“4G 改變生活,5G 改變社會”,不同于 4G 時代窄帶向寬帶的推進,5G 時代的到來被賦予了全社會數字化轉型和升級的厚望。為此,5G 建設被納入新基建之首,被預估將帶來萬億級經濟增加值,政府等相關機構也頻頻推出各項政策及方案以推動 5G 的發展。
5G 帶來的變革,意味著未來移動通信網絡的服務范圍從 C 端拓展到 B 端,網絡運營商也將實現從基于“流量”的商業模式向“價值”模式的過渡。不過,要如同 IT 云服務一般,做到網絡即服務(Network as a Service,Naas),實現按需供應給無線網絡使用者,就必須打破現有電信網絡設備生態封閉的現實。
根據全球知名調研機構 Dell’Oro 的最新數據顯示,2020 年第一季度,全球通信市場份額排名為:華為(28%)、諾基亞(15%)、愛立信(14%)、中興通訊(11%)、思科(6%)??梢娡ㄐ蓬I域供應商依然集中,這種封閉的設備生態將給移動網絡生態繁榮帶來挑戰。
首先,在網絡建設過程中,運營商會面臨“三個 3 倍”問題——5G 的建設成本、基站耗能、建站密度都是 4G 的 3 倍,過于封閉的生態使得運營商的議價能力不足,移動網絡成本居高不下。
其次,在萬物互聯的時代,移動應用生態高度碎片化,過于封閉的生態意味著參與者少,人力資源相對有限,針對不同的移動應用分別構建創新移動網絡標準方案的周期就會拉長、見效相應變慢。
最后,實現網絡“價值”模式的前提是充分調動產業資源,引入更多的場景應用商,才能構建更加豐富、優質的移動網絡解決方案,而過于封閉的生態將成為其發展的絆腳石。
為了解決以上問題,2018 年 3 月,AT&T、中國移動、德國電信、NTT DOCOMO 和 Orange 五家運營商在 MWC 巴塞羅那展期間聯合宣布成立 ORAN 聯盟,由原來的 C-RAN 聯盟和 xRAN 論壇合并而成(C-RAN 聯盟主要由中國企業組成,xRAN 論壇主要由 AT&T、NTT DOCOMO 等美日韓和歐洲企業組成),目標就是推動新一代無線接入網絡的開放化。目前已有 26 家運營商加入,涵蓋了全球主要運營商陣容,聯盟的產業鏈成員已達 177 家。
O-RAN 到底是什么?
O-RAN 是英文 Open-Radio Access Network 的縮寫,中文意思為開放式無線接入網。它是目前業界較為公認的能夠實現 5G 普及化的無線接入解決方案之一。 O-RAN 的核心技術理念是:將無線系統設備切分為標準子系統組件分層獨立研發,可支持有限推進硬件加速器、通用硬件平臺和 RRU 子系統的硬件獨立解耦采購。
此外,根據中國移動通信研究院綠色通信研究中心發表的《O-RAN 智能網絡平臺與邊緣應用》一文,實現 O-RAN 的核心有兩點:一是,采用硬件的集約化統一芯片選型,壓低硬件設備制造和生產成本;二是,在傳統網絡架構的基礎上,在網絡邊緣引入無線網絡智能控制平臺、無線智能管理器以及開放的標準化接口。
RAN 的解耦、虛擬化與 O-RAN 的演進
O-RAN 概念已誕生兩年多時間,但話題熱度一直不減。一方面,根據三大運營商的預算,2020 年在 5G 方面的資本開支近 2000 億,事關大筆資金;另一方面,上到投資者,下至技術愛好者,都非常關心目前 RAN 的解耦、虛擬化進展,以期進行下一步動作。
針對 RAN 解耦、虛擬化問題,是德科技的技術人員告訴記者,4G 及以前的移動接入網的部署依賴于同一廠商或多家廠商的專有網絡設備。傳統上,一家移動運營商的網絡設備來自有限的幾家系統設備供應商,大多數情況下,運營商建網會按照區域劃分分包給不同系統設備廠商,運營商將此單片區域稱為單個供應商“區域”。RRU 和 BBU 天然地來自同一系統設備制造商,這些設備共同構成了 LTE 中的 eNodeB(eNB)。
在 O-RAN 聯盟推動下,全球運營商正在推動采用適用于 5G 的開放式 RAN。O-RAN 聯盟定義了 5G RAN 架構,該架構將曾經以單一供應商,以硬件為中心的 RAN 分解為幾個部分,可互操作的標準精確定義了這些部分之間的接口。
? 虛擬化:Fronthaul 接口正在從私有的 CPRI 接口過渡到開放的以太網。以太網通過使用通用的商用現成網絡設備允許前傳流量在物理節點之間切換來實現虛擬化。結果,流量將引導到具有備用容量和基帶處理啟動新實例的節點。
? 創新:以前小型無線設備廠商無法與現有 eNB 互操作,因此無法進入網絡。運營商無法部署小型供應商提供的任何突破性技術,除非使用了他們的 eNB。小型供應商缺乏建立完整無線接入網的資源和能力,而開放的接口解決了這個問題。
? 創新速度:小型公司的發展速度快于大型公司。通過使這些公司參與進來,運營商希望加速創新。
? 更好的控制:新網元無需私用接口即可進行虛擬化,運營商更容易控制網絡優化和自定義設置。
O-RAN 接口的分割與演進歷程
O-RAN 接口的分割與演進經歷了幾個階段才到了當前的設計。 作為 gNB 拆分的一部分,拆分級別描述了 gNB 的功能如何跨多個組件分布。O-RAN 聯盟提出了一種將 gNB 分解為 3 個特定組件的模型:處理上層協議的中央單元(O-CU),分布式單元(O-DU)和無線單元( O-RU)。O-RAN 聯盟還同意使用 7.2x 拆分級別定義作為 O-DU 和 O-DU 之間的接口。 下圖顯示了由 O-CU,O-DU 和 O-RU 集成的 gNodeB(gNB)的協議分割和接口。
由 O-CU,O-DU 和 O-RU 集成的 gNodeB(gNB)的協議分割和接口
O-RAN 進程不容樂觀,主流通信廠商并不積極,未來路徑依然模糊
O-RAN 開放與智能的愿景十分美麗,但一側是運營商為降本增效的火熱推動,一側是主流通信設備廠商“假積極”式的旁觀。一位來自中國移動的高管在與與非網記者的交談之中也透露了這一點,“O-RAN 進程不容樂觀,主流通信廠商并不積極,未來路徑還是有些模糊的。”
針對這一論點,創道咨詢合伙人步日欣告訴與非網,“目前 O-RAN 產品還不成熟,特別是宏基站設備,還不能滿足運營商的要求。在已經完成的運營商 5G 設備招標中,從中標情況來看,也沒有 O-RAN 產品。”
“NSA 的建網模式,運營商是拋不開傳統的設備供應商的,各廠商由于是封閉型的黑盒設備,兼容其他廠商是存在各種人為和非人為的障礙,所以運營商不是喜不喜歡的問題,而是有沒有選擇的問題。當然了,未來 SA 將是主流的組網模式,那時候對 O-RAN 才可能有機會。但也不是絕對的,還需要看 O-RAN 產業鏈是否成熟,能否滿足運營商對設備性能和魯棒性的嚴苛要求,更困難的在于如何協調多樣化供應商之間的標準統一和互聯互通。所以,短時間內打破壁壘的可能性不大,新晉的供應商的機會并不多?!?步日欣補充道。
NSA 組網中 O-RAN 機會渺茫,于是筆者又進一步地去了解了SA 組網招投標的近況。根據中國電信、中國聯通發布的“2020 年 5G SA 新建工程無線主設備聯合集采結果”顯示,中標者依然是我們熟悉的華為、中興、愛立信和大唐移動,與以往不同的是,受到中美貿易戰的影響,國外設備商的份額相對減少了,但并無新晉廠商加入。
就步日欣提到的“多供應商之間的標準統一和互聯互通”問題,是德科技技術人員也表示,“O-RAN 需要更加嚴格的測試才能保證正常地運行。過去,根據 3GPP 要求將 eNB 作為整體進行測試就足夠了,所需的測試點集中在 UE 和 backhaul 接口上。隨著 Open RAN 和分布式 RAN 的引入,現在有必要單獨測試每個組件是否符合標準, 而且測試組合組件的互操作性也很重要。一致性和互操作性測試是糾正任何性能問題所必需的測試,以確保所有網絡組件符合接口規格并且所有組件能一起工作?!?/p>
此外,硬件白盒化帶來的負面效應,特別是能耗問題,一直是一個不能完全消除的問題,這是白盒化通用硬件功能冗余性帶來的必然副作用,目前只能通過偏定制化的 ASIC 芯片來緩解這個問題。同時,把不同設備商的組件進行隨意組裝的開放、靈活理念,在一定程度上會增加站點 TCO,將基站建設與管理帶入碎片化的池沼。
網絡定制化需求強勁,O-RAN 仍將負重前行
O-RAN 未來路徑依然模糊是運營商面臨的現狀,但不得不承認 5G 網絡進入了切片化、個性化的時代,啞管道的運營很難滿足和支撐 5G 網絡的建設和運營。
主要通信設備廠商不積極怎么辦?運營商只能從自身平臺搭建和標準完善入手,以小基站為切入點,培養一批 O-RAN “新供應商”。針對這一觀點,中國移動通信研究院綠色通信研究中心表示,“O-RAN 智能控制平臺的發展目前正處在從 0 到 1 的發展階段。技術上,要進一 步打通 CT 和 IT、DT 的壁壘,包括形成跨域的數據信息和認知體系。商業上,基于 5G 典型業務 eMBB 以及具體的垂直行業需求,提供擊中客戶痛點的網絡能力及 xAPP,通過一個個具體案例來逐步實現 O-RAN 智控平臺的落地和商業化。”
O-RAN 與投資“風向標”
“5G 的投資邏輯,依舊是‘進口替代’,這個‘進口替代’不僅僅是政治問題,也是中國改革開放以來各個行業的演進最基本規律。哪個環節存在進口替代機會,哪個環節就存在投資價值。” 創道咨詢合伙人步日欣如是說。
“從基站產業鏈來看,‘進口替代’含金量最高的環節就是射頻器件。從 O-RAN 產業變革機會來看,可能會給一些核心元器件和核心軟件廠商帶來機會,比如處理器、協議棧軟件、基帶處理軟件、操作系統等等,畢竟原來這些都是封閉到無法進入的領域。從投資機構角度來看,單純依靠 O-RAN 的機會,再出現幾個中興華為,可能性是不大的,畢竟中興華為也是會跳舞的大象,不會任憑市場將他們甩開,這是很多投資機構的共識。但對于整個生態中是否存在其他投資機會這個問題,這一點是肯定的,隨著市場的演進,核心設備的解耦合,從小基站入手,會慢慢培養一批小基站設備商、核心部件供應商,這些即便無法成為新的中興華為,在資本市場也是有很高的投資價值,因為這個市場足夠大,能夠容納太多的獨角獸?!?步日欣補充道。
寫在最后
開放和封閉是對立且矛盾的模式,兩個模式各有優劣,開放可以通過多樣化和開放性來降低成本、推動技術演進,封閉性可以通過一致性和可控性來提高效率。但目前針對電信設備行業,特別是無線通信基站行業,已經形成了封閉設備和系統的行業現狀,有限數量的供應商和有限數量的客戶,形成了一個穩定的平衡,這是有其存在合理性的,要打破既有的穩固模式,不會那么順利。
此外,即使 O-RAN 推廣順利,也不意味著會冒出一堆電信設備供應商,更不意味著運營商自己采購標準化零部件進行設備組裝,最后的市場格局也肯定是較高的市場集中度,產品責任也必然落在類似于中興、華為這樣的設備供應商身上,只是理想狀態下 O-RAN 設備不再是黑盒設備,此時的設備供應商的產品更加開放與智能。至于網絡的運維,還是依賴運營商自身團隊,但也必須承認,設備的開放性越高、產品越多樣化,運維工作會越復雜,會給運營商運維工作帶來更高挑戰。
責任編輯:pj
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