時隔一年,再聊Open RAN

2021-10-21 02:32:02 字數 4208 閱讀 5433

上週參加mwc,小棗君最大的感受,就是撲面而來的網路開放化、虛擬化、智慧型化浪潮。

從接入網到核心網,幾乎所有的傳統通訊裝置都有了雲化解決方案。「白盒」、「雲化」、「輕量化」……類似的字眼在展會上幾乎隨處可見。彷彿一夜之間,所有的企業都成為了基站裝置商、核心網裝置商,整個行業進入了「人人皆vendor(裝置廠家)」的時代。

對於傳統通訊裝置商來說,這無疑是雪上加霜。原本就競爭激烈的市場,又湧入了這麼多的新對手,將會導致利潤進一步削薄,日子更加難過。

然而,對於運營商,卻是喜聞樂見。他們盼望已久的網路開放、解耦,終於到了開花結果的階段。越來越多的vendor,意味著自己可以擺脫那幾家裝置商的「綁架」,能夠更靈活地部署網路。運營商的網路綜合成本(tco,total cost of ownership),也有望進一步降低。

說到網路開放,就不得不提到open ran。

一直以來,ran(無線接入網)的開放和解耦,都是運營商的關注重點。在運營商看來,ran的雲化,比核心網更加意義重大。

ran的開銷,佔了運營商tco的60%以上。

在一年多以前,小棗君給大家介紹過o-ran(鏈結)。後來,我也一直在密切關注open ran的發展和變化。

今天,基於從mwc上獲取的最新資訊,我想從技術和架構的角度,再和大家聊聊這個話題。

在這次mwc上,有乙個概念被反覆提及,而這個概念和open ran的架構有非常密切的關係,那就是——ric

ric是open ran架構體系的關鍵。看懂了ric,就看懂了open ran的架構。

早在2023年o-ran聯盟創立的時候,為了制定開放的ran規範標準,成立了9個小組(work group,wg),分別研究對應的介面和技術。

o-ran工作組

其中wg2和wg3,分別負責的是非實時ric和近實時ric。

ric到底是什麼?ran intelligent controller,也就是無線接入網智慧型控制器

在繼續介紹它之前,我們先看一下o-ran的整體架構。

上面這張圖,是5g o-ran相比4g的主要架構變化。從圖中可以看出,4g lte ran的主要元件bbu和rrh,變成了5g o-ran裡的o-cu、o-du、o-ru。

o-cu:負責協議的分組資料匯聚協議(pdcp)層。

o-du:負責所有基帶處理、排程、無線電鏈路控制(rlc)、**訪問控制(mac)和物理層(phy)的上部。

o-ru:負責底層物理層處理的元件,包括無線電傳送器和接收器的模擬元件。

o-ran使用開放協議的可互操作硬體,取代了傳統的封閉介面和專有硬體及協議,使得ran架構變成更加靈活、開放、解耦。

我們通常所說的ran虛擬化,其實主要是指o-cu和o-du的虛擬化。也就是說,它們是可以搭建在x86伺服器平台上的。o-ru是射頻收發,這塊現在講的是軟體無線電、白盒無線電,還沒有辦法虛擬化。

我們深入看一下o-ran架構的內部,如下圖所示:

(來自o-ran聯盟)

這個圖就有點複雜了,因為它列出了3gpp的標準介面(x2、xn、ng、e1、f1等),還有我們剛才所說的ric以及對應新增介面。

我還找到一張圖,o-ran和3gpp ran的架構對比,看得就更加清楚了:

(來自愛立信)

很明顯,在服務管理和編排(service management and orchestration,smo,類似nfv裡面的mano)中,有乙個非實時ric(non-real-time ric)。而在cu中,多了乙個近實時ric(near-real-time ric)

非實時ric是乙個功能,並非物理硬體。它負責ran中所有網路元素的配置管理、裝置管理、故障管理、效能管理和生命週期管理。非實時ric,負責處理時延要求大於1秒的業務,比如資料分析、ai模型訓練等。

近實時ric,也就是接近實時ric。它負責處理時延要求小於1秒(50ms-200ms)的業務,比如無線資源管理、切換決策、雙連線控制、負載均衡等。

非實時ric通過從ran和應用伺服器收集全域相關資料,進行資料分析和ai訓練,並將推理和策略通過a1介面下發、部署於近實時ric。

近實時ric負責收集和分析ran的即時資訊,結合非實時ric提供的額外或全域性資訊,並通過非實時ric下發的推理模型和策略,實時監控和**網路和使用者行為變化,並根據策略(比如qoe目標)實時對ran引數進行調整,包括調整資源分配、優先順序、切換等。

在mwc上,佰才邦、英特爾、中國移動就共同演示了基於ric的「5g+ai」應用場景案例,如下圖所示:

案例中,整合了人工智慧的非實時ric,通過學習推理,把演算法推送到近實時ric平台。近實時ric通過e2介面,控制ran的功能元件,從而對ran進行精確、合理的排程和控制。準確來說,控制的目標就是切換(ho)門限,從而讓ue(使用者終端)進行更合理的切換,大幅降低掉話率,提公升使用者的網路體驗。

這個案例,充滿詮釋了什麼是5g和ai的結合。

可想而知,ric不僅是open ran架構順利實現全面解耦開放的關鍵,也是ai賦能5g接入網的關鍵。

作為最早加入o-ran的傳統裝置商,諾基亞也在mwc上展示了自己對ric的運用:

從圖中可以看出,ric不僅可以用於改善使用者網路體驗,還可以監測網路執行異常,甚至幫助進行智慧型節能。

開放解耦是o-ran和open ran的首要目標,但不是唯一目標。

隨著5g的不斷建設,運營商網路變得空前複雜和龐大。純人工運維的方式,肯定是死路一條。運營商的唯一出路,就是向ai人工智慧求助。

所以說,不管是3gpp還是o-ran,都會將人工智慧與網路的結合放在首要位置,認真研究如何利用ai賦能網路建設和運維。這幾年頻繁提出的「自動駕駛網路」(這裡的自動駕駛和車聯網無關,是指網路自己「駕駛(管理)」自己),其實就是這樣,將ai嵌入傳統通訊網路,管理資源分配,識別外部環境變化,建立演算法模型,生成策略結果,自動對引數進行調整,從而降低人工干預,縮減成本。

吹了半天,我們還是要先回到現實。現實是什麼?open ran架構目前在現網中的佔比,遠不到10%。也就是說,不要高興得太早。

open ran本身也不是完美無缺的。愛立信就曾提出,open ran引入了ric控制器,新增了a1、e2、o1、o2等介面,使得架構更加複雜,可能會增加安全風險。

華為不加入o-ran聯盟,則是認為open ran架構的能耗表現並不理想。

之前搞open ran最風生水起的日本樂天移動(rakuten mobile),近期也傳出了不少的負面新聞。

open ran到底何去何從,我們還是靜觀其變吧!

—— the end ——

1、《why 5g o-rans need compliance and interoperability testing》,5g technology world;

2、《5g open ran到底是什麼?》,sdnlab;

3、《security considerations of open ran》,愛立信;

4、《o-ran存在的安全風險》,網優雇傭軍;

5、《什麼是open ran標準?》,通訊百科。

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