從O-RAN的誕生和發(fā)展看無線網(wǎng)變革之路還有多長

特約撰稿人|云晴

5G網(wǎng)絡對基礎網(wǎng)絡架構的去中心化和云化趨勢提出了更高的要求，在這一過程中，電信運營商、IT企業(yè)和互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)之間的業(yè)務范圍會產(chǎn)生越來越多的重疊，網(wǎng)絡的建設運維理念也在這些架構變化過程中產(chǎn)生了新的發(fā)展?！伴_放”“智能”“解耦”“網(wǎng)絡互操作”“開源”等關鍵詞逐漸進入電信運營商的視野。

O-RAN的誕生

“開放”和“智能化”是O-RAN聯(lián)盟的關注點。O-RAN聯(lián)盟關注移動網(wǎng)絡及相關網(wǎng)絡設備的靈活、智能、軟件化和虛擬化。因此，具有開放和標準接口的虛擬化網(wǎng)元、開源技術、開放白盒化硬件、實時數(shù)據(jù)分析、機器學習及人工智能等將會是聯(lián)盟關注的焦點。

這些關注點的產(chǎn)生可以從互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)之前的努力中窺見端倪。其中比較有代表性意義的是Facebook在信息基礎設施建設領域的多項舉措（推動Open Compute Project、啟動Telecom Infra Project、推動Opencellular計劃等）。在傳統(tǒng)觀念中，電信運營商和互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)在信息網(wǎng)絡方面的構建和發(fā)展路線是大相徑庭的。因為電信運營商在基礎設施建設中更強調(diào)集中、控制、服務質量保障；而互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)更強調(diào)開放、分布式和盡可能實現(xiàn)的服務質量。但這種情況正在發(fā)生變化，電信運營商和互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)在信息行業(yè)的發(fā)展方向和實踐思路方面開始有了不少相似之處。

運營商和互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)聯(lián)合推進無線網(wǎng)變革

O-RAN的一個重要目標是實現(xiàn)RAN模塊解耦，通過標準化的方式實現(xiàn)解耦模塊的互聯(lián)互通。而為了達到標準化的目的，O-RAN沒有借助效率相對較低的標準組織的力量，而是通過和類似Linux Foundation這樣的軟件開源組織合作來開展嘗試。如果這一嘗試能夠成功，在RAN側就能夠改變傳統(tǒng)依賴單一廠商的狀況。BBU、RRU就能夠由不同的廠商提供，更多設備提供商的加入理論上能夠增加運營商的議價能力。

這一思路和Open Compute Project（OCP）的理念有一定的相似之處。OCP是Facebook發(fā)起的項目，旨在把“開源”概念引入數(shù)據(jù)中心硬件，為數(shù)據(jù)中心建立更快、更便宜、用料更少的硬件。這個項目的開放性體現(xiàn)在免費提供設計和標準。任何企業(yè)都可以使用項目的標準，并根據(jù)自身實際需要對其進行調(diào)整。這就意味著，設備供應商通過產(chǎn)品設計實現(xiàn)的利潤壟斷被打破，客戶能夠通過介入這個高利潤環(huán)節(jié)大大降低數(shù)據(jù)中心硬件的投資。

這樣一個互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)發(fā)起的基礎網(wǎng)絡建設項目，得到主流運營商的大力推崇，原因之一在于這個項目能夠幫助運營商實現(xiàn)獨立、“不再被設備商綁定”、更靈活快速地拓展業(yè)務等目的。這非常符合運營商在云架構時代所努力推進的“白盒化”思路。因為在傳統(tǒng)的電信行業(yè)生態(tài)中，OEM廠商（原始設備制造商）通過軟硬件一體的整體解決方案，控制了行業(yè)主要的價值來源。對運營商而言，無論是部署成本、升級更替成本乃至于運維成本，都很難有較強的話語權。

白盒計劃的實施就是為了破解這樣的局面，將OEM廠商的壟斷力量削弱，同時通過軟硬件解耦形成快速的業(yè)務能力。AT&T實驗室首席技術官兼首席技術官Andre Fuetsch曾經(jīng)說過：“（借助白盒計劃）我們將不再被傳統(tǒng)設備供應商所擁有的能力和功能演進所局限，我們可以為這些白盒設備編制開放硬件說明書，并通過編制開放軟件來驅動它們?！薄狾-RAN就是在RAN領域白盒化思路的嘗試。

Telecom Infra Project（TIP）則是2016年由Facebook、Intel、諾基亞、德國電信和SK電信聯(lián)合成立的，其使命是聚集軟硬件解耦成員企業(yè)，包括500多家互聯(lián)網(wǎng)公司、電信運營商、廠商和系統(tǒng)集成商。2017年11月，OpenRAN工作組在TIP基礎上成立，該工作組的目標是開發(fā)基于GPPP和解耦軟件的RAN技術。

2016年7月，F(xiàn)acebook提出Opencellular計劃。該計劃可以看成是互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)在無線側網(wǎng)絡設備開放的嘗試。這一計劃的目的是通過提高基礎設施連接能力，降低部署成本和基礎設施運營難度等多種方法實現(xiàn)偏遠地區(qū)的無線互聯(lián)網(wǎng)接入覆蓋。在這一計劃中，F(xiàn)acebook再一次強調(diào)了進行架構設計時的一些原則，例如開放性，通過開放性把電信運營商、創(chuàng)業(yè)者、設備制造商和研究人員的力量捆在一起。

Facebook認為，無線蜂窩網(wǎng)絡擴展停滯的原因之一是因為傳統(tǒng)的蜂窩基礎設施非常昂貴，運營商如非出自社會責任，單純從經(jīng)濟角度難以承受他們試圖在偏遠區(qū)域的設備投入。于是Facebook試圖借助TIP的思路，構建一個成本相對低廉、分布式工作（即使無法接入主干網(wǎng)絡仍然能夠工作）、打破設備商壟斷標準的接入平臺——這一思路充分體現(xiàn)了互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)的建網(wǎng)思路與傳統(tǒng)運營商建網(wǎng)思路的區(qū)別。

通過上述類似的項目，F(xiàn)acebook推動一些較為激進的運營商企業(yè)一起走“開源、分布式、開發(fā)性”的道路。這種模式是顛覆式的，對雙方的合作意愿、決心、投入資源要求比較高，但該計劃對行業(yè)生態(tài)的改變也是很大的。因此，配合針對基礎網(wǎng)絡設施開放的TIP計劃，Opencellular引起了多方的關注，也給O-RAN在IT化服務解耦、硬件中立化等方面帶來了不少啟發(fā)。

O-RAN的提出直面無線側變革

對于運營商而言，在無線網(wǎng)絡側有幾個問題亟待解決。首先要構建一張運營網(wǎng)絡，無線側的投入是巨大的，尤其是在5G網(wǎng)絡時代，因為高頻率及高帶寬的原因，無線基站的建設數(shù)量可能會出現(xiàn)大規(guī)模增長。如何在無線側設備投資時形成對設備供應商的強議價能力，以及節(jié)省網(wǎng)絡的投資就成為運營商關注的問題。

其次，傳統(tǒng)無線側設備因為缺乏智能（動態(tài)無線網(wǎng)絡資源分配、網(wǎng)絡覆蓋范圍優(yōu)化等），導致相關的運行維護、無線網(wǎng)絡優(yōu)化成本比較高，5G網(wǎng)絡在不同應用場景下的網(wǎng)絡優(yōu)勢也不容易得到充分發(fā)揮。因此無線網(wǎng)絡虛擬化技術及大數(shù)據(jù)、人工智能技術在無線側的應用開始得到嘗試。

最后，隨著應用的加劇，產(chǎn)品的搶占市場時間（time to market）需要進一步縮短。業(yè)務和數(shù)據(jù)平面的控制希望能從專有設備上提取出來，并且標準化，使得網(wǎng)絡和應用的革新無需網(wǎng)絡設備硬件升級，從而實現(xiàn)業(yè)務開通的速度、可靠性、靈活性的提升。

O-RAN聯(lián)盟提出的“無線白盒硬件”理念就是希望通過制定無線專用設備的參考設計標準和引入通用處理平臺的方式，實現(xiàn)在設備廠商間共享硬件設計，降低研發(fā)的成本投入，并實現(xiàn)器件選型的近似統(tǒng)一。標準化的實現(xiàn)將使得上游芯片和器件的設計研發(fā)無需投入過多的個性化成本，通過消除相對壟斷地位的方式來降低成本——類似于將傳統(tǒng)的縱向專有市場改造成通用性的橫向分層市場的方式。

成員企業(yè)大力推動O-RAN發(fā)展

基于上述考慮，在MWC2018期間最早加入O-RAN聯(lián)盟的有5家運營商——中國移動、AT&T、德國電信、NTT docomo、Orange。這幾家運營商一定程度上可以被認為是打破傳統(tǒng)電信行業(yè)價值鏈、長期將智能和網(wǎng)絡開放性作為重要網(wǎng)絡改造因素的先驅。目前已經(jīng)有多家運營商和廠商加入O-RAN聯(lián)盟。

● AT&T

A &T于2013年開始啟動Domain2.0項目，希望通過SDN/NFV技術將網(wǎng)絡基礎設施從以硬件為中心向以軟件為中心轉變，實現(xiàn)基于云架構的開放網(wǎng)絡。換句話說，AT&T利用“云化”“開放式架構”“運營商快速提供服務”“引入第三方應用能力”等舉措，嘗試構建新的行業(yè)生態(tài)。

除此之外，AT&T又聯(lián)合產(chǎn)業(yè)鏈合作伙伴共同發(fā)起成立了開源網(wǎng)絡項目CORD（Central Office Re-Architected as a Data Center）。CORD項目旨在通過使用白盒硬件、開源軟件、虛擬化技術給規(guī)模化數(shù)據(jù)中心提供服務，希望將運營商傳統(tǒng)端局（交換中心）轉變?yōu)轭愃圃品仗峁┥痰臄?shù)據(jù)中心。

在操作系統(tǒng)層面，AT&T也開展了相關的布局。2017年6月，AT&T收購了Vyatta網(wǎng)絡操作系統(tǒng)及相關資產(chǎn)，并隨后于11月推出白盒操作系統(tǒng)，即分解式網(wǎng)絡操作系統(tǒng)（dNOS）的開放架構。該操作系統(tǒng)后改名為DANOS，定位為針對虛擬網(wǎng)絡環(huán)境的白盒服務器的操作系統(tǒng)。在對應用的支持方面，AT&T的NetBond產(chǎn)品實現(xiàn)了首個商用軟件定義網(wǎng)絡（SDN）解決方案。NetBond for Cloud計劃現(xiàn)在已經(jīng)有超過20個云服務提供商的125個云服務。

通過SDN/NFV技術將傳統(tǒng)電信技術架構解耦，建設基于云架構的開放式網(wǎng)絡，從原本以硬件為重逐漸轉為以軟件為中心，這些項目為AT&T塑造了一個持續(xù)、系統(tǒng)性開展開源、軟件化轉型的推動者形象。在這一過程中，AT&T網(wǎng)絡服務和網(wǎng)絡基礎架構向云化演進，實現(xiàn)了其未來軟件化轉型的重要戰(zhàn)略目標。在通過開源技術推進軟件化進程方面，AT&T也在行業(yè)界得到了認可。

● 德國電信

德國電信也是推動基礎網(wǎng)絡設施開放的重要力量之一。德國電信副總裁Axel Clauberg在針對TIP計劃進行評價時做過這樣的表述：“電信運營商必須停止在其與設備商的交易中僅作為‘接收者’存在，應該通過參與Facebook的TIP計劃在生態(tài)系統(tǒng)中發(fā)揮更積極的作用?！钡聡娦乓苍诤虵acebook的合作中表現(xiàn)出對無線側低成本接入的興趣。Facebook利用其無線通信技術Terragraph，為德國電信的子公司同時也是匈牙利最大電信公司Magyar Telekom在布達佩斯進行了場測，并為挪威運營商Telenor在吉隆坡進行了場測。

然而，和AT&T在運營商IT化方面相對激進的策略不同，德國電信所走的是看起來更為傳統(tǒng)的演進路線——結合工業(yè)4.0戰(zhàn)略，借助云化的力量不斷調(diào)整業(yè)務價值點、積累行業(yè)經(jīng)驗，在新的信息行業(yè)架構轉型中尋找機會。

德國電信的角色更替可以用TM Forum（電信管理論壇）Digital CEO Nik Willetts的表述做較好的詮釋。他認為，當前電信運營商正在向數(shù)字業(yè)務使能者的角色轉型。運營商需要關注如下關鍵詞：開放（在開放合作中共同發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)造新的價值）、動態(tài)調(diào)整（對市場的洞察和能力的發(fā)展要隨需而動）、敏捷變化（運營要敏捷）。德國電信正通過弱化非常有價值的重資產(chǎn)和經(jīng)驗豐富的業(yè)務，換來快速、靈活的反應速度和與客戶更為緊密的業(yè)務聯(lián)系。

然而，在O-RAN的推動方面，德國電信似乎動作不多。德國電信移動業(yè)務單元T-Mobile的CTO Neville Ray曾在MWC2018中表達了對O-RAN的疑慮：O-RAN在技術復雜度和靈活度方面需要大量的投入，能否真正為當前運營商在無線側所面臨的問題提供足夠的價值有待觀察。

● Orange

無獨有偶，Orange的網(wǎng)絡戰(zhàn)略總監(jiān)Yves Bellego也表達了對O-RAN的疑慮。他考慮的是目前的無線站點無論是部署還是升級成本并不是很高。與之相對，Orange網(wǎng)絡研究院高級副總裁Emmanuel Lugagne Delpon對O-RAN在5G網(wǎng)絡應用中所扮演的角色做了很高的評價。他說：“O-RAN通過推動開放針對無線子系統(tǒng)的接口和API補充了簡化5G定義和應用的相關標準。這些標準的重要性在于能夠加速5G的應用、實現(xiàn)網(wǎng)絡的規(guī)模效應?！?/p>

除了認知上的分歧，還存在技術的復雜度、靈活度，部分關鍵技術的成熟度（無線AI等），改變傳統(tǒng)無線側產(chǎn)業(yè)生態(tài)的阻力，形成具有價值的商業(yè)模式等方面問題，因此O-RAN聯(lián)盟還面臨諸多不確定性。盡管存在這樣那樣的爭論，許多無線運營商和設備提供商仍然在積極開展軟件定義無線側解決方案、開放RAN、可編程無線解決方案等工作。O-RAN聯(lián)盟也在發(fā)展過程中不斷吸納新的成員。

O-RAN聯(lián)盟作為運營商驅動的框架和標準組織，在推動標準制定、吸引更多玩家加入等方面已經(jīng)初見成效。但要吸引玩家真正投入，形成改變無線網(wǎng)絡側架構和商業(yè)模式的真正力量，O-RAN還有不少需要克服的困難。