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一文带你看懂O-RAN的前生今世

在不久之前的MWC 2019上海展上,O-RAN成为了众多厂商争相展示的热门产品。作为诞生还不到两年的一种新型技术架构,O-RAN的崛起速度确实非常惊人,吸引了行业内外的广泛关注。 那么,O-RAN到底是什么呢?它有什么特别之处?为什么越来越多的厂家会追捧这项技术?

• RAN,D-RAN,X-RAN和C-RAN

简单的说,RAN就是基站,也就是网络。在5G时代来临之前,基站(RAN)是由三部分组成的:天线,RRU(射频拉远单元),BBU(基带处理单元)。RRU是用来发射和接受信号的,BBU是用来处理信令消息的。

首先,小编带领大家对无线接入侧的历史做一个简单的回顾。

在1G和2G时代,BBU,RRU和供电单元等设备是放在一个柜子里的,十分臃肿……

到了3G时代,提出了分布式基站。也就是将BBU和RRU分离,RRU甚至可以挂在天线下边,不必与BBU放在同一个机柜里。这就是所谓的D-RAN(分布式无线接入网)。随着技术的发展(很大的原因是运营商维护成本太高了……),C-RAN应运而生。

什么是C-RAN?就是Centralized RAN,也可以指Cloud- RAN,中文意思是集中化无线接入。还是采取BBU和RRU分离的方案,但是RRU无限接近于天线,这样大大减少了通过馈线(天线与RRU的连接)的衰减;同时BBU迁移并集中于CO(中心机房),形成BBU基带池;而CO与RRU通过前传网络连接。这样非常有利于小区间协同工作,减少了传输中造成的衰减,节省成本。

海外运营商也在不断探索更先进的网络架构。2016年,AT&T带领众多海外运营商成立了x-RAN联盟,目标是用开放可替代的标准化设备替代传统的基于硬件的RAN。该联盟侧重于三个方面:将RAN控制平面与用户平面耦合,构建使用COTS硬件的模块化eNodeB软件堆栈,以及公开南向和北向接口。

X-RAN和C-RAN通常被认为是O-RAN的前身。

2018年6月,O-RAN联盟正式成立,由中国移动、美国AT&T、德国电信、日本NTT DOCOMO、法国Orange等12家运营商联合发起。O-RAN联盟在现有的C-RAN联盟的工作成果及目标上进行扩展,推动无线接入网向更开放及更智能的方向演进。

然而为什么要成立O-RAN联盟呢?

• O-RAN是如何诞生的

无线网络建设一直是运营商网络综合成本(TCO)的最主要部分,大致占比在60%~70%。大部分运营商刚经历4G网络的巨大投资,就将面对5G网络的投资建设压力。

5G网络不同于4G网络,5G网的速度快,带宽大,频段高,也就是说,5G网络的穿透性会远差于4G网络。通俗地解释一下,原来4G网覆盖某一区域仅需要1个基站,而5G网覆盖则需要5个基站。这么一来,未来中国就需要成百万甚至上千万的5G小基站。

同时,5G网络又是运营商必须投资的网络,大规模建网势必带来极大的耗资,这时就需要引入新技术、新方案,通过方案革新降低建设难度、减少无线网络投资。

在“无线互联网”流量收入增长放缓、语音收入下降的背景下,垂直行业是运营商必须进入的“蓝海市场”,拓展运营商的盈利能力将是5G网络的首要任务。垂直行业的新业务意味着更多样的业务类型、更复杂的网络管理,需要更高效的资源管理方案以及更灵活的网络架构以便于开展业务创新。

在这一大背景下,由运营商主导的O-RAN产业联盟应运而生,提出了“开放”和“智能”两大核心愿景。

• O-RAN的核心:标准化+开源

ORAN联盟是由运营商主导并发起的,有三大关键原则:第一个原则,引导产业的演进方向,一是开放接口,可支持异厂家设备的互操作;二是通过虚拟化方式构建无线接入网,实现基于大数据的智能无线网络。第二个原则,积极并充分利用通用平台,减少对私有平台的依赖。第三个原则,制定、推进接口及相关API标准化定义,探索开源解决方案。

用通俗的语言解释一下这三个规则,O-RAN正在推动以下四个方向:网络智能化、接口开放化、硬件通用化和软件开源化。相当于原来是黑盒子的硬件,现在全部转变成为通用标准化产品,其中的软件代码也变为开源。

这可能就意味着,未来某个现网的单一厂家设备无论数量再多,也不是无可替代的;卖家无需打包采购同一家厂商的软硬件产品,而是充分利用通用平台、减少对私有平台的依赖,制定、推进接口及相关API标准化定义,探索开源解决方案,也意味着“标准化”将成为趋势。

随着开放通用化硬件,网络功能软硬解耦后硬件将通用化,运营商独立性将更高,而不再像现在总是被设备商左右。传统设备商将面临重大变革,而一些互联网企业、软件厂商、IT厂商或将成为市场新玩家。

事实上,一些IT厂商已经开始虎视眈眈。在MWC 2019巴塞罗那展会上,联想与中国移动联合展示全球首个5G O-RAN产品,该产品在业界首次实现了跨节点、多虚机、全软件的5G CU/DU设备云化方案。

在中国移动研究院首席科学家易芝玲博士看来,“此次联合展示,不仅验证了联想IT基础设施解决方案可有效支撑无线网云化需求,也是运营商深入研发基站设备的一次有益尝试。面向未来智能、开放无线网络的演进需求,无线网的研发运营融合是重要方向,欢迎更多的产业合作伙伴参与进来。”

在今年的上海MWC上,联想集团联合中国移动研究院及合作伙伴,发布全球首个面向5G的边缘开放硬件加速平台。联想作为老牌IT厂商,也开始全面向5G发力,快速抢占O-RAN领域市场。

• O-RAN的挑战与展望

O-RAN联盟的成立,在业界“一石激起千层浪”。说到底,O-RAN要解决的是成本和效率的问题,如何在通用性、能效比、综合成本三者间达到平衡,是通用基站参考设计研发的核心关键问题。

目前,爱立信、诺基亚、中兴与联想都已经加入O-RAN联盟,但华为暂无计划加入O-RAN联盟,华为青睐的是另一种垂直集成解决方案,在这种方案中,组件之间的接口可以根据其架构进行优化。两种选择就像摆在天平的两端,一边是运营商携通用化标准拥抱开放,另一边是的传统电信设备黑盒难题。

目前,O-RAN联盟成员已扩展至60多家。中国移动副总裁李正茂曾公开表示:“O-RAN取得了令人欣喜的发展,不仅是行业传统领军企业,还有很多初创公司和SEM也表现出极大兴趣。我相信O-RAN‘车轮’将全力加速,为下一代无线通信网络发展聚集更多力量,促进产业繁荣,并在未来几年对5G的部署做出至关重要的贡献。”

不得不说,如今O-RAN已经逐步成为全球运营商的共识,AT&T承诺在2020年将75%的核心网络功能虚拟化,2018年已经完成65%,未来几年仅标准化路由器就计划部署6万台。曾有证券公司预计,中国5G投资规模将达1.2万亿元,其中基站设备和传输设备分别占比45%、22%。由此看来,标准设备的发展前景可期。

围绕O-RAN的行业变革或许将是一场持久战,O-RAN所倡导的技术理念和标准有其先进性,但行业往往不是单一因素决定的。5G是O-RAN等开放技术的额外动力,运营商投入的决心将左右通信开源的终局。相信在众多企业的共同努力下,O-RAN即将迎来“春暖花开”的一天。

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