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无线网络开放大势所趋 助力5G成功商用

2020-05-19 16:20:44 来源 : C114通信网

3月初,中央政治局常委会召开会议,指出“加快5G网络、数据中心等新型基础设施建设进度”。作为新基建的首选,5G被赋予应对疫情带来的经济下行压力和为经济高质量可持续发展提供新引擎的重任。

目前,以5G领衔的新基建部署正在如火如荼进行中。数据显示,我国已建成5G基站达19.8万个,在此基础上,工信部宣布加快推进5G网络建设进度,三大运营商预计年底在全国建设超过60万个5G基站。

作为承担这副重担的主体,对于运营商而言,5G可谓是挑战与机遇并存。在5G巨大的投资和运维压力的背景下,运营商需要加速网络转型,通过全面云化降低建设与运维成本;同时,更需要打造灵活、开放、更具性价比的5G网络,使5G走入政企垂直行业市场,与行业应用深度融合,最大程度释放5G价值。

但这注定是一段道阻且长的征程。因为,开放无线网络虽然具有技术吸引力和商业驱动力,但无线网产业化生产组织模式变革,非一朝一夕可以实现。从设备角度来看,通用硬件设备在性能、功耗、集成度、成本方面依然面临挑战;从运维交付角度来看,接口开放、硬件白盒等技术点,对集成能力、交付能力和运维能力要求更高,同时考虑到产业链多样性选择问题,真正做到高质量的规模商用还有待时日。

无线网络开放大势所趋

对于无线网络的变革,产业界从来没有停止脚步。

此前,运营商的无线网络变革演进路径瞄准的是如何提升频谱使用效率,专用芯片处理能力,无线空口吞吐能力等CT行业“分内事”。在4G向5G的代际转换中,情况发生了变化,运营商不但要做好“分内”事,还要多吸收借鉴IT、互联网行业的经验,采用开放、开源、白盒化的IT思路来改造电信业。

对此,中国信通院泰尔系统实验室副主任潘娟解释说:“5G的三大应用场景促进了IT与CT的融合,推动无线网络从传统封闭架构向开放智能的方向演进,能更好的满足不同行业、以及新应用对5G网络的需求。从长远来看,形成规模效应之后,既能降低运营商的建网成本,又能促进产业创新。”

“在新技术的探索上,开放开源一直是个重要的研究方向。”中国移动研究院无线与终端技术研究所副所长段然介绍,开放开源并不是新鲜事物,基站开放开源由来已久,而且开放无线网络具有技术吸引力是客观技术发展规律所致。段然指出,开放无线网络与传统基站的本质区别在于无线网产业化的生产组织模式,传统基站是“垂直整合模式”,设备商研发专用硬件和软件,基站具有黑盒属性,技术壁垒导致产品性能梯队分化加剧;开放无线网是“水平整合模式”,依托开放、共享思路,将产业按硬件(含多个子系统模块)、软件等多模块水平分工,由集成商完成组装、交付和运维。

“无线网络的云化和软化是大势所趋,不可逆转的。”中国联通网络技术研究院无线技术部高级业务专家朱雪田指出,现阶段如果跳出无线网去看全网架构,核心网甚至包括城域网软化趋势非常明显。

中国电信研究院5G研发中心高级研究员刘洋指出,5G的大带宽、高复杂网络极大增加建网成本;5G时代无线流量的快速增长以及不断涌现的多样化业务需求,也给5G部署不断加压,更为高效和灵活的网络架构成5G网络建设关键。为此,运营商在做网络“加法”的同时,也要在成本上能做到“减法”。

网络变革并非一蹴而就

为了更好的应对日益增长的新业务需求,5G网络需要一个更加灵活、更加开放、更加智能的解决方案。在运营商求索无线网络变革的新路上,O-RAN应运而生!

国内运营商积极参与并发起成立的O-RAN联盟,得到了产业链的广泛关注和支持。随着O-RAN的呼声越来越高,联盟也在持续扩大,目前已有包括中国三大运营商在内的22家运营商、117家产业公司加入。

然而无线网产业化的生产组织模式变革,非一朝一夕可实现。对于产业来说,O-RAN是一项打破行业传统的新兴技术,在技术思路、安全以及监管等方面较传统形态设备存在较大差异。

“当前国内研发更多聚焦在部分难度较低的产品方向(主要是室分小站),而国外研发虽尝试在宏站采用O-RAN架构,但目前多聚焦在4G网络的商用,而5G宏站还处在探索阶段。此外,开放架构并不是片面追求处理平台的全通用化,解决功耗和性能等问题需要在保持软件灵活、可升级能力的同时,引入专用加速芯片,降低整机设备的功耗。”段然分析强调,“O-RAN对当下我国5G产业还不会有重大影响。最可能的情况是5G起步,分步实现,过程漫长,可能在6G才能全面实现。”段然说。

一切正如潘娟所言,虽然基站白盒化是5G无线网技术演进的方向,但在互联互通、设备性能、网络安全方面还存在一定挑战。如果要赶上这波5G建设浪潮,就需要业界加快研发速度,把握时间窗口。

在京信通信网络产品事业部总经理罗漫江看来,“对于开放架构这种新的模式,业界一开始有不同的观点很正常。但是经过业界最近一年多的努力,目前开放架构在性能、体积、功耗方面都有极大改善。开放架构芯片和专门定制的宏站芯片相比,在室外宏站应用时开放架构还是有些困难的。但是如果将开放架构主要用在室内小基站,在4T4R性能配置下,不管是小区数还是接入用户数是可以达到要求的,从性能上我们认为开放架构基站在室内的场景是完全没有问题的。”

同时,罗漫江指出,技术成熟度并不等于产品的竞争力,基于开放架构的产业链在竞争力方面还要持续提升,目前开放平台小基站跟开放无线网络测试与集成中心(OTIC)的要求还有一定的差距;从未来技术成熟度来看,产业链若想做的更好,首先要推动整个开放架构网管平台的标准化工作;同时,与行业应用结合的标准化工作也要开展;此外,在商用落地上,要让开放架构小基站尽快得到部署。

新华三移动通信产品线系统部经理柳斯白表示,“同任何的新生事物一样,新形态的基站也会经历一个逐渐成熟的过程。从行业的发展来看,开放与云化是大势所趋,一方面是IT行业的技术发展在快速的迭代升级,新技术层出不穷,已有技术快速成熟;另一方面由于IT行业更加开放,从业者众多,众人拾材火焰高,能够快速帮助运营商进一步改善开放性设备的性能、可靠性与集成成熟度。”柳斯白进一步强调:“新华三坚定的走网络云化、开放、融合的道路,5G的成功只能是网络开放,以及与政企行业的融合才是正确的方向。”

坐而论道,不如起而行之!

新理念新架构的引入,需要强大的产业生态来做支撑,目前无论运营商是设备商都在通过自身的努力不断探寻如何强壮开放架构生态的“新密匙”!

作为开放架构的践行者之一,据罗漫江介绍:可靠性上来看,硬件可靠性方面,目前京信采用标准的工业服务器架构,服务器的应用领域来看开放架构完全可以满足室内应用场景的要求;基于开放架构的4载波CU/DU功耗小于200瓦。

从RRU来看,实际上射频部分和传统基站的硬件架构没有区别,目前的硬件和传统架构的是一致的,其差距是接口的标准化。功耗方面,在室内小基站1:4:32配置下,BBU功耗占整个系统功耗的20%以内,功耗的降低应该更多从远端设备去考虑,京信目前也在做芯片的联合研发工作,未来希望能够进一步的降低功耗。在运行维护方面,小基站若想落地,运维体系非常重要。目前开放平台小基站的所有节点都可以端到端监控。小基站实际上只要能够接入运营商的管理体系,其实和传统设备没有本质区别。运维难是管理问题,并不存在技术难题。反而开放架构更容易和CT、企业云融合,实现开放敏捷的需求。

“不怕慢只怕站”,柳斯白建议国内运营商发挥在全球范围内5G技术的领先性,能够推动尽快组织无线网络云化开放设备的内外场测试,推动云化架构产品的成熟度。

柳斯白坦言,希望三大运营商可以选择一些特定的地域或特定的场景率先进行新形态产品的采购。“这样可以走出一直以来理论可行的纸面研究,以及实验室测试,而真正通过网络中的商用来表明新形态产品符合运营商的网络标准。”

在柳斯白看来,在产品类型中,三大运营商可以率先在室内覆盖的5G云化小站上商用。一方面因为室内信号覆盖在中、高频段为主的5G网络中非常重要,大部分的业务流量都来自于室内场景;另一方面室内场景对于无线设备的处理能力的要求相对不高,有利于像云化架构产品这种新生事物在网络中能够进行规模使用,并逐渐发展成熟。

除此之外,柳斯白强调,通过运营商真实的商务采购能够给与行业以信心,吸引更多在不同领域有实力、有特长的公司加入到5G赋能政企行业中,为数字中国建设贡献力量。

在刘洋看来,在当前阶段可以将5G室内有源小基站作为接入网开放阶段性工作推进的突破口,逐步推进RAN智能化、开放化和白盒化。“接入网走向开放和解耦,国内外运营商需求存在差异,我们认为,在5G垂直行业和室内覆盖小站方面,国内运营商需要投入力量,积极探索,携手合作伙伴,共同推动产业链的发展。”(高娟)

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