAN 聯(lián)盟呢?
O-RAN 是如何誕生的?
無線網(wǎng)絡建設一直是運營商網(wǎng)絡綜合成本(TCO)的最主要部分,大致占比在 60%~70%。大部分運營商剛經歷 4G 網(wǎng)絡的巨大投資,就將面對 5G 網(wǎng)絡的投資建設壓力。
5G 網(wǎng)絡不同于 4G 網(wǎng)絡,5G 網(wǎng)的速度快,帶寬大,頻段高,也就是說,5G 網(wǎng)絡的穿透性會遠差于 4G 網(wǎng)絡。通俗地解釋一下,原來 4G 網(wǎng)覆蓋某一區(qū)域僅需要 1 個基站,而 5G 網(wǎng)覆蓋則需要 5 個基站。這么一來,未來中國就需要成百萬甚至上千萬的 5G 小基站。
同時,5G 網(wǎng)絡又是運營商必須投資的網(wǎng)絡,大規(guī)模建網(wǎng)勢必帶來極大的耗資,這時就需要引入新技術、新方案,通過方案革新降低建設難度、減少無線網(wǎng)絡投資。
在“無線互聯(lián)網(wǎng)”流量收入增長放緩、語音收入下降的背景下,垂直行業(yè)是運營商必須進入的“藍海市場”,拓展運營商的盈利能力將是 5G 網(wǎng)絡的首要任務。垂直行業(yè)的新業(yè)務意味著更多樣的業(yè)務類型、更復雜的網(wǎng)絡管理,需要更高效的資源管理方案以及更靈活的網(wǎng)絡架構以便于開展業(yè)務創(chuàng)新。
在這一大背景下,由運營商主導的 O-RAN 產業(yè)聯(lián)盟應運而生,提出了“開放”和“智能”兩大核心愿景。
O-RAN 的核心:標準化+開源
ORAN 聯(lián)盟是由運營商主導并發(fā)起的,有三大關鍵原則:第一個原則,引導產業(yè)的演進方向,一是開放接口,可支持異廠家設備的互操作;二是通過虛擬化方式構建無線接入網(wǎng),實現(xiàn)基于大數(shù)據(jù)的智能無線網(wǎng)絡。第二個原則,積極并充分利用通用平臺,減少對私有平臺的依賴。第三個原則,制定、推進接口及相關 API 標準化定義,探索開源解決方案。
用通俗的語言解釋一下這三個規(guī)則,O-RAN 正在推動以下四個方向:網(wǎng)絡智能化、接口開放化、硬件通用化和軟件開源化。相當于原來是黑盒子的硬件,現(xiàn)在全部轉變成為通用標準化產品,其中的軟件代碼也變?yōu)殚_源。
這可能就意味著,未來某個現(xiàn)網(wǎng)的單一廠家設備無論數(shù)量再多,也不是無可替代的;賣家無需打包采購同一家廠商的軟硬件產品,而是充分利用通用平臺、減少對私有平臺的依賴,制定、推進接口及相關 API 標準化定義,探索開源解決方案,也意味著“標準化”將成為趨勢。
隨著開放通用化硬件,網(wǎng)絡功能軟硬解耦后硬件將通用化,運營商獨立性將更高,而不再像現(xiàn)在總是被設備商左右。傳統(tǒng)設備商將面臨重大變革,而一些互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)、軟件廠商、IT 廠商或將成為市場新玩家。
事實上,一些 IT 廠商已經開始虎視眈眈。在 MWC 2019 巴塞羅那展會上,聯(lián)想與中國移動聯(lián)合展示全球首個 5G O-RAN 產品,該產品在業(yè)界首次實現(xiàn)了跨節(jié)點、多虛機、全軟件的 5G CU/DU 設備云化方案。
在中國移動研究院首席科學家易芝玲博士看來,“此次聯(lián)合展示,不僅驗證了聯(lián)想 IT 基礎設施解決方案可有效支撐無線網(wǎng)云化需求,也是運營商深入研發(fā)基站設備的一次有益嘗試。面向未來智能、開放無線網(wǎng)絡的演進需求,無線網(wǎng)的研發(fā)運營融合是重要方向,歡迎更多的產業(yè)合作伙伴參與進來。”
在今年的上海 MWC 上,聯(lián)想集團聯(lián)合中國移動研究院及合作伙伴,發(fā)布全球首個面向 5G 的邊緣開放硬件加速平臺。聯(lián)想作為老牌 IT 廠商,也開始全面向 5G 發(fā)力,快速搶占 O-RAN 領域市場。
O-RAN 的挑戰(zhàn)與展望
O-RAN 聯(lián)盟的成立,在業(yè)界“一石激起千層浪”。說到底,O-RAN 要解決的是成本和效率的問題,如何在通用性、能效比、綜合成本三者間達到平衡,是通用基站參考設計研發(fā)的核心關鍵問題。
愛立信、諾基亞、中興與聯(lián)想都已經加入 O-RAN 聯(lián)盟,但華為暫無計劃加入 O-RAN 聯(lián)盟,華為青睞的是另一種垂直集成解決方案,在這種方案中,組件之間的接口可以根據(jù)其架構進行優(yōu)化。兩種選擇就像擺在天平的兩端,一邊是運營商攜通用化標準擁抱開放,另一邊是的傳統(tǒng)電信設備黑盒難題。
中國移動副總裁李正茂曾公開表示:“O-RAN 取得了令人欣喜的發(fā)展,不僅是行業(yè)傳統(tǒng)領軍企業(yè),還有很多初創(chuàng)公司和 SEM 也表現(xiàn)出極大興趣。我相信 O-RAN‘車輪’將全力加速,為下一代無線通信網(wǎng)絡發(fā)展聚集更多力量,促進產業(yè)繁榮,并在未來幾年對 5G 的部署做出至關重要的貢獻。”
圍繞 O-RAN 的行業(yè)變革或許將是一場持久戰(zhàn),O-RAN 所倡導的技術理念和標準有其先進性,但行業(yè)往往不是單一因素決定的。5G 是 O-RAN 等開放技術的額外動力,運營商投入的決心將左右通信開源的終局。相信在眾多企業(yè)的共同努力下,O-RAN 即將迎來“春暖花開”的一天。
審核編輯 黃宇
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