5G時代,無線流量的快速增長以及不斷涌現的多樣化業務需求,給5G部署帶來了巨大的挑戰,更為高效和靈活的網絡架構成為5G網絡建設的關鍵。與此同時,5G網絡技術門檻高,大規模建網耗資大,需要引入新技術、新方案,通過方案革新降低建設難度、減少無線網絡投資。
尤其是5G垂直行業的發展,更加期望CT和IT能夠緊密地綁定在一起,促進業務應用的快速開發和落地。通過借鑒IT行業的成功思路,用開源、開放的理念來構建5G網絡,成為了全球主流運營商的共同變革方向,O-RAN也就應運而生!目前,O-RAN聯盟已經涵蓋了23家運營商以及140余家企業。
作為首個加入O-RAN聯盟的主流設備商,諾基亞貝爾客戶運營CTO常疆表示,雖然O-RAN還在接口規范、互通測試、芯片器件等方面還有待繼續成熟,但產業仍在按序推進開放架構的成熟度。諾基亞會充分發揮自身在無線領域內的深厚底蘊,以及端到端的集成能力優勢,助力O-RAN技術標準走向產業商用。
開放架構已成共識
對于無線網絡的變革,產業界從來沒有停止腳步。
“傳統意義上的無線網絡采用的是專業化程度非常高的設計。”諾基亞貝爾中國電信事業部CTO吳敏指出,“從縱向看,軟件和硬件是緊耦合的,在軟件算法的設計則會充分考慮硬件結構的特點,保證資源調度和使用效率的最大化。從橫向看,無線的網元之間,也就是BBU和RRU之間也是緊耦合的,不同廠家的設備沒有辦法互聯互通。”
諾基亞貝爾中國電信事業部CTO吳敏
隨著無線技術的演進,射頻器件、專用芯片、功放技術等不斷更新,無線設備的能力逐漸增強,能夠支持更大的帶寬、更高的功率、基帶設備也具備了超強的計算和轉發能力。
由于5G應用分成大帶寬、低時延、多連接三個領域,每個領域都有著獨特的技術要求。運營商要想建立一張同時滿足大帶寬、低時延、大連接三個維度的應用需求,于是運營商的網絡變革演進路徑發生了改變。
運營商瞄準的不僅僅是如何提升頻譜使用效率,專用芯片處理能力,無線空口吞吐能力等“分內事”;還要多吸收借鑒IT、互聯網行業的經驗,采用開放、開源、白盒化的IT思路來改造電信業。
因此,在運營商求索無線網絡變革的新路上,O-RAN應運而生!
由于兼具“能力開放”和“接口開放”,因此O-RAN也成為運營商無線網絡變革的“最優解”。吳敏表示,能力開放,能夠幫助運營商選擇市場上最優秀的“積木”;接口開放,能夠幫助這些“優秀的積木”彼此之間完美的結合在一起。
實際上,目前運營商的核心網和傳輸網絡已經采用開放架構。據吳敏介紹,運營商的核心網已經做到了兩個維度的解耦。“一個是垂直方向,軟件和硬件的解耦;另一個是水平方向,網元內部控制和用戶面的解耦,以及跨網元之間的接口的開放。”
開放性和智能化是O-RAN聯盟重點強調的兩大核心價值。成立至今,O-RAN聯盟也一直致力于無線接入網向更開放、更智能的方向演進。
在吳敏看來,開放接口,使得運營商無論大小,都有能力定制和引入他們需要的服務。需求不再因為“獨特”而被“冷落”。開放接口還支持多供應商部署,使供應商生態系統更具競爭力和活力。同樣,開源軟件和硬件參考設計能夠實現更加無拘無束的創新。
此外,吳敏強調,“O-RAN另一個努力的方向,就是利用新興的深度學習技術,將人工智能嵌入RAN體系結構中。嵌入式人工智能,能夠實現無線資源動態分配,優化網絡。同時,結合標準化的南向接口,人工智能優化和運營商網管平臺之間實現閉環,這將為網絡運營開創一個新紀元。”
O-RAN逐步進入快車道
在吳敏看來,O-RAN之所以能夠成為行業熱點,除了O-RAN的愿景符合技術發展的基本規律以外,還有兩個很重要的原因,促使O-RAN發展逐步進入快車道。
第一個原因是就是由于IT以及CT核心網多年的技術積累,很多能夠幫助實現O-RAN的技術已經逐漸成熟。比如通用硬件能力,網絡功能虛擬化,白盒產業化以及通用設計,網絡管理的智能化等等。
第二個原因是運營商積壓多年對于去“管道化”的需求越來越迫切,對于新型商業模式越來越渴望。加之5G需要支持靈活多樣的應用案例,對CAPEX/OPEX壓力陡增。
“在推動O-RAN發展的過程中,標準化一直扮演著重要的角色。”吳敏指出,由于O-RAN結合了CRAN以及xRAN組織已經指定的規范,同時于2020年2月和宣布與互聯網公司TIP組織深度合作,確保在開發可互操作性的Open RAN解決方案方面的一致性。無論是CT向IT靠攏的CRAN和xRAN,還是IT向CT“試水”的TIP,最后終于在O-RAN聯盟“殊途同歸”。
O-RAN聯盟下設置有8個工作組,分別在O-RAN用例和架構、無線智能控制平臺(RIC)、開放的前傳接口、硬件白盒參考設計、云化及MANO增強、協議棧參考設計等領域制定相應標準規范。目前,O-RAN的總體架構已經明晰、各個接口的標準規范已經初步形成,并且開始互聯互通測試。
在O-RAN聯盟的促進下,O-RAN部署的全球需求也逐漸明朗,不僅是Green Field (Rukuten, DISH etc)的顛覆式部署,也包括傳統大T的網絡架構演進需求,未來商用化路徑逐漸清晰。
業界一直有種觀點認為,采用開源、開放架構的O-RAN基礎設施,在性能、可靠性、功耗,以及后期的故障定位與運行維護等方面,較傳統形態設備客觀存在著一些差距。
諾基亞貝爾客戶運營CTO常疆
對此,諾基亞貝爾客戶運營CTO常疆指出,當前O-RAN的確還有技術難點:接口標準化不成熟,接口規范還沒有完全結束,影響架構的開放程度;接口互通成熟度低,也降低了O-RAN的解耦能力;芯片器件成熟度還不高,比如處理能力、功耗優化等影響產業的開放進程;O-RAN的應用案例規劃還不清晰,最好能解決現網的剛需問題。
“具體到O-RAN設備,我相信持續優化是方向,包括協議站實現、硬件加速卡、優先部署場景等規劃,優先保障無線性能的基礎上,會讓O-RAN從起步具備一定的競爭力。 “常疆表示,雖然O-RAN還在接口規范、互通測試、芯片器件等方面成熟度還有問題,但產業仍在按序推進開放架構的成熟度,疊加先進的5G軟件功能,會形成的正向的推進。
“務實”推動O-RAN產品實現
吳敏指出,做為xRAN早期參與者,諾基亞曾經是唯一參與O-RAN聯盟的主設備廠家,并且一直在O-RAN聯盟的2個工作組(RIC和Open FH)中擔任聯合主席的職務。諾基亞對于O-RAN設備的早投入,來自于其對于運營商通信及IT網絡的深刻理解,以及對于通用技術發展的不斷研究。
接口開放性:對于O-RAN和3GPP已經定義接口如E1/F1/A1/E2接口都已經實現開放;
無線設備虛擬化+MEC:目前諾基亞BBU已經實現基于通用硬件,實現CU和DU的虛擬化;并且作為邊緣云的一部分,Nokia O-RAN BBU具備邊緣計算(MEC)功能,能夠實現在線分流等MEC功能;
AI/ML算法在無線側的應用:AI/ML算法在RAN側的各個軟件模塊都有應用。尤其RIC的軟件開發中利用AI/ML算法,實現可預測QoE的Cloud VR,網絡異常檢測以及智能負載均衡等O-RAN應用;
RIC開源:目前諾基亞RIC實現使用開源代碼,可以開放第三方API進行更多案例的開發。
諾基亞的O-RAN設備在2019年1月,在中國移動完成全球首個基于O-RAN云架構的外場測試;并于2019年12月,完成RIC和E2接口的外場測試。諾基亞RIC產品將于2020年二季度在AT&T 5G網絡實現商用。同時,諾基亞vBBU設備在全球23個運營商進行預商用測試。
對于任何一個廠商而言,它的研發與產品力量都是有限的。在5G后續演進路線上,諾基亞到底是選擇開放架構還是傳統架構,是“腳踩兩只船”還是逐漸轉向開放架構?
“兩者并不矛盾,關鍵問題還是看什么是未來的技術發展趨勢,這個不以主觀意志轉移。”諾基亞貝爾客戶運營CTO常疆表示,雖然大方向是明確的,但諾基亞并不會以“腳踏兩只船”的態度來進行選擇,而是要更務實來評估無線網絡的技術發展趨勢以及技術成熟度而進行演進規劃。
在常疆看來,5G核心網已經云化、虛擬化、解耦化,智能核心網以及開放架構會優先發展,但這個趨勢會逐漸下沉到無線網絡,解決無線網絡缺乏智能性以及實時性的問題;同時5G因為大帶寬、高功率、高頻段等會導致部署成本增高,綠色節能和性價比仍然是考核5G部署的指標,因此,O-RAN開放架構是一個產業思考的方向。
常疆進一步指出,開放架構表面上是把產業進入門檻拉低,但實質上是增大了產業的集成門檻,不僅要求每個模塊都需要完整的產業能力,還要求端到端的集成能力保障無線網絡的高性能指標。O-RAN的核心仍然是以開放架構推動無線網絡的持續優化增強,開放架構是手段,保障無線網絡性能才是根本。
常疆最后強調,“諾基亞作為傳統電信設備制造商,我們仍然保有電信網絡的優勢,包括無線功能的持續規劃增強(包括低時延等新網絡能力以及新功能)、開放架構成熟度的推進能力(包括標準化/接口等)、開放架構的端到端集成能力優勢、引入AI/ML產業算法優先規劃和解決的無線問題等等,因為諾基亞的專業性,我們能夠務實的把O-RAN技術標準轉換成產業實現。”
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