美国力挺的open RAN是什么技术,前景真的有那么好吗?

智者先行 2023-08-29
2624 字丨阅读本文需 7 分钟

美国国家频谱联盟(NSC)和Linux基金会宣布了一项正式合作,重点是开放RAN软件原型、演示和开发,包括开源参考堆栈。

具体来说,这两个组织已经承诺为open RAN建立一个“开放和中立的框架”,旨在刺激更多的学术、政府和商业研究与开发。

Linux基金会网络、边缘和物联网总经理Arpit Joshipura表示:“我们渴望与NSC合作,为open RAN创建一个稳定、开放、安全的参考堆栈。” “通过整合资源,我们将加速开放RAN和无线技术在美国各个垂直领域以及政府、学术界和小型企业的普及。 我们在网络堆栈和网络安全领域强大的开源开发基础设施是NSC频谱开发工作的天然合作伙伴。”

NSC执行主任乔·科肯补充说:“在解决跨行业的棘手无线问题时,就像我们两个组织所做的那样,两个臭皮匠总比一个人强。 我们期待着双方在开放式RAN研发以及其他无线和网络创新方面的持续合作。”

欧洲也要部署RAN网络

欧洲最大的五家移动运营商表示,他们计划在试验后从2025年开始部署开放式RAN网络。

德国电信(Deutsche Telekom)、Orange、TIM、西班牙电信(Telefónica)和沃达丰(Vodafone)这五家公司表示,小型试验已经到位,今年将宣布新的试点项目,从2025年开始进行更大规模的部署。

但从五家运营商今天的白皮书中可以明显看出,他们落后于2021年签署协议时宣布的计划。当时他们表示,他们计划“明年”开始大规模推广,也就是2022年。目前的2025年目标显示,他们比计划晚了三年。

白皮书说,五家公司的优先事项是成熟、安全和能源效率——这与他们两年前所说的基本一致。五家公司在一份声明中表示:“随着技术发展进入新阶段,成熟度、安全性和能源效率变得越来越重要,在整个2022年,公司都鼓励围绕这些主题进行公开讨论。随着Open RAN的全球部署已经达到数万个站点(主要由新运营商在绿地部署中执行),它正在缩小与传统移动无线电网络在功能对等和性能方面的差距,今年计划进行更多试点,到2025年在欧洲全面部署。”

TIM首席网络、运营和批发官Elisabetta Romano说:“通过这份白皮书,我们打算帮助相关行业社区更紧密地联系在一起,避免碎片化,以释放ORAN的全部潜力,为客户带来巨大利益。”

德国电信首席技术官Abdu Mudesir表示:“Open RAN在过去几个月已经成熟,我们的初步商业部署将很快开始。”

Open RAN剑指开放

说起Open RAN,Open这个“词”的含义相当直白,就是开放的意思。RAN则是Radio Access Network缩写,意思就是无线接入网。因此,Open RAN的含义就是开放的无线接入网。

对于2G和3G来说,RAN包含两个网元:基站,以及管理基站的控制器(2G叫BSC,3G叫RNC)。到了4G,网络开始扁平化,控制器被取消,基站直连核心网,RAN就只有基站这一个网元,5G时代依然如此。

2G和3G现在已在退网,我们暂且不提。关键是4G和5G,RAN侧就是孤零零的一个基站,还要怎样开放呢?

其实,这看似小小的基站,里面大有乾坤。在无线网络发展的远古时代,基站是浑然一体的一个设备,仅仅对外出两类接口:连接核心网的传输接口,以及连接天线的射频接口。这两类接口之间的基站主设备,就像是一个“黑盒子”,我们只是大概知道里面是由电源,交换,基带,收发信机,数字中频,射频等零件组装起来的,运行着相关软件来支撑这一系统的正常工作。

这些基站的硬件和软件都是各个厂家自研的,内部各模块的划分和之间的接口对外不可见,其内运行的软件也是如此。运营商要买基站就只能整套买,出了问题厂家包排查包解决。

到了4G时代,这个“黑盒子”稍微打开了点,大家都把基站划分成了两大模块:BBU和RRU,以及它们之间的接口CPRI(通用公共无线接口)。但是,BBU和RRU的内部实现还是不对外开放的,各厂家的方案各异。它们之间的CPRI接口虽然名字上带着“通用公共”,其实也是私有的,各厂家都有各自的数据格式,不能互通。

因此,运营商要买基站,还是得BBU,RRU连带软件从一家整套买,爱立信的BBU是不可能接诺基亚的RRU的。

从2G到5G至今,随着供应商之间竞争的加剧,倒闭的倒闭,并购的并购,供应商越来越少,而由于通信行业的技术壁垒又非常高,新的玩家很难进入,最终形成了近似少数厂家寡头垄断的客观现实。

运营商设备投资的费用高企,各供应商的产品同质化,价格难以降低,又没有新的厂家可以替代,这可如何是好?

于是,无数期望的目光纷纷投向了“白盒化”基站。

白盒基站,就是要把传统的黑盒基站打开,并大卸八块,软硬件解耦,并将所有的接口开放。这样一来,即使这些部件由不同厂家提供,只要大家都遵循相同的协议就可以组装起来运行。其中的BBU硬件需要使用通用服务器(也称作COTS,Commercial Off-The-Shelf,意为商用现成品),可以从市场上的任意服务器厂家购买。在BBU使用了通用服务器之后,就必须支持虚拟化功能(称作vRAN),才能在上面灵活地部署来自不同厂家的功能软件。

RRU硬件由于不仅仅处理数据,还要进行无线信号的发送和接收,必须使用专用的功放和滤波器等部件,因此不能直接使用通用服务器,需要由专业的RRU厂家提供。

不同厂家的RRU硬件,怎样运行不同软件提供商的软件呢?这就需要这些硬件遵循同样的开放架构,并且支持虚拟化。这样一来,运营商不论从哪家购买RRU,都可以运行第三方的软件。RRU怎样和不同厂家的BBU软件对接呢?这就要求RRU和BBU之间的接口也是要开放的,大家都完全遵守相同的协议,才能互通有无。

在5G时代,传统的BBU可进一步拆分成CU和DU,这两个网元也可以采用不同的软件供应商,运营商的选择更多,网络的灵活性进一步增加。

比如,基站RRU的硬件采用供应商A,B,C三家,RRU软件采用供应商D,E,F三家,CU和DU的硬件采用供应商G,DU的软件采用供应商H,I,J三家,CU的软件采用供应商K。

这样一来,原先只能由2到3个传统设备商提供的同质化的基站,现在可以由11家厂商提供。原先孤零零的一颗大树,现在变成了一片树林,还形成了新的生态系统,各厂家在自己的生态位上各司其职!

这样一来,对运营商来说,其供应商体系将更加灵活,更加多元化,还能引入充分的竞争来激发创新活力,不必再担心因网络被某家供应商独占而丧失议价权。网络建设的成本也得以降低。

基站白盒化的诉求,核心在于软硬件解耦和接口开放,承载着运营商对于成本的节省,以及摆脱设备商胁迫的梦想,成就了如今Open RAN的风起云涌。

RAN前景可能不那么美好

根据戴尔奥罗(Dell’Oro)集团的一份报告,在经历了过去四年的“非凡增长”后,随着5G的推出,市场将从扩张阶段过渡到下一个阶段,无线接入网(RAN)市场在未来几年的增长将放缓。

该研究公司预测,到2027年,除中国外,全球RAN可能以零复合年增长率(CAGR)增长。相比之下,到2027年,5G RAN预计将再增长25-30%,但可能无法抵消LTE的急剧下降。

“不太先进的MBB(移动宽带)地区预计将增长,而北美的RAN投资预计将在预测期内以中等个位数的复合年增长率下降。”该公司表示。

Dell'Oro集团副总裁兼分析师Stefan Pongratz表示:“随着运营商达到最初的5G覆盖目标,资本密集度将发生预期变化,过多的5G频率加上FWA和最终专用5G的上行空间,将抑制相对于2G-4G从峰到谷的下降。”

富士通移动系统业务部门主管谷口雅明(Masaki Taniguchi)表示:“目前已有爱立信和诺基亚等现有厂商,他们提供自己的专有硬件,我们无法证明vRAN(虚拟化RAN)能比这些厂商带来更多的好处。”

他还表示,客户也没有明确的动机采用vRAN。

富士通是少数几个在这个相对新兴的行业中积极发挥作用的Open RAN供应商之一,它为日本的NTT Docomo和乐天(Rakuten)以及美国的绿地电信运营商Dish Wireless提供设备。

根据Dell 'Oro Group的数据,从2022年第二季度到2023年第一季度,按收入计算,富士通是第三大Open RAN供应商,仅次于三星和NEC。该研究公司预计,今年Open RAN可能占RAN市场的6%至10%。

富士通认为,Open RAN的“最佳前景”是在北美,其次是欧洲和亚洲,它还希望在加拿大赢得更多业务,那里的电信公司正在淘汰华为的设备。

文章来源: 三法印鉴,邮电设计技术,无线深海

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