時(shí)隔一年，再聊Open RAN
本文轉(zhuǎn)載自微信公眾號(hào)「鮮棗課堂」，作者小棗君。轉(zhuǎn)載本文請(qǐng)聯(lián)系鮮棗課堂公眾號(hào)。
上周參加MWC，小棗君最大的感受，就是撲面而來(lái)的網(wǎng)絡(luò)開(kāi)放化、虛擬化、智能化浪潮。
從接入網(wǎng)到核心網(wǎng)，幾乎所有的傳統(tǒng)通信設(shè)備都有了云化解決方案。“白盒”、“云化”、“輕量化”……類似的字眼在展會(huì)上幾乎隨處可見(jiàn)。仿佛一夜之間，所有的企業(yè)都成為了基站設(shè)備商、核心網(wǎng)設(shè)備商，整個(gè)行業(yè)進(jìn)入了“人人皆Vendor(設(shè)備廠家)”的時(shí)代。
對(duì)于傳統(tǒng)通信設(shè)備商來(lái)說(shuō)，這無(wú)疑是雪上加霜。原本就競(jìng)爭(zhēng)激烈的市場(chǎng)，又涌入了這么多的新對(duì)手，將會(huì)導(dǎo)致利潤(rùn)進(jìn)一步削薄，日子更加難過(guò)。
然而，對(duì)于運(yùn)營(yíng)商，卻是喜聞樂(lè)見(jiàn)。他們盼望已久的網(wǎng)絡(luò)開(kāi)放、解耦，終于到了開(kāi)花結(jié)果的階段。越來(lái)越多的Vendor，意味著自己可以擺脫那幾家設(shè)備商的“綁架”，能夠更靈活地部署網(wǎng)絡(luò)。運(yùn)營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò)綜合成本(TCO，Total Cost of Ownership)，也有望進(jìn)一步降低。
說(shuō)到網(wǎng)絡(luò)開(kāi)放，就不得不提到Open RAN。
一直以來(lái)，RAN(無(wú)線接入網(wǎng))的開(kāi)放和解耦，都是運(yùn)營(yíng)商的關(guān)注重點(diǎn)。在運(yùn)營(yíng)商看來(lái)，RAN的云化，比核心網(wǎng)更加意義重大。
RAN的開(kāi)銷，占了運(yùn)營(yíng)商TCO的60%以上。
在一年多以前，小棗君給大家介紹過(guò)O-RAN(鏈接)。后來(lái)，我也一直在密切關(guān)注Open RAN的發(fā)展和變化。
今天，基于從MWC上獲取的最新信息，我想從技術(shù)和架構(gòu)的角度，再和大家聊聊這個(gè)話題。
在這次MWC上，有一個(gè)概念被反復(fù)提及，而這個(gè)概念和Open RAN的架構(gòu)有非常密切的關(guān)系，那就是——RIC。
RIC是Open RAN架構(gòu)體系的關(guān)鍵。看懂了RIC，就看懂了Open RAN的架構(gòu)。
早在2018年O-RAN聯(lián)盟創(chuàng)立的時(shí)候，為了制定開(kāi)放的RAN規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，成立了9個(gè)小組(Work Group，WG)，分別研究對(duì)應(yīng)的接口和技術(shù)。
O-RAN工作組
其中WG2和WG3，分別負(fù)責(zé)的是非實(shí)時(shí)RIC和近實(shí)時(shí)RIC。
RIC到底是什么?RAN Intelligent Controller，也就是無(wú)線接入網(wǎng)智能控制器。
在繼續(xù)介紹它之前，我們先看一下O-RAN的整體架構(gòu)。
上面這張圖，是5G O-RAN相比4G的主要架構(gòu)變化。從圖中可以看出，4G LTE RAN的主要組件BBU和RRH，變成了5G O-RAN里的O-CU、O-DU、O-RU。
O-CU：負(fù)責(zé)協(xié)議的分組數(shù)據(jù)匯聚協(xié)議(PDCP)層。
O-DU：負(fù)責(zé)所有基帶處理、調(diào)度、無(wú)線電鏈路控制(RLC)、媒體訪問(wèn)控制(MAC)和物理層(PHY)的上部。
O-RU：負(fù)責(zé)底層物理層處理的組件，包括無(wú)線電發(fā)送器和接收器的模擬組件。
O-RAN使用開(kāi)放協(xié)議的可互操作硬件，取代了傳統(tǒng)的封閉接口和專有硬件及協(xié)議，使得RAN架構(gòu)變成更加靈活、開(kāi)放、解耦。
我們通常所說(shuō)的RAN虛擬化，其實(shí)主要是指O-CU和O-DU的虛擬化。也就是說(shuō)，它們是可以搭建在x86服務(wù)器平臺(tái)上的。O-RU是射頻收發(fā)，這塊現(xiàn)在講的是軟件無(wú)線電、白盒無(wú)線電，還沒(méi)有辦法虛擬化。
我們深入看一下O-RAN架構(gòu)的內(nèi)部，如下圖所示：
(圖片來(lái)自O(shè)-RAN聯(lián)盟)
這個(gè)圖就有點(diǎn)復(fù)雜了，因?yàn)樗谐隽?GPP的標(biāo)準(zhǔn)接口(X2、Xn、NG、E1、F1等)，還有我們剛才所說(shuō)的RIC以及對(duì)應(yīng)新增接口。
我還找到一張圖，O-RAN和3GPP RAN的架構(gòu)對(duì)比，看得就更加清楚了：
(圖片來(lái)自愛(ài)立信)
很明顯，在服務(wù)管理和編排(Service Management and Orchestration，SMO，類似NFV里面的MANO)中，有一個(gè)非實(shí)時(shí)RIC(Non-Real-Time RIC)。而在CU中，多了一個(gè)近實(shí)時(shí)RIC(Near-Real-Time RIC)。
非實(shí)時(shí)RIC是一個(gè)功能，并非物理硬件。它負(fù)責(zé)RAN中所有網(wǎng)絡(luò)元素的配置管理、設(shè)備管理、故障管理、性能管理和生命周期管理。非實(shí)時(shí)RIC，負(fù)責(zé)處理時(shí)延要求大于1秒的業(yè)務(wù)，比如數(shù)據(jù)分析、AI模型訓(xùn)練等。
近實(shí)時(shí)RIC，也就是接近實(shí)時(shí)RIC。它負(fù)責(zé)處理時(shí)延要求小于1秒(50ms-200ms)的業(yè)務(wù)，比如無(wú)線資源管理、切換決策、雙連接控制、負(fù)載均衡等。
非實(shí)時(shí)RIC通過(guò)從RAN和應(yīng)用服務(wù)器收集全域相關(guān)數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和AI訓(xùn)練，并將推理和策略通過(guò)A1接口下發(fā)、部署于近實(shí)時(shí)RIC。
近實(shí)時(shí)RIC負(fù)責(zé)收集和分析RAN的即時(shí)信息，結(jié)合非實(shí)時(shí)RIC提供的額外或全局信息，并通過(guò)非實(shí)時(shí)RIC下發(fā)的推理模型和策略，實(shí)時(shí)監(jiān)控和預(yù)測(cè)網(wǎng)絡(luò)和用戶行為變化，并根據(jù)策略(比如QoE目標(biāo))實(shí)時(shí)對(duì)RAN參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，包括調(diào)整資源分配、優(yōu)先級(jí)、切換等。
近實(shí)時(shí)RIC中包括了很多xAPP。顧名思義，xAPP就是由第三方獨(dú)立部署的APP(應(yīng)用)，它將AI推理模型和策略部署于其中，并且不同的xAPP與不同的RAN功能關(guān)聯(lián)，從而使得RAN的功能組件具備靈活的可編程性和可擴(kuò)展性。
在MWC上，佰才邦、英特爾、中國(guó)移動(dòng)就共同演示了基于RIC的“5G+AI”應(yīng)用場(chǎng)景案例，如下圖所示：
案例中，集成了人工智能的非實(shí)時(shí)RIC，通過(guò)學(xué)習(xí)推理，把算法推送到近實(shí)時(shí)RIC平臺(tái)。近實(shí)時(shí)RIC通過(guò)E2接口，控制RAN的功能組件，從而對(duì)RAN進(jìn)行精確、合理的調(diào)度和控制。準(zhǔn)確來(lái)說(shuō)，控制的目標(biāo)就是切換(HO)門限，從而讓UE(用戶終端)進(jìn)行更合理的切換，大幅降低掉話率，提升用戶的網(wǎng)絡(luò)體驗(yàn)。
這個(gè)案例，充滿詮釋了什么是5G和AI的結(jié)合。
可想而知，RIC不僅是Open RAN架構(gòu)順利實(shí)現(xiàn)全面解耦開(kāi)放的關(guān)鍵，也是AI賦能5G接入網(wǎng)的關(guān)鍵。
作為最早加入O-RAN的傳統(tǒng)設(shè)備商，諾基亞也在MWC上展示了自己對(duì)RIC的運(yùn)用：
從圖中可以看出，RIC不僅可以用于改善用戶網(wǎng)絡(luò)體驗(yàn)，還可以監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行異常，甚至幫助進(jìn)行智能節(jié)能。
開(kāi)放解耦是O-RAN和Open RAN的首要目標(biāo)，但不是唯一目標(biāo)。
隨著5G的不斷建設(shè)，運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)變得空前復(fù)雜和龐大。純?nèi)斯み\(yùn)維的方式，肯定是死路一條。運(yùn)營(yíng)商的唯一出路，就是向AI人工智能求助。
所以說(shuō)，不管是3GPP還是O-RAN，都會(huì)將人工智能與網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合放在首要位置，認(rèn)真研究如何利用AI賦能網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和運(yùn)維。這幾年頻繁提出的“自動(dòng)駕駛網(wǎng)絡(luò)”(這里的自動(dòng)駕駛和車聯(lián)網(wǎng)無(wú)關(guān)，是指網(wǎng)絡(luò)自己“駕駛(管理)”自己)，其實(shí)就是這樣，將AI嵌入傳統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)，管理資源分配，識(shí)別外部環(huán)境變化，建立算法模型，生成策略結(jié)果，自動(dòng)對(duì)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，從而降低人工干預(yù)，縮減成本。
吹了半天，我們還是要先回到現(xiàn)實(shí)。現(xiàn)實(shí)是什么?Open RAN架構(gòu)目前在現(xiàn)網(wǎng)中的占比，遠(yuǎn)不到10%。也就是說(shuō)，不要高興得太早。
Open RAN本身也不是完美無(wú)缺的。愛(ài)立信就曾提出，Open RAN引入了RIC控制器，新增了A1、E2、O1、O2等接口，使得架構(gòu)更加復(fù)雜，可能會(huì)增加安全風(fēng)險(xiǎn)。
華為不加入O-RAN聯(lián)盟，則是認(rèn)為Open RAN架構(gòu)的能耗表現(xiàn)并不理想。
之前搞Open RAN最風(fēng)生水起的日本樂(lè)天移動(dòng)(Rakuten Mobile)，近期也傳出了不少的負(fù)面新聞。
Open RAN到底何去何從，我們還是靜觀其變吧!
