透视Open RAN

作者:梅雅鑫 责任编辑:甄清岚 2021.06.29 06:45 来源:通信世界全媒体

通信世界网消息(CWW)在移动通信领域,接入网的演进呈现出基站一体化向分布式转变、网络功能黑盒化向开放式转变的趋势,开放式无线接入网(Open RAN)俨然成为全球电信业关注的焦点。Open RAN可以通过软硬件解耦和接口开放化,打破传统电信设备软硬件一体化、接口高度集成化的“黑盒子”式架构,使运营商可采用来自不同供应商的软件、通用硬件实现模块化混合组网。

1月21日,德国电信、Orange、西班牙电信、意大利电信和沃达丰承诺支持和部署Open RAN解决方案,并表示他们将联手“支持开放无线接入网络作为未来移动网络的首选技术,尽早推出一定规模的Open RAN应用以支持健康生态系统的发展,造福欧洲的消费者和企业客户”。从表面来看,这几家欧洲主导型电信运营商的“抱团之举”,是实现Open RAN替代传统无线接入方案的关键一步,但在全球5G网络规模发展的当下,Open RAN被大力推广显然掺杂了更多其他的因素,甚至是政治企图在里面。

剑指开放 意在降本增效

开放式RAN并不是一个新概念,标准组织和运营商早在 3G 时代就已经开始了解耦、接口开放的尝试,分布式基站便是接口开放的成果之一。4G无线接入网的建设延续了该分布式基站的设计理念,将基站拆分为了BBU(Baseband Unit)和 RRU(Radio Remote Unit)两部分,两者中间使用通用公共无线接口(Common Public Radio Interface,CPRI)传输数据,这样不仅可以缩短RRU和天线之间的馈线长度,从而降低信号损耗和成本,还有望通过CPRI规范让不同厂家的RRU和BBU进行协作。但是,实际部署时在物理传输之上对传输数据的管理和同步由各厂商自定义实现,因此造成了RRU和BBU设备仍只能选用同一厂商,没有达到通用的目的。

随着5G技术的发展,云化、虚拟化建网的思路成为了主流,3GPP将微服务的理念引入5G核心网的架构设计,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的产品,运营商的选择更多,网络的灵活性进一步增加。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,现在可以由多家厂商提供,形成了新的生态系统。

当前,完全开放的无线接入网承载着运营商节约成本以及摆脱设备商“胁迫”的梦想,因而成为全球运营商追求的目标。据了解,在全球范围内已有数十家移动运营商在部署Open RAN,开发Open RAN设备的供应商已经准备了近10年。ABI Research预计,到2030年Open RAN生态系统的总市场将达到300亿美元,高于传统RAN市场的总市场200亿美元。

多个组织并起 争夺话语权

Open RAN市场的“蓝海”固然美好,但让众多运营商、设备厂商都参与到开放接入网的建设中并非易事,需要有权威的标准化联盟牵头制定标准,并组织各个厂商进行功能验证。关于Open RAN领域的联盟组织主要有3个:OpenRAN工作组、O-RAN联盟和 Open RAN政策联盟。

早在2016年,美国互联网厂商Facebook就成立了新的TIP项目(Telecom Infra Project),TIP工作的核心正是与运营商共同开发和部署开放的、解耦的、标准化的解决方案,摆脱对于传统的专有单一供应商网络体系架构的依赖,而OpenRAN是TIP的一个工作项目组,由沃达丰和英特尔共同领导,需注意与平时所说开放无线接入网Open RAN有区分(空格分割)。TIP于2017年发起Open RAN项目,致力于白盒化基站研发,希望通过模块化方式在提升网络灵活性的同时,实现无线接入网的低成本建设和运营,许多IT厂商和无线技术创新公司参与到该项目的研发和软硬件提供中。TIP又于2018年启动Open RAN 5G NR重点项目,切入5G基站领域。

值得注意的是,O-RAN联盟是由中国移动、美国AT&T、德国电信、日本NTT docomo以及法国Orange五家电信运营商于2018年2月联合创办的组织,O-RAN联盟的成员众多,参与的运营商除了创始的“五巨头”之外,还有中国电信和中国联通、西班牙电信、英国沃达丰、日本软银、KDDI等;此外,爱立信、诺基亚、中兴、三星、中国信科、高通、英特尔,以及大量新兴的中小设备商等都参与其中。O-RAN联盟的目标是降低RAN部署成本,提升RAN敏捷性和加速创新,推动RAN接口开放化、硬件白盒化、软件开源化、网络智能化。

随着越来越多的国家推动移动网络供应商的多样化以降低安全风险,移动行业呼吁通过Open RAN技术推动设备市场竞争。2020年5月,多家科技公司和电信企业宣布成立Open RAN政策联盟(Open RAN Policy Coalition),提出利用开源软件+通用设备的方式建设5G网络,他们认为Open RAN有可能解决政府对5G网络安全的担忧。Open RAN政策联盟的创始成员包括AT&T、AWS、Cisco、Dell、Facebook、Fujitsu、Google、IBM、Intel、Microsoft、NTT、Oracle、高通、乐天、三星电子、西班牙电信、Verizon、沃达丰等。值得注意的是,该联盟中除了没有传统设备商(如华为、中兴、爱立信),也没有一家中国企业。虽然Open RAN政策联盟没有明显强调针对中国,但是处于以美国厂商为主导的联盟大背景下,很难完全保持中立性。

不难发现,OpenRAN工作组侧重软硬件设备的研制实操,而O-RAN联盟侧重架构标准化和接口开放工作,但Open RAN工作组和O-RAN联盟宣布了一项联络协议,双方开展合作,以确保在开发可互操作的开放RAN解决方案方面的一致性,如Open RAN 5G NR基站平台需求文件就包含对O-RAN规范的引用,双方还拟进行联合测试和集成工作。虽然行事风格有差异,但两者的共同目标都是要让更多的厂商参与到开放无线网的建设中。

但Open RAN政策联盟并不等同于O-RAN联盟,OpenRAN工作项目组是以Facebook为代表的美国厂商所主导,而后成立的Open RAN政策联盟更是如此。而O-RAN则是从一开始,中国厂商就深度参与其中。有专家指出,O-RAN联盟的愿景是希望为运营商打造“开放”“开源”与“智能”的高灵活、低成本无线网络;而Open RAN政策联盟挥着“开放”大旗的背后充满了野望。

问题不少 大势可期

5G时代,多数企业支持采用Open RAN,受到5G普及和地缘政治因素影响,市场对Open RAN的兴趣呈现增长趋势,在欧美地区Open RAN或将成为主流,在国内短暂时间内不会颠覆传统基站设备市场规则。

据德勤统计,众多欧美运营商正在开展重大Open RAN实践与试验。美国Dish Network公司计划打造首个全面开放、符合RAN技术标准的全国性独立5G无线网络,计划到2023年6月使5G网络覆盖70%的美国人口;沃达丰目前正在英国、南非、莫桑比克、土耳其、爱尔兰及刚果民主共和国广泛开展Open RAN试验,并针对多种不同无线技术(2G、3G、4G及5G)设定了明确的商业部署时间表;西班牙电信于2020年在德国、西班牙、英国、巴西开展4G和5G 开放式RAN技术试验;德国电信2020年与两家供应商合作,基于一个分离的Open RAN架构开发可编程Open RAN平台;日本乐天集团计划在2021年底前完成7000个站点的部署,引领电信行业Open RAN架构转型变革。  虽然在5G建设中,许多国家都在积极拥抱无线接入侧开放的趋势,但Open RAN 仍存在诸如性能、标准成熟度等问题尚待解决,整体发展进度仍处于较为初级的探索阶段。尤其是近来,在这一领域持积极态度的乐天移动在日本市场部署遇挫,也为Open RAN的下一步走向带来疑云。乐天移动在日本市场至今没能打开局面,激烈的竞争、不稳定的网络性能和不断上升的成本给乐天移动带上沉重的枷锁。如果乐天移动最终无法成功挑战日本的老牌电信运营商,结果可能对Open RAN整体发展趋势以及其他采用类似策略的公司产生重大影响。

管中窥豹,可见一斑。业内专家指出,Open RAN代表了无线网络发展的方向,在技术上是可行的。但与此同时,它的成熟度明显不够,面临的挑战也是巨大的。

一是成本优势短期不显著。在开放架构下,参与基站研发的厂商包含软件/硬件/RRU提供商以及系统集成商,照顾到研发链上各厂商的利益,在形成规模效应前,白盒基站的成本优势还不明显。当然一旦进入规模应用,其成本优势应该是突出的。

二是稳定性有待提升。电信级的设备要求具备7×24小时不间断运行的能力,这些都是传统设备商的强项,而就目前的情况,通用设备无法达到这一级别,要满足要求,只能增加冗余备份,最终会造成设备成本的增加。

三是性能不稳定。通用设备与专用设备的性能存在着代差,通用设备之所以通用,是因为它有较大的扩展性,能够完成更多的任务,但代价是它的算力并不能全集中在一处,性能有所下降;专用设备因为只针对某个功能进行设计,舍弃了无关的部件,所以性能更高、消耗更低。据业界研究,如果采用通用芯片来实现5G基站功能,其需要的芯片数量是专用芯片的18倍,功耗约是专用芯片的30倍。

四是运维更复杂,责任不明确。对于运营商运维来说,原本只需要掌握两三家设备商的产品,现在数量上直接翻了几倍,无形中增加了学习成本和管理成本。当设备发生故障时,难以划清责任,也会增加故障的恢复时间。

此外,基站设备应用场景众多,不同场景下功能和性能需求差异性大。Strategy Analytics高级分析师杨光表示,目前Open RAN项目成果在国外主要应用在城郊或偏远地区,而国内三大运营商则聚焦于室内白盒微站的研发。支持大带宽、大连接数的开放架构宏基站还有待验证和产品成熟。

需要警惕“阳谋”还是“阴谋”

开放和封闭是对立且矛盾的模式,两个模式各有优劣,开放可以通过多样化和开放性引入竞争并推动技术演进,封闭性可以通过一致性和可控性来提高效率。在Open RAN发展演讲的道路上,技术的开放应该是纯粹的、共赢的,将科技“政治化”并非明智之举。

美国企业将Open RAN视为杀手锏,召集微软、AT&T等本土科技企业及通信运营商成立Open RAN政策联盟以试图在美国境内推动以Open RAN技术代替华为5G RAN技术的进程。AT&T执行副总裁兼首席技术官Andre Fuetsch近日表示:“采用Open RAN规范是一项要求。这不只是针对一家供应商,而是面向我们所有合作供应商提出的要求。”

除此之外,信息技术与创新基金会(Information Technology and Innovation Foundation - ITIF) 在其于今年5月向FCC递交的一份关于Open RAN的公开评论中,将Open RAN的发展及部署上升到了5G市场“去中国化”的高度。其表示Open RAN将使美国得以抗衡在5G RAN市场中占据主导地位的中国,使美国重回全球无线网络设备市场的主导地位。

有专家指出,美国政府去年拨款7.5亿美元用于加大Open RAN技术的开发,其大力支持Open RAN技术研发的背后正在酝酿一场“阳谋”,通过使用Open RAN来构建“5G架构和基础设施”,确保未来使用的5G设备以及相关产品都是自己研发的,扩大美国企业在5G领域之中的话语权。

与此前用“网络安全”的由头将中国众多企业列入“实体清单”进行制裁的“眀枪”相比,美国政府在力推Open RAN发展的过程中直接将中国企业“忽视”的“暗箭”,也要引起我们的警惕。


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