基站如何進(jìn)行白盒化

為了更好的應(yīng)對(duì)日益增長(zhǎng)的新業(yè)務(wù)需求，5G網(wǎng)絡(luò)需要一個(gè)更加靈活、更加開放、更加智能的解決方案。近幾年，迫于新業(yè)務(wù)的發(fā)展需要以及市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日趨激烈，運(yùn)營(yíng)商在網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和開放性方面的革新也在加快，革新的方式主要就是用IT來(lái)改造CT，以及加速IT、CT與DT的融合發(fā)展。

雖然革新一直在發(fā)生，但由于RAN側(cè)對(duì)于網(wǎng)絡(luò)性能和時(shí)延等要求太高，在RAN側(cè)革新的進(jìn)程還是相對(duì)較慢。隨著工信部頒發(fā)5G發(fā)牌，5G產(chǎn)業(yè)進(jìn)程明顯提速。對(duì)于目前的運(yùn)營(yíng)商來(lái)說，如何消化建網(wǎng)的成本成為當(dāng)務(wù)之急，小站就成為最佳突破口。

佰才邦董事長(zhǎng)兼CEO孫立新在專訪時(shí)表示，5G時(shí)代小站將迎來(lái)真正的崛起。同時(shí)他特別強(qiáng)調(diào)，“白盒化基站的最終目的是開放，我們相信開放會(huì)為運(yùn)營(yíng)商和消費(fèi)者帶來(lái)更大的價(jià)值?！?/p>

基站白盒化是什么意思

白盒化“的概念在服務(wù)器、交換機(jī)等IT領(lǐng)域出現(xiàn)較早。2018年3月，AT&T宣布計(jì)劃在未來(lái)幾年內(nèi)，實(shí)現(xiàn)在基站內(nèi)部署6萬(wàn)個(gè)”白盒“路由器的目標(biāo)，這標(biāo)志著硬件白盒化概念即將出現(xiàn)在通信商用網(wǎng)絡(luò)中。目前在無(wú)線接入網(wǎng)領(lǐng)域，全球多家主流運(yùn)營(yíng)商也已經(jīng)在考慮白盒化的問題。

圖源網(wǎng)絡(luò)

室內(nèi)有源小基站的白盒化可以包括兩個(gè)部分，即BBU的白盒化與RRU的白盒化。

BBU白盒化可以認(rèn)為是基于通用服務(wù)器的基帶處理，引入了軟硬件解耦，使得硬件更加通用化吸引更多IT廠家，這樣使更為高效的資源管理方案以及更為靈活的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的實(shí)現(xiàn)成為了可能，使得運(yùn)營(yíng)商能夠在5G時(shí)代提供更加靈活、快速的服務(wù)，有助于垂直行業(yè)應(yīng)用的快速迭代。

RRU的白盒化可以降低室內(nèi)有源小基站的射頻成本，通過在設(shè)備廠家間共享硬件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵器件選型的近似統(tǒng)一，核心芯片總使用量的規(guī)模效應(yīng)將攤薄設(shè)備的設(shè)計(jì)和研發(fā)成本，從而從源頭降低通信行業(yè)設(shè)備的硬件成本，同時(shí)RRU的白盒化有助于降低小基站市場(chǎng)門檻，使得更多廠商參與到生態(tài)鏈條中，逐步提高系統(tǒng)靈活度，從而可以針對(duì)不同應(yīng)用場(chǎng)景提供差異化的設(shè)備類型和服務(wù)。

與傳統(tǒng)的黑盒設(shè)備相比，白盒小基站能夠逐步提高系統(tǒng)靈活度，實(shí)現(xiàn)針對(duì)不同應(yīng)用場(chǎng)景提供差異化設(shè)備類型和服務(wù)的部署，從而達(dá)到降低成本、實(shí)現(xiàn)個(gè)性化服務(wù)的目的。

5G時(shí)代小站迎來(lái)”真正“崛起

展會(huì)上，中國(guó)移動(dòng)正式發(fā)布業(yè)界首個(gè)面向商用的4G/5G O-RAN雙模開放設(shè)計(jì)云化小站方案，并公開硬件原理圖級(jí)參考設(shè)計(jì)，率先以實(shí)際行動(dòng)推動(dòng)云化小站的開放。中國(guó)電信也發(fā)布了業(yè)界首個(gè)3.5GHz 5G室內(nèi)小基站的參考設(shè)計(jì)。這是中國(guó)電信繼巴塞羅那MWC首展5G白盒小基站之后，在推動(dòng)5G接入網(wǎng)開放方面的又一重要里程碑。

中國(guó)移動(dòng)研究院首席科學(xué)家易芝玲博士表示：”中國(guó)移動(dòng)率先在O-RAN內(nèi)開展接入網(wǎng)側(cè)的硬件參考設(shè)計(jì)開發(fā)工作，通過推動(dòng)電信專有硬件設(shè)備的開放參考設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)全產(chǎn)業(yè)鏈成本降低。通過我們的努力，基于硬件參考設(shè)計(jì)的云化小站商用部署方案已經(jīng)日趨成熟。非常高興能將現(xiàn)階段的工作成果向O-RAN輸出，同時(shí)也期待O-RAN“智能、開放、開源”的理念在全世界的實(shí)際部署中開花結(jié)果?！?/p>

圖源網(wǎng)絡(luò)

實(shí)際上，4G時(shí)代，業(yè)界針對(duì)小站就有很多討論，但實(shí)際部署結(jié)果卻不很理想。對(duì)此，孫立新認(rèn)為，5G時(shí)代小站不會(huì)重蹈4G覆轍，將會(huì)迎來(lái)廣闊的市場(chǎng)機(jī)遇。

在孫立新看來(lái)，”5G與4G最大的不同在于，4G是從外向內(nèi)的發(fā)展，廣域覆蓋后的盲點(diǎn)補(bǔ)充。5G的大帶寬、低時(shí)延和高可靠三大特性更多面向行業(yè)和企業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用，更多需要考慮一些特定場(chǎng)景、一些園區(qū)和辦公樓進(jìn)行專業(yè)的覆蓋與服務(wù)。5G建網(wǎng)需要在廣域覆蓋的同時(shí)會(huì)并行進(jìn)行室內(nèi)應(yīng)用場(chǎng)景的覆蓋。所以對(duì)小站的需求會(huì)與4G有很大不同。“

”5G真正要在行業(yè)應(yīng)用起來(lái)必須跟邊緣計(jì)算與本地服務(wù)相結(jié)合，所以在5G建設(shè)之初就需要把小站的控制器與許多服務(wù)的網(wǎng)關(guān)、應(yīng)用的網(wǎng)關(guān)、云網(wǎng)關(guān)與SD-WAN的網(wǎng)關(guān)進(jìn)行結(jié)合，通過虛擬化的平臺(tái)來(lái)實(shí)現(xiàn)所有業(yè)務(wù)?！巴瑫r(shí)，孫立新指出，”在5G階段，5G的接入本身都可以看成在虛擬化平臺(tái)的應(yīng)用，連接也變成一種應(yīng)用。所以，一開始就需要把5G的連接與本地服務(wù)相結(jié)合?！?/p>

作為一家專注于4G/5G小基站相關(guān)的無(wú)線寬帶接入解決方案、業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)平臺(tái)研發(fā)和未來(lái)無(wú)線寬帶技術(shù)創(chuàng)新的高科技公司，佰才幫擁有全自主研發(fā)從芯片、基站、核心網(wǎng)軟件、CPE 終端和邊緣計(jì)算平臺(tái)等端到端產(chǎn)品，是5G基站創(chuàng)新O-RAN架構(gòu)領(lǐng)軍企業(yè)，也是目前唯一一家掌握5G物理層及核心算法的初創(chuàng)企業(yè)。

對(duì)此，孫立新表示，”與其他的企業(yè)相比，我們的目標(biāo)非常明確，一開始就瞄著5G來(lái)的，而且我們的目標(biāo)就是未來(lái)構(gòu)建一個(gè)開放的架構(gòu)來(lái)推動(dòng)5G應(yīng)用?！?/p>

所以，5G時(shí)代小基站超千億細(xì)分市場(chǎng)需求爆發(fā)背景下，佰才邦在標(biāo)準(zhǔn)制定上具備領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)，建網(wǎng)模式靈活開放，已與三大運(yùn)營(yíng)商、中國(guó)鐵塔、聯(lián)想、騰訊等達(dá)成戰(zhàn)略聯(lián)盟，競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)突出。

在孫立新看來(lái)，只有競(jìng)爭(zhēng)才能創(chuàng)新，只有創(chuàng)新才能領(lǐng)先，領(lǐng)先絕非拷貝別人概念和技術(shù)來(lái)成功的，在開放平臺(tái)上依然可以靠獨(dú)到的算法與特性讓你的性能遙遙領(lǐng)先。

”開放不代表著大家都一樣，我可以和你對(duì)接，可以完成3GPP標(biāo)準(zhǔn)定義的功能，但我可以實(shí)現(xiàn)更多的特性和更優(yōu)的算法。所以開放的平臺(tái)可以引入更多的競(jìng)爭(zhēng)產(chǎn)生更多的創(chuàng)新，讓領(lǐng)先者更領(lǐng)先?！?/p>

基站白盒化的目的是開放

孫立新談到參加今年展會(huì)的最大感觸是，”去年展會(huì)上，我們是為數(shù)不多的談O-RAN的企業(yè)，本次展會(huì)上O-RAN無(wú)處不在，這是一個(gè)好的趨勢(shì)?！?/p>

然而”白盒化“的崛起，在業(yè)界也出現(xiàn)了另一種聲音。有的媒體報(bào)道白盒與傳統(tǒng)的無(wú)線設(shè)備之間存在巨大的性能差異。以4G基站為例，兩者之間的功耗可能會(huì)差10倍，而且性能不穩(wěn)定。更有甚者，直接指出，通用CPU比較依賴海外，不能做自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的ASIC。

對(duì)此，孫立新在多個(gè)場(chǎng)合上明確表示，此種說法比較片面，甚至從某種角度來(lái)說是錯(cuò)誤的！”白盒化基站的目的是開放，我們相信開放會(huì)為運(yùn)營(yíng)商和消費(fèi)者帶來(lái)更大的價(jià)值?！?/p>

孫立新指出，”專門提供通用CPU的廠商比如英特爾，幾年前就開始和我們合作開放架構(gòu)，從最開始合作Open RAN架構(gòu)時(shí)就沒有想通過通用CPU去實(shí)現(xiàn)整個(gè)5G接入網(wǎng)絡(luò)，實(shí)際上也不可能通過這樣方式去實(shí)現(xiàn)?！?/p>

”通信專業(yè)的人都知道，像LDPC碼、Polar碼、FFT這樣復(fù)雜的計(jì)算不太可能放在通用CPU上，尤其在5G 100兆載波帶寬下根本實(shí)現(xiàn)不了實(shí)時(shí)性，所以要做這些只能靠計(jì)算力大的FPGA去實(shí)現(xiàn)，經(jīng)過開始階段的測(cè)試和試商用網(wǎng)，最后固化到ASIC?！皩O立新進(jìn)一步表示，做白盒化基站和功耗高低、效率高低、或者是否掌握自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)及ASIC，本質(zhì)上是沒有關(guān)系的。

在孫立新看來(lái)，白盒和黑盒只有一個(gè)區(qū)別，那就是開放，這種開放包含三個(gè)層面：接口的開放、架構(gòu)的開放、能力的開放。

第一接口的開放。只有開放接口才能豐富整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈，產(chǎn)業(yè)鏈各方也可以更加專心的”各司其職“，有的廠家其中精力做軟件、有的廠家集中精力做加速器加速卡、有的廠家集中精力做服務(wù)器，只有這樣，更多的企業(yè)才能加入到5G這個(gè)開放平臺(tái)上，有競(jìng)爭(zhēng)才有創(chuàng)新，才有更多的發(fā)明創(chuàng)造，這個(gè)平臺(tái)從而會(huì)有更多先進(jìn)技術(shù)的產(chǎn)生。

孫立新指出，”我們現(xiàn)在的RU就可以同時(shí)支持幾個(gè)運(yùn)營(yíng)商的頻段，可以支持4G+5G。運(yùn)營(yíng)商們依然可以選擇使用自己的CU、DU，但是像RU、iHub，通過開放接口我們認(rèn)為理論上是應(yīng)該給運(yùn)營(yíng)商提供共用的可能性。由于5G時(shí)代運(yùn)營(yíng)商的開銷非常大，所以開放的接口是為未來(lái)更好地共建、共享網(wǎng)絡(luò)，減少opex/capex提供一個(gè)可能性?！?/p>

第二開放的架構(gòu)。因?yàn)槲磥?lái)在行業(yè)或企業(yè)的應(yīng)用中，佰才幫希望小站的控制器、DU可以和企業(yè)網(wǎng)關(guān)、業(yè)務(wù)網(wǎng)關(guān)甚至一些云接入網(wǎng)關(guān)共設(shè)，通過虛擬化形式去實(shí)現(xiàn)。此外，5G時(shí)代，許多企業(yè)都需要有本地部署的邊緣計(jì)算能力，只有架構(gòu)的開放才能讓這種很多網(wǎng)關(guān)包括5G接入網(wǎng)關(guān)都可以集中部署。

第三能力開放。孫立新認(rèn)為，在5G中有很多精確定位的能力，未來(lái)可能精確到厘米級(jí)，這些API接口如果能夠提供給第三方應(yīng)用，就可以給用戶提供一個(gè)真正更好的5G應(yīng)用體驗(yàn)。

白盒小基站真實(shí)價(jià)值幾何？

今年以來(lái)，多家運(yùn)營(yíng)商高層表示，建設(shè)5G網(wǎng)絡(luò)面臨投資的巨大壓力。對(duì)此，一些運(yùn)營(yíng)商選擇推動(dòng)白盒小基站，實(shí)現(xiàn)小基站軟硬件解耦，吸引更多的中小企業(yè)制造通用硬件，降低小基站成本。運(yùn)營(yíng)商也希望借此擺脫對(duì)傳統(tǒng)設(shè)備商的軟硬件一體小基站的依賴。

對(duì)此，中國(guó)工程院院士鄔賀銓在此前的演講中分析說，網(wǎng)元設(shè)備采用通用的硬件（白盒化），依靠軟件的變化，用軟件來(lái)定義網(wǎng)元的功能，實(shí)際也沒有那么容易。

從數(shù)字安全角度看，傳統(tǒng)的移動(dòng)通信網(wǎng)4G和3G的協(xié)議是專用的，5G現(xiàn)在把協(xié)議互聯(lián)網(wǎng)化，網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化。但是，傳統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商的業(yè)務(wù)是封閉的，協(xié)議是專有的，5G面臨的數(shù)字安全風(fēng)險(xiǎn)比4G大。

從供應(yīng)安全角度看，鄔賀銓認(rèn)為，過去的設(shè)備和硬件基本上都是國(guó)產(chǎn)的，而通用的軟件硬件是從數(shù)據(jù)中心這個(gè)概念過來(lái)的，從技術(shù)和供應(yīng)的角度基本上是依賴英特爾等國(guó)外廠家。

”我們拋棄了自己的創(chuàng)新，依賴其他國(guó)家，這樣安全嗎？運(yùn)營(yíng)商希望通過硬件設(shè)備的白盒化，改變對(duì)電信設(shè)備供應(yīng)商的依賴，但也有倒向依賴IT廠商的風(fēng)險(xiǎn)?！班w賀銓表示。

在筆者看來(lái)，當(dāng)前提供5G設(shè)備的包括華為、中興、大唐移動(dòng)、愛立信、諾基亞、三星等多個(gè)廠家，競(jìng)爭(zhēng)非常激烈。相比而言，外國(guó)IT企業(yè)在PC、服務(wù)器等芯片領(lǐng)域處于全球壟斷地位。運(yùn)營(yíng)商選擇推動(dòng)白盒化，極有可能從依賴A轉(zhuǎn)到依賴B。

而且要知道，國(guó)外的IT廠商利潤(rùn)率很高，電信設(shè)備商利潤(rùn)率都相對(duì)低。IT廠商為了進(jìn)入通信行業(yè)，降低利潤(rùn)率發(fā)展白盒小基站，極大可能讓自身股價(jià)降低，IT企業(yè)的高管恐怕只能”走人“了。所以想讓IT廠商犧牲自己的高利潤(rùn)造福通信行業(yè)，不夠現(xiàn)實(shí)。

從技術(shù)復(fù)雜度看，原來(lái)電信設(shè)備商提供的一站式解決方案實(shí)現(xiàn)軟硬件充分匹配，降低了技術(shù)復(fù)雜度。如果軟硬件解耦后，運(yùn)營(yíng)商要投入更多研發(fā)人員進(jìn)行不同廠家的對(duì)接。即使方案標(biāo)準(zhǔn)化后，還是存在很高復(fù)雜度。

所以，通信硬件的白盒化未來(lái)要幫助運(yùn)營(yíng)商實(shí)現(xiàn)更高的投資回報(bào)率，要實(shí)現(xiàn)可持續(xù)的智能運(yùn)維，是不可預(yù)期。運(yùn)營(yíng)商恐怕需要跨過很多”雷區(qū)“。