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          从O-RAN的诞生和发展,看无线网变革之路还有多长

          作者:特约撰稿人 云晴 责任编辑:刘婷宜 2019.03.12 07:31 来源?#21644;?#20449;世界全媒体

          5G网络对基础网络架构的去中心化和云化趋势提出了更高的要求,在这?#36824;?#31243;中,电信运营商、IT企业和互联网企业之间的业务范围会产生越来越多的重叠,网络的建设运维理念也在这些架构变化过程中产生了新的发展。“开放”“智能”“解耦”“网络互操作”“开?#30784;?#31561;关键词逐渐进入电信运营商的视野。

          O-RAN的诞生

          “开放”和“智能化”是O-RAN联盟的关注点。O-RAN联盟关注于移动网络及相关网络设备的灵活、智能、软件化和虚拟化。因此,具有开放和标准接口的虚拟化网元、开源技术、开放白盒化硬件、实时数据分析、机器学习及人工智能等将会是联盟关注的焦点。

          这些关注点的产生,可以从互联网企业之前的努力中窥见端倪。其中比较有代表性意义的是Facebook在信息基础设施建设领域的多项举措(推动Open Compute Project、启动Telecom Infra Project、推动Opencellular计划等)。在传统观念中,电信运营商和互联网企业在信息网络方面的构建和发展路线是大相径庭的。因为电信运营商在基础设施建设中更强调集中、控制、服务质量保障;而互联网企业更强调开放、分布式和尽可能实现的服务质量。但这?#26234;?#20917;正在发生变化,电信运营商和互联网企业在信息行业的发展?#36739;?#21644;?#23548;?#24605;路方面开始有了不少相似之处。

          运营商和互联网企业联合推进无线网变革

          O-RAN的一个重要目标是实现RAN模块解耦,通过标准化的方式实现解耦模块的互联互通。而为了达到标准化的目的,O-RAN没有借助效率相对较低的标准组织的力量,而是通过和类似Linux Foundation这样的软件开源组织合作来开展尝试。如果这一尝试能够成功,在RAN侧就能够改变传统依赖单一厂商的状况。BBU、RRU就能够由不同的厂商提供,更多设备提供商的加入理论上能够增加运营商的议价能力。

          这一思路和Open Compute Project(OCP)的理念有一定的相似之处。OCP是Facebook发起的项目,旨在把“开?#30784;备?#24565;引入数据中心硬件,为大数据中心建立更快、更便宜、用料更少的硬件。这个项目的开放性体现在免费提供设计和标准。任何企业都可以使用项目的标准,并根据自身?#23548;?#38656;要对其进行调整。这就意味着,设备供应商通过产品设计实现的利润垄断被打破,客户能够通过介入这个高利润?#26041;?#22823;大降低数据中心硬件的投资。

          这样一个互联网企业发起的基础网络建设项目,得到主流运营商的大力推崇,重要的原因之一在于这个项目能?#35805;?#21161;运营商实现独立、?#23433;?#20877;被设备商绑定”、更灵活快速地拓展业务等目的。这非常符合运营商在云架构时代所努力推进的“白盒化”思路。因为在传统的电信行业生态中,OEM厂商(原始设备制造商)通过软硬件一体的整体解决方案,控制了行业主要的价值来?#30784;?#23545;运营商而言,无论是部署成?#23613;?#21319;级更替成本乃至于运维成本,都很难有较强的话语权。

          白盒计划的实施就是为了破解这样的局面,将OEM厂商的垄断力量削弱,同时通过软硬件的解耦形成快速的业务能力。AT&T实验室首席技术官兼首席技术官Andre Fuetsch曾经说过:“(借助白盒计划)我们将不再被传统设备供应商所拥有的能力和功能演进所局限,我们可以为这些白盒设备编制开放硬件?#24471;?#20070;,并通过编制开放软件来驱动它们。”——O-RAN就是在RAN领域白盒化思路的尝试。

          Telecom Infra Project(TIP)则是2016年由Facebook、Intel、诺基亚、德国电信和SK电信联合成立的,其使命是聚集软硬件解耦成员企业,包括500多?#19968;?#32852;网公?#23613;?#30005;信运营商、厂商和系统集成商。2017年11月,OpenRAN工作组在TIP基础上成立,该工作组的目标是开发基于GPPP和解耦软件的RAN技术。

          2016年7月,Facebook提出Opencellular计划。该计划可以看成是互联网企业在无线侧网络设备开放的尝试。这一计划的目的是通过提高连接基础设施,降低部署成本和运营基础设施等多种方法实?#21046;?#36828;地区的无线互联网接入覆盖。在这一计划中,Facebook再一次强调了进行架构设计时的一些原则,例如开放性,通过开放性把电信运营商、创业者、设备制造商和研究人员的力量捆在一起。

          Facebook认为,无线蜂窝网络扩展停滞的原因之一是因为传统的蜂窝基础设施非常昂贵,运营商如非出自社会责任,单纯从经?#23186;?#24230;难以承受他们试图在偏远区域的设备投入。于是Facebook试图借助TIP的思路,构建一个成本相对低廉、分布?#28966;?#20316;(?#35789;?#26080;法接入主干网络仍然能?#36824;?#20316;)、打破设备商垄断标准的接入平台——这一思路充分体现了互联网企业的建网思路与传统运营商建网思路的区别。

          通过上述类似的项目,Facebook推动一些较为激进的运营商企业一起走“开?#30784;?#20998;布式、开发性”的道路。这种模式是颠覆式的,?#36816;?#26041;的合作意愿、决心、投入资源要求比较高,但该计划对行业生态的改变也是很大的。因此,配合针对基础网络设施开放的TIP计划,Opencellular引起了多方的关注,也给O-RAN在IT化服务解耦、硬件中立化等方面带来了不少启发。

          O-RAN的提出直面无线侧变革

          对于运营商而言,在无线网络侧有几个问题亟待解决。首先要构建一张运营网络,无线侧的投入是巨大的,尤其是在5G网络时代,因为高频率及高带宽的原因,无线基站的建设数量可能会出现大规模的增长。如何在无线侧设备投资时形成对设备供应商的强议价能力,以及节省网络的投资就成为运营商非常关注的问题。

          其次,传统无线侧设备因为缺乏智能(动态无线网络资源分配、网络覆盖范围优化等),导致相关的运行维护、无线网络优化成本比较高,5G网络在不同应用场景下的网络优势也不容易得到充分发挥。因此无线网络虚拟化技术及大数据、人工智能技术在无线侧的应用开始得到尝试。

          最后,随着应用的加剧,产品的抢?#38469;?#22330;时间(time to market)需要进一步缩短。业务和数据平面的控制希望能从专有设备上提取出来,并且标准化,使得网络和应用的革新无需网络设备硬件升级,从而实现业务开通的速度、可靠性、灵活性的提升。

          O-RAN联盟提出的“无线白盒硬件”理念就是希望通过制定无线专用设备的参考设计标准和引入通用处理平台的方式,以实现在设备厂商间共享硬件设计,降低研发的成本投入,并实现器件选型的近似统一。标准化的实现将使得上游芯片和器件的设计研发无需投入过多的个性化成本,通过消除相对垄断地位的方式来降低成?#23613;?#31867;似于将传统的纵向专有市场改造成通用性的横向分层市场的方式。

          成员企业大力推动O-RAN发展

          基于上述考虑,在MWC2018期间最早加入O-RAN联盟的有5家运营商——中国移动、AT&T、Deutsche Telekom(德国电信)、NTT docomo、Orange。这几家运营商一定程度上可以认为是打破传统电信行业价值?#30784;?#38271;期将智能和网络开放性作为重要的网络改造因素的先驱。目前已经有多家运营商和厂商加入O-RAN联盟。

          AT&T

          AT&T于2013年开?#35745;?#21160;Domain2.0项目,希望通过SDN/NFV技术将网络基础设施从以硬件为中心向以软件为中心转变,实现基于云架构的开放网络。换句话说,AT&T利用“云化”“开放式架构”“运营商快速提供服务”“引入第三?#25509;?#29992;能力”等举措,尝试构建新的行业生态。

          除此之外,AT&T又联合产业链合作伙伴共同发起成立了开源网络项目CORD(Central Office Re-Architected as a Data Center)。CORD项目旨在通过使用白盒硬件、开源软件、虚拟化技术给规模化数据中心提供服务,希望将运营商传统端局(?#25442;?#20013;心)转变为类似云服务提供商的数据中心。

          在操作系统层面,AT&T也开展了相关的布局。2017年6月,AT&T?#23637;?#20102;Vyatta网络操作系统及相关资产,并随后于11月推出白盒操作系统,即分解式网络操作系统(dNOS)的开放架构。该操作系统后改名为DANOS,定位为针对虚拟网络环境的白盒服务器的操作系统项目。在对应用的支持方面,AT&T的NetBond产品实现了首个商用软件定义网络(SDN)解决方案。NetBond for Cloud计划现在已经有超过20个云服务提供商的125个云服务。

          通过SDN/NFV技术将传统电信技术架构解耦,建设基于云架构的开放式网络,从原本以硬件为重逐渐转为以软件为中心,这些项目为AT&T塑造了一个?#20013;⑾低承?#24320;展开?#30784;?#36719;件化转型的推动者形象。在这?#36824;?#31243;中,AT&T网络服务和网络基础架构向云化演进,实现了其未来软件化转型的重要战略目标。在通过开源技术推进软件化进程方面,AT&T也在行业界得到了认可。

          德国电信

          德国电信也是推动基础网络设施开放的重要力量之一。德国电信副总裁Axel Clauberg在针对TIP计划进行评价时做出过这样的表述:“电信运营商必须停止在其与设备商的交易中仅作为‘接收者’存在,应该通过参与Facebook的TIP计划在生态系统中发挥更积极的作用。”德国电信也在和Facebook的合作中表现出对无线侧低成本接入的兴趣。Facebook利用其无线通信技术Terragraph,为德国电信的子公?#23601;?#26102;也是匈牙利最大电信公司Magyar Telekom在布达佩斯进行了场测,并为挪威运营商Telenor在吉隆坡进行了场测。

          然而,和AT&T在运营商IT化方面相对激进的策略不同,德国电信所走的是看起来更为传统的演进路线——结合工业4.0的战略,借助云化的力量不断调整业务价值点、积累行业经验,在新的信息行业架构转型中寻?#19968;?#20250;。

          德国电信的角色更替可以用TM Forum(电信管理论?#24120;〥igital CEO Nik Willetts的表述做较好的诠释。他认为:当前电信运营商正在向数字业务使能者的角色转型。运营商需要关注如下关键词:开放(在开放合作中共同发现和创造新的价值)、动态调整(对市场的洞察和能力的发展要随需而动)、敏捷变化(运营要敏捷)。德国电信正通过弱化非常有价值的重资产和经验丰富的业务,换来快速、灵活的?#20174;?#36895;度和与客户更为紧密的业务联系。

          然而,在O-RAN的推动方面,德国电信似乎动作不多。德国电信移动业务单元T-Mobile的CTO Neville Ray曾在MWC2018中表达了对O-RAN的疑虑:O-RAN在技术复杂度和灵活度方面需要大量的投入,能否真正为当前运营商在无线侧所面临的问题提供足够的价值有待观察。

          Orange

          无独有偶,Orange的网络战略总监Yves Bellego同样表达了对O-RAN的疑虑。他考虑的是目前的无线站点无论是部署还是升级成本并不是很高。与之相对,Orange网络研究院高级副总裁Emmanuel Lugagne Delpon对O-RAN在5G网络应用中所扮演的角色做了很高的评价。他说:“O-RAN通过推动开放针对无线子系统的接口和API补充了简化5G定义和应用的相关标准。这些标准的重要性在于能够加速5G的应用、实现网络的规模效应。”

          除了?#29616;?#19978;的分歧,还存在技术的复杂度、灵活度,部分关键技术的成熟度(无线AI等),改变传统无线侧产业生态的阻力,形成具有价值的商?#30340;?#24335;等方面问题,因此O-RAN联盟还面临诸多不?#33539;?#24615;。尽管存在这样那样的争论,许多无线运营商和设备提供商仍然在积极开展软件定义无线侧解决方案、开放RAN、可编程无线解决方案等工作。O-RAN联盟也在发展过程中不断吸纳新的成员。

          O-RAN联盟作为运营商驱动的框架和标准组织,在推动标准制定、吸引更多玩家加入等方面已经初见成效。但要吸引玩家真正投入,形成改变无线网络侧架构和商?#30340;?#24335;的真正力量,O-RAN还有不少需要克服的?#20064;?/p>

          来源:《通信世界》?#21448;?月15日刊

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