专家解读Open RAN发展及机遇观察

作者:云晴 责任编辑:王禹蓉 2021.09.03 13:32 来源:通信世界全媒体

通信世界网消息(CWW)在5G时代,电信运营商面临着IT化、互联网化加速转型的形势。无论是在核心网络侧,还是在无线接入侧,网络的开放、智能化、分层次解耦等要求都给运营商提出了非常大的挑战。同时,整个网络生态也需要有相应的适配。传统的设备制造商用“黑盒”方式制造出设备、运营商搭建“舞台”、业务服务提供商或是IT企业提供服务的方式,也面临着巨大挑战。

AT&T已经在近约10年前开始通过Domain2.0等项目,尝试重新对业务范围及运营模式进行定义。尽管这样的尝试未必非常成功,但在这一过程中,运营商逐渐发展出一些与IT企业一样分析问题的角度和能力,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”“开源”等关键词成为运营商建网的高频词。

O-RAN的产生和发展状况

O-RAN联盟是一个由移动服务供应商和技术供应商组成的全球社区,该联盟推动RAN的重组,以提高开放性、虚拟化和智能化程度,从而提升多供应商网络设备之间的互操作性。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。与互联网企业希望通过标准化信息基础设施进入这一市场的TIP计划有许多不同——它们更为强调开放、业务的快速迭代、用户导向及分层级的服务质量保障;O-RAN产生了和传统运营商的集中、控制、服务质量保障不同的思维角度。

Domain2.0似乎没有完全实现预期的“将AT&T变成一家软件服务提供公司”的目标——至少在结合网络服务的专业软件服务提供领域,AT&T尚未能够形成预期的影响力。O-RAN除了在成立之初有一定数量的企业加入之外,也并没有在2~3年内形成规模。但是,这样的项目给运营商的转型发展提供了重要的示范作用。

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。与遵循传统的通信标准范的路径不同,O-RAN通过与类似Linux Foundation的软件开源组织合作来进行尝试。这样可以充分借助互联网企业/IT行业领域的运营经验优势,但要求同样很高,运营商需要寻找资源以弥补自身在IT集成、云基础架构升级等新的能力领域的短板。

互联网企业主导的TIP计划,其目的在于把“开源”概念引入数据中心硬件,为大数据中心打造部署更快、更便宜、用料更少的硬件。通过免费提供设计和标准来诠释“开放性”(任何企业都可以使用项目的标准,并根据自身实际需要对其进行调整),但同时又通过这种开放性在一定程度上锁死了选择的路径。

运营商在云架构时代所推动的“白盒化”思路与之类似,因为在传统的电信行业生态中,OEM厂商(原始设备制造商)通过软硬件一体的解决方案,控制了行业主要的价值来源。对于运营商而言,无论是在部署成本、升级更替成本乃至于运维成本方面,他们都没有很强的话语权。但当运营商开始通过O-RAN开放计划,尝试将OEM厂商的垄断力量削弱、将业务控制与通常认为利润不高的硬件分离时,IT业务架构能力不足、各类接口集成经验不足、人员组织IT化成本高(而且还很难保证有效)等问题就凸显出来。

作为这一领域先驱的AT&T实验室首席技术官兼总裁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’设备编制开放硬件说明书,并通过研发开放软件来驱动它们。”但这样的理想在诸多运营商的实践中并没有得以很好落地。

我们不妨回顾互联网企业在无线侧开放方面的尝试,借此分析一下运营商所遇到的问题。Facebook提出的Opencellular计划可以看作互联网企业在无线侧网络设备开放的尝试,这一计划旨在通过提高基础设施连接能力、降低部署成本和运营基础设施等多种方法,实现偏远地区的无线互联网覆盖。在这一计划中,Facebook强调一些架构设计的原则,例如通过开放性使电信运营商、创业者、设备制造商和研究人员的力量汇聚在一起。Facebook认为无线蜂窝网络的发展停滞的原因之一是传统的蜂窝基础设施非常昂贵,希望借助TIP的思路,构建一个成本相对低廉、分布式工作(即使无法接入主干网络仍然能够工作)、打破设备商垄断的接入平台。基于这种思路,Facebook推动一些较为激进的运营商企业一起走“开源、分布式、开发性”的道路。运营商参与的目的在于解决5G时代的几个问题,或者说期望利用5G时代的几点特征。

首先,通过话语权的获取,降低无线网络建设成本。要构建一张运营网络,无线侧的投入是巨大的,尤其是5G网络基于高频率、大带宽、广覆盖的特点,无线基站的数量势必大幅增加。如何提升对设备供应商的议价能力,从而节省网络建设的投资,就成为运营商非常关注的问题。

其次,通过智能管理降低无线侧设备的运营成本,例如运用无线网络虚拟化技术及大数据、人工智能技术等。在业务支持方面,希望业务和数据平面的控制从专有设备上分离出来,并得以标准化,使得网络和应用的革新无需网络硬件设备升级。从而实现业务开通的速度、可靠性、灵活性的提升。

针对上述需求,O-RAN的解决方案是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,来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,通过消除相对垄断市场地位的方式来降低成本——类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。

一个重要角色的出现给运营商更多路径选择

在2021年世界移动通信大会(MWC21)上,一个值得注意的身影是Parallel Wireless(以下简称PW),这是Open RAN(开放无线接入网)领域重要的解决方案提供商。其所提供的解决方案包括vCU/vDU和Open RAN Controller,可以融合2G/3G/4G/5G功能软件,并且支持SON和统一编排。PW业务负责人表示:“我们将与Red Hat、6Wind、Whitestack、Dell和HP等合作伙伴一起展示最先进的Open RAN CU和DU软件。解决方案包括一个前沿、成熟的Open RAN生态系统;与Supermicro和Silicom Ltd等服务器硬件供应商合作。”

类似PW这样的角色,在构建生态链的过程中非常关键。因为运营商在通过开放标准打破传统设备厂商垄断的同时,也给自己带来了5G通信网络软硬件集成的高复杂度。出身于传统IT产业的轻量级厂商,例如Altiostar、PW、Mavenir等,较传统的电信运营商而言,具有更大的优势。

PW的成长,从一定程度上反映出Open RAN的发展状态。

2020年,PW宣布与沃达丰爱尔兰公司(Vodafone Ireland)合作推出基于Open RAN的解决方案,向30个地区提供新的4G服务。同时,沃达丰集团承诺至少在英国2600个站点使用Open RAN技术。同年,印度最大的综合电信服务提供商巴帝电信(Bharti Airtel)也部署了Altiostar的Open vRAN解决方案。

PW的出现和成长,在一定程度上缓解了业界对运营商缺乏开放接口开发、IT解决方案集成等必要能力的担忧。这与我们上文分析AT&T通过Domain2.0平台、NetBond for Cloud计划、全员IT能力培养的方式是不一样的。AT&T的解决思路是通过颠覆性的转型构建自身具备较大掌控能力的平台,这种协同云化转型的方式需要在两方面进行改变:一是对相关设备实现SDN/NFV化,二是将SDN/NFV化的设备集中成若干个资源池。

随着设备软硬解耦和转控分离,大批标准化设备将在控制调度层的统一安排下实现业务流的处理和转发,流量可以被灵活调度到相应的业务资源池,资源池需要具备随着业务量大小可伸缩的弹性和应对个别设备异常的快速切换的冗余性。

随着云架构日趋成熟,运营商传统的CO(CentralOffice)将被改造为DC(Data Center)。也就是说,通过组建边缘DC、汇聚DC、核心DC 等3层构架,通过VxLAN等隧道技术将DC连成一体vDC,从而解决新业务服务资源池方面的问题。再辅以相关的业务支撑系统和业务流程设计,运营商就可以在这一架构基础上开展业务了。

 Open RAN的发展需要顺应IT化趋势

Altiostar、PW、Mavenir的出现,能够为运营商提供一条更为稳妥、风险更为可控的选择路径。选择这条路径,运营商可以通过与外部能力合作换取自身成本的降低,同时也在一定程度上降低了自主掌控能力。因此分析好Open RAN解决方案提供商的定位,并借此确定自身的演进路线,对运营商来说非常重要。

而有些运营商则采用投资的方式,参与到Open RAN软件服务提供领域中。例如2018年日本乐天移动宣布建设“端到端全虚拟化的移动通信网络”,Altiostar当时是乐天移动的vRAN软件供应商,2019年,乐天移动宣布战略投资Altiostar。乐天移动在尝试通过全IT化的方式建设和运营移动通信网络后,更希望成为能够为其他运营商提供网络云化解决方案的服务者。

在Open RAN市场上,乐天移动的动态值得关注。乐天移动与NEC在2021年签署了谅解备忘录,计划共同在全球移动通信市场推广Open RAN。在乐天移动完全虚拟化的云原生移动网络方面,NEC提供了5G无线电单元(5G RU),双方共同开发了乐天移动“集装箱式”5G SA核心网络。乐天移动和NEC计划加快乐天移动云原生移动网络平台在全球的拓展,促进Open RAN在全球市场的采用。

尽管Open RAN服务提供者强调“通过利用来自广泛合作伙伴生态系统的软件和硬件以实现资本支出(CapEx)节约,从而达到降低网络总拥有成本(TCO)的目标”,但Open RAN更重要的意义在于通过IT化转型让运营商走出相对封闭的传统通信生态系统,从而顺应IT架构云化的趋势,拓展更为广阔的行业信息化应用市场。从这个意义上说,无论Domain2.0项目当前如何式微,Open RAN看起来怎样不成规模,这些尝试都将成为信息通信行业中重要的演进步骤。

但Open RAN面临的困难和不确定性仍然很多,例如:技术的复杂度、灵活度,部分关键技术(无线AI等)的成熟度有待提升;传统无线侧产业生态的阻力依然存在;还未形成具有价值的商业模式等。Linux Foundation执行总监Jim Zemlin曾经对Open RAN联盟发起者之一这样评价:“AT&T对电信领域的开源成功具有促进作用,并已经成为整个开源生态的关键参与者。AT&T在SDN/NFV和开源领域的领导地位是毋庸置疑的,并且真正改变了行业。”

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