在“無線互聯網”流量持續快速增長而收入增長放緩、語音收入下降的背景下，運營商必須依托5G應對不斷增長的流量需求和不斷涌現的新業務，同時針對多樣化的垂直行業帶來的“藍海市場”拓展盈利能力。因此業界達成了共識，定義了5G三大應用場景：增強移動寬帶通信（eMBB）、低延遲高可靠通信（uLLRC）和海量物聯網通信（mMTC）。

為應對這些新的需求，業界已經做出了一些嘗試。網絡功能虛擬化（NFV）、基于服務的核心網架構（SBA）、網絡切片等都是為了能夠快速應對多樣化需求而做出的通信網形態改變。這些改變無一不體現了中國移動提出的通信4.0的開放、靈活、低成本、ICDT融合發展等理念。

5G核心網的變革已經悄然發生，而在無線接入網領域，5G無線接入網具有業務多、帶寬大、頻段高等特點，勢必引起單站覆蓋變小、設備復雜度增加、建網規模增大，導致網絡成本巨大、投資回報風險增大。結合無線網這些具體的特征和需求，無線接入網領域勢必需要引入新的IT、CT、DT融合的研發和設計思路，這與通信產業的宏觀演進趨勢一脈相承。

基于此，中國移動聯合AT&T等運營商整合C-RAN聯盟和xRAN論壇，主導創建O-RAN產業聯盟，提出了“開放”和“智能”兩大核心愿景，這符合通信產業大的發展趨勢，也是運營商主導的又一次大的網絡變革，希望利用大數據、機器學習和人工智能技術建設開放智慧無線網絡，同步結合開放標準、白盒硬件和開源軟件來降低無線網絡成本。

O-RAN的核心特征

O-RAN致力于推動無線接入網3傳統模式向更開放、更智能的方向演進，核心特點包括4個方面。

一是接口開放。傳統無線網絡的接口大多是廠家私有實現的封閉接口，如RAN BBU和RRU之間接口、BBU與OMC之間的接口均不開放。接口開放的目標是讓原來不開放的無線網接口標準化、開放化，通過各類接口開放，繁榮產業生態，降低各類模塊單元成本的同時，鼓勵業務創新，降低成本。

二是軟件開源。傳統無線設備由廠家單獨封閉開發，周期長、成本高。軟件開源的目標是讓無線網絡通用及基礎軟件開源化，如底層操作系統及協議棧軟件等的開源，通過更多企業共同研發，共享開源代碼，降低研發成本，加快研發進度?；陂_源軟件，各個產業合作伙伴聚焦在體現自身能力與價值的核心算法及差異化功能的研發上，既降低行業整體研發成本，又體現每個單位的差異化價值，實現共贏。

三是硬件白盒。傳統無線設備的研發門檻較高，不利于引入更多的中小型創新公司，不利于促進產業競爭和創新。硬件白盒的思路是通過“公版”的開放設備參考設計，形成規模效應，降低全產業鏈成本，同時降低研發難度和研發成本，吸引更多中小企業進入到電信行業，促進競爭，鼓勵創新。

四是智慧開放運營。目標是通過引入無線大數據、人工智能技術以及無線能力開放平臺，賦予無線網絡一定的智能，利用大數據和AI能力可以靈活高效地支持復雜多樣的垂直行業業務及切片需求，在復雜組網環境下實現高效自動化的網絡管理和頻譜資源的高效利用，在降低現有無線資源管理及調度算法復雜度的同時來提升無線網絡的性能和降低無線網絡的能耗。

通過開放、開源及白盒，可以給中小企業帶來全新的機會，鼓勵創新發展，從而帶動產業鏈的進一步繁榮與壯大；利用智能技術，也可以進一步提升無線網絡的智慧化水平，實現智慧運營，支持靈活切片，提升網絡性能，降低運維成本。

O-RAN架構與功能組件劃分

O-RAN參考架構的設計原則建立在無線網CU/DU架構和功能虛擬化的基礎之上，引入開放接口和開放硬件參考設計，同時利用人工智能優化無線控制流程。O-RAN從整體邏輯上劃分了4個功能組件，如圖1所示。

圖1? O-RAN的邏輯架構

無線網智能控制器非實時層（Non-RT RIC）

在O-RAN整體架構中，引入了無線網智能控制器組件。這一組件的核心是利用人工智能技術針對無線資源的使用和分配進行推理、判斷和決策，特別是利用預測能力增強資源分配的合理性。而根據處理時延的特性，可將RIC劃分為非實時無線智能控制器和準實時無線智能控制器。非實時的智能控制器具有微服務和策略管理、無線網絡分析和AI模型的訓練等功能。訓練后的AI模型通過A1接口分發給近實時無線智能控制器進行在線推理和執行。

A1接口用于完成非實時無線智能控制器嵌入于網管功能，而近實時控制器嵌入于無線網元eNB/gNB中。由于人工智能的引入，網管與無線網元間的管理接口A1超出傳統網管的FCAPS功能擴展了基站運行策略的下發以及AI機器學習模型的下發等新的數據信息。

無線網智能控制器近實時層（near-RT RIC）

O-RAN架構中的近實時無線網絡智能控制器組件嵌入到CU內運行，可理解為嵌入人工智能技術的下一代RRM（RRC層的無線資源管理功能）增強功能實體。near-RT RIC的功能可以是全部或者部分RRM的功能，完全兼容傳統的RRM功能，例如：基于用戶級的載波負載均衡判斷、無線承載管理、干擾監測以及移動性管理等?？紤]CU內的RRM是跨多個DU的控制節點，在無線資源管理能力上又具有全局性的資源管理特點，結合人工智能/機器學習技術后，可以利用人工智能的業務或者資源預測能力提升多站無線資源管理的效率。near-RT RIC同時又是一個開放、頑健、安全、能力可拓展的算法實時運行平臺，接納第三方提供的人工智能執行模型或微服務。這為運營商引入第三方定制化的功能邏輯提供了基礎平臺，成為未來無線網具備定制化、滿足各類差異化需求的關鍵。

E2接口是介于near-RT RIC與CU/DU協議棧軟件之間的標準接口。類比于傳統設備的RRM與RRC之間的接口，near-RT RIC不僅通過E2接口收集無線網各功能實體的測量信息，也通過這一接口下發控制命令字給基站，最終實現對基站行為的控制。在開放的軟件架構下，通過E2接口的標準化，可實現near-RT RIC功能軟件獨立于傳統基站軟件版本的迭代演進能力，縮短軟件功能的上市時間。

多制式CU協議棧軟件和云平臺

多制式的CU協議棧軟件功能不僅包括4G、5G協議棧，也包括其他協議處理功能。協議棧軟件功能層需要接收并執行near-RT RIC生成的控制命令字（如針對某個UE的切換命令）。而CU所部署的云平臺提供了CU協議棧軟件以及near-RT RIC功能組件的運行環境，具有安全隔離、統一加速器資源封裝等能力。CU協議棧軟件輔以統一的云平臺能力，是無線網智能化的基礎。

F1/W1/E1/X2/Xn接口是圍繞著CU協議棧相關的3GPP標準接口，需要進一步被增強實現異廠商間的互通能力。

DU和RRU功能實體

DU和RRU包括實時的層2功能、基帶信號處理、無線射頻處理等功能，這部分功能主要由專有的CT硬件實現。針對這部分的研究聚焦在白盒參考設計、統一硬件的器件選型等方面。

在前傳接口方面，DU與RRU間的前傳接口方案需要被進一步規范化，包括DU與RRU間功能的重構、前傳擴展單元的設計以及接口流程的標準化等方面，最終確保異廠商間的互通。

O-RAN聯盟設立8個工作組

O-RAN聯盟截至2018年12月初步設置了8個工作組，圍繞著O-RAN的整體架構開展相關研究。

工作組1負責應用需求定義、場景分析、O-RAN整體架構的制定和協調各個工作組的相關工作；工作組2負責無線網絡智能控制器非實時功能設計以及A1接口標準的研究工作；工作組3負責無線網絡智能控制器近實時功能設計以及E2接口標準的研究工作；工作組4負責前傳接口（eCPRI/NGFI）的標準化制定；工作組5負責圍繞CU的相關3GPP協議接口的標準化增強，實現異廠商互通；工作組6負責無線云平臺的增強研究，增強MANO和NFVI的能力擴展研究，并促進開源社區的相關實現；工作組7負責白盒硬件的參考設計研發，統一硬件選型的規格；工作組8負責探索成立O-RAN開源社區，推進CU/DU協議棧軟件和無線網智能控制器的開源實現，降低行業的研發成本。

考慮到無線網絡復雜度和實時性要求，O-RAN將采取階段式推進方式，總體預期將會有兩個階段。第一個階段是在2020年前實現接口標準化、白盒小站商用、非實時智能管控商用和集中控制部分協議棧軟件開源。第二個階段是在2020年后逐步實現智能控制器和智能網管商用、探索宏站白盒化方案及應用、完成基站開源協議棧軟件完整版本。

O-RAN聯盟現狀

2018年2月27日，中國移動聯合美國AT&T、德國電信、日本NTT docomo、法國Orange等4家國際運營商在世界移動通信大會上共同發布成立O-RAN聯盟的宣言。2018年6月27日，O-RAN聯盟在上海正式成立。

O-RAN是在德國注冊的非營利獨立法人社團。O-RAN組織架構如圖2所示，最高決策機構為董事會，根據O-RAN章程規定，董事會由各運營商CTO級別的領導擔任，如AT&T的董事會成員即為其CTO Andrew Fuetsch。此外，董事會內部設立執行委員會（Executive Committee，EC），由5家發起單位（AT&T、中國移動、德國電信、NTT docomo和法國電信）構成，該執行委員會負責商討O-RAN聯盟的各類重要事務，同時向董事會提供建議、安排董事會會議等。在執行委員會下設立技術管理委員會（Technical Steering Committee，TSC），負責O-RAN的各項技術相關的討論和研究，如O-RAN技術架構、用例和需求等。

圖2? O-RAN聯盟工作組

自O-RAN聯盟正式成立以來，O-RAN的影響力迅速擴大，得到眾多設備商和運營商的認可，截至2018年12月，章程里規定的由運營商構成的15個董事會席位已經全部確定，包括中國移動、中國電信、NTT docomo、韓國電信、SK電信、新加坡電信、Reliance、Bharti Airtel、德國電信、法國電信、意大利電信、西班牙電信、AT&T、Verizon和Telstra。

此外，隨著O-RAN聯盟的注冊完成以及IPR的確定，O-RAN聯盟開始接納會員申請。當前，共有約81家公司表示興趣，其中既包括愛立信、諾基亞、中興、大唐、高通、英特爾等著名廠商，也包括很多中小型、創新型企業單位。除運營商外，37家公司已經提交申請表，26家公司正式被批準成為O-RAN成員。

通信產業的影響與機遇

O-RAN聯盟所提出的開放、開源、白盒和智能等理念，有望使原來研發封閉、網絡成本最高的無線網絡產業更加開放，運營更加智慧高效，并向合作伙伴開放更多的無線能力，從而使未來5G網絡成本更低、體驗更佳、業務更豐富。但與此同時，O-RAN全新的網絡架構也給產業和運營商帶來了新的挑戰。

一是宏站白盒化難度很高。主要是因為大規模天線陣處理復雜度對設計要求極高，軟硬件耦合度也很高，短期內難以推出高性能白盒宏基站方案產品。因此，O-RAN白盒將從小基站切入。

二是開源與白盒既是挑戰也是機遇。IT與CT的融合趨勢已被廣泛認可，開源與白盒已在IT領域中廣泛應用，并在業務網、核心網中展開商用。但傳統無線網絡的設備由于處理復雜度、功耗、體積、承重、散熱等因素，都是采用硬件黑盒及軟件閉源的方式實現。面向5G，將開源與白盒的優勢如何引入無線網絡需要業界逐步探索。同時開源和白盒給眾多中小型創新企業提供了新的市場機遇。

三是運營商需要大力加強自主研發、集成和運營能力。O-RAN新模式有望為運營商帶來更智慧的網絡，也需要運營商有更強的研發與集成能力，能自主研發部分核心控制和管理模塊，提升網絡自主掌控和運營能力，并具備多廠家產品集成能力。