O-RAN聯(lián)盟正式成立旨在將下一代無線通信網(wǎng)絡(luò)的開放性提升到新的水平

在西班牙巴塞羅那舉行的世界移動通信大會上，中國移動、美國AT&T、德國電信、日本NTT docomo以及法國Orange等五家電信運營企業(yè)宣布聯(lián)合成立O-RAN聯(lián)盟，旨在將下一代無線通信網(wǎng)絡(luò)的開放性提升到新的水平。目前已經(jīng)有全球15家主流運營商加入，并吸引了業(yè)界主流廠商（包括傳統(tǒng)通信設(shè)備商、芯片廠商、服務(wù)器廠商、云供應(yīng)商）的加入。

O-RAN聯(lián)盟是C-RAN聯(lián)盟及xRAN論壇的融合，并在其工作成果及目標上進行擴展，致力于推動無線接入網(wǎng)向更開放及更智能的方向演進，由傳統(tǒng)模式向開放智能的方向演進，充分體現(xiàn)了中國移動提出的通信4.0的理念，即IT、CT與DT的融合發(fā)展。本文將在簡要介紹O-RAN聯(lián)盟的基礎(chǔ)上，進一步展開闡述白盒基站理念，以及對白盒基站部署和應(yīng)用策略的思考，希望能夠起到拋磚引玉的作用，開啟讀者更深層次的思考。

向“開放”與“智能”演進的無線網(wǎng)絡(luò)

無線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)一直是運營商網(wǎng)絡(luò)綜合成本（TCO）的最主要部分，大致占比在60%～70%。大部分運營商剛經(jīng)歷4G網(wǎng)絡(luò)的巨大投資，就將面對5G網(wǎng)絡(luò)的投資建設(shè)壓力；5G網(wǎng)絡(luò)“帶寬大、頻段高”等特點，勢必造成單站設(shè)備成本高、建網(wǎng)規(guī)模大，這就需要引入新技術(shù)、新方案，通過方案革新降低建設(shè)難度、減少無線網(wǎng)絡(luò)的TCO投入。

同時，5G網(wǎng)絡(luò)又是運營商必須投資的網(wǎng)絡(luò)，其為運營商拓展垂直行業(yè)提供良好的技術(shù)基礎(chǔ)，在“無線互聯(lián)網(wǎng)”流量收入增長放緩、語音收入下降的背景下，垂直行業(yè)是運營商必須進入的“藍海市場”，拓展運營商的盈利能力將是5G網(wǎng)絡(luò)的首要任務(wù)。垂直行業(yè)的新業(yè)務(wù)意味著更多樣的業(yè)務(wù)類型、更復雜的網(wǎng)絡(luò)管理，需要更高效的資源管理方案以及更靈活的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)以便于開展業(yè)務(wù)創(chuàng)新。

在這一大背景下，由運營商主導的O-RAN產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟應(yīng)運而生，提出了“開放”和“智能”兩大核心愿景。O-RAN聯(lián)盟的核心工作目標和內(nèi)容包括以下四點。

一是網(wǎng)絡(luò)智能化。實現(xiàn)無線接入網(wǎng)從配置管理到空口資源的智能管控，包括運維網(wǎng)管智能化、網(wǎng)元智能化、網(wǎng)絡(luò)資源編排智能化在內(nèi)的幾個方面，通過引入人工智能/大數(shù)據(jù)等方法，獲得復雜組網(wǎng)環(huán)境下高效自動化的設(shè)備管理和頻譜資源應(yīng)用能力。

二是接口開放化。在3GPP、IEEE等的基礎(chǔ)上，擴展與完善無線網(wǎng)絡(luò)功能軟硬件接口（如前傳、中傳以及無線智能控制器的相關(guān)接口等）的細節(jié)定義，實現(xiàn)基于異廠商互操作的混合部署，最終促進行業(yè)內(nèi)的分工協(xié)作和產(chǎn)業(yè)繁榮。

三是硬件白盒化。在軟硬件解耦的基礎(chǔ)上，引入通用器件和平臺，并開放硬件的參考設(shè)計，利用通用器件的規(guī)模效應(yīng)降低基站硬件的綜合成本。通用器件不僅包括通用處理器，也包括RRU射頻器件等。

四是軟件開源化。基站軟件開源是指無線協(xié)議棧、物理層協(xié)議處理軟件的開源，以及支持無線軟硬件解耦的NFV平臺和開源管理軟件的增強，共享基礎(chǔ)軟件研發(fā)成果，降低行業(yè)的整體研發(fā)成本，讓各個產(chǎn)業(yè)合作伙伴聚焦在核心軟件及差異化能力的研發(fā)，提升行業(yè)整體價值。

在這其中，硬件白盒化是最為重要的工作內(nèi)容之一，也是無線網(wǎng)“開放性”概念的一個重要組成部分。運營商期望通過硬件的白盒化進一步降低綜合成本，并構(gòu)建智能無線網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)。

共享帶來共贏，通用降低成本

“白盒化”在交換機、服務(wù)器領(lǐng)域已被人熟知，如FaceBook主導的OCP、AT&T主導的CORD項目都吸引了業(yè)界不少的目光。2017年11月，在TIP組織下成立的OpenRAN工作組，更是將在無線接入網(wǎng)領(lǐng)域構(gòu)建開放生態(tài)作為項目目標，其核心目標是研發(fā)基于通用處理平臺和解耦軟件的RAN技術(shù)。這類嘗試都有著不同的側(cè)重點。傳統(tǒng)意義中，“白盒化”意味著服務(wù)提供商通過與芯片供應(yīng)商的密切合作，按需完成完整的定制化硬件設(shè)計，從而跳過硬件品牌供應(yīng)商而由代工廠直接生產(chǎn)所需硬件產(chǎn)品（典型項目：OCP）。而OpenRAN項目是從構(gòu)造產(chǎn)業(yè)生態(tài)，從實現(xiàn)的角度，基于通用處理硬件平臺去拉動多廠商分工集成的生態(tài)，通過細化分工促進生態(tài)繁榮，最終實現(xiàn)降低成本的目的。

而不同于以往這類嘗試，O-RAN聯(lián)盟提倡的“無線白盒硬件”是從另外一個角度去解決硬件成本問題。包括兩方面：一是制定無線專用設(shè)備的參考設(shè)計標準，并在行業(yè)內(nèi)實現(xiàn)研發(fā)成果共享；二是引入通用處理平臺，應(yīng)用于通信的信號處理。這兩個策略的核心是相同的，通過在設(shè)備廠商間共享硬件設(shè)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。而核心芯片總使用量的規(guī)模效應(yīng)，將攤薄上游芯片和器件的設(shè)計和研發(fā)成本，最終降低設(shè)備廠商器件采購的成本，從而從源頭降低通信行業(yè)設(shè)備的硬件成本。除降低行業(yè)研發(fā)和器件采購的成本外，還將帶來以下幾方面的影響。

（1）硬件通用化將極大地降低行業(yè)的準入門檻

一些不具備電信級硬件設(shè)備研發(fā)能力的廠商僅投入軟件研發(fā)，即可進入通信設(shè)備的研發(fā)領(lǐng)域。目前通信行業(yè)中已經(jīng)出現(xiàn)了專職于通信軟件研發(fā)的企業(yè)，如Mavenir、Altiostar、Parallel Wireless、賽特斯等，這一趨勢正在逐漸形成。

（2）增大了在不同場景下技術(shù)方案的差異性

任何一個方案都有其應(yīng)用場景，只要限制其應(yīng)用場景，就可以揚長避短，白盒基站更是如此。5G時代，在宏站設(shè)計追求無線通信性能最優(yōu)的同時，預(yù)期中的海量微站和擴展型室分皮站站型的大量應(yīng)用，將會帶來無線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)與運維成本的巨大壓力，因此低成本的無線白盒基站首先將聚焦在這一類場景。眾所周知，小站部署具有覆蓋半徑短、場景簡單和成本敏感的特點，一定程度上降低了對于通信設(shè)備的性能指標要求，硬件同質(zhì)化帶來的通信性能指標的趨同性也就不是主要矛盾了。

（3）MEC與白盒基站的融合設(shè)計

業(yè)界正在悄然達成一個共識，“MEC邊緣業(yè)務(wù)有可能首先為5G帶來營收增益?！?甚至有專家表示，如果沒有MEC等邊緣計算解決方案，5G將無法實現(xiàn)所有性能目標，這充分顯示了MEC在未來5G時代的重要性。而另一方面，由于無線白盒基站倡導在基帶側(cè)引入了通用處理平臺，這一電信設(shè)備的IT化將帶來更靈活的軟件部署和升級能力，通過引入虛擬機或者容器技術(shù)，更可以實現(xiàn)通信協(xié)議軟件與上層應(yīng)用軟件的共平臺部署，從而實現(xiàn)MEC與無線設(shè)備的共平臺設(shè)計。又考慮到白盒基站的一個重要應(yīng)用場景是為高價值的政企客戶提供通信覆蓋服務(wù)，這將帶來無限的應(yīng)用想象空間和商業(yè)契機。基于這一假設(shè)，未來無線設(shè)備供應(yīng)商，勢必將研發(fā)重心從通信軟件轉(zhuǎn)向業(yè)務(wù)軟件，差異化軟件能力將成為核心競爭力。

（4）為國內(nèi)芯片及器件提供了新的機會

在通信領(lǐng)域，一直以來核心芯片設(shè)計和研發(fā)能力都掌握在國外企業(yè)手中，這跟通信芯片復雜度高，國內(nèi)企業(yè)缺乏經(jīng)驗積累有直接關(guān)系。O-RAN提倡的器件通用化和設(shè)計共享理念，將給國內(nèi)通信芯片產(chǎn)業(yè)提供新的機會。其一，基帶處理方面，加速器芯片的設(shè)計和實現(xiàn)難度小于基帶信號處理SoC芯片。異構(gòu)的硬件加速處理器的引入是為了解決通用平臺處理效率不高的問題，僅負責部分高密度運算功能的卸載。由于其功能相對單一、設(shè)計復雜度不高，非常適合處于芯片研發(fā)起步階段的國內(nèi)企業(yè)的研發(fā)實現(xiàn)。其二，射頻處理部分，通過規(guī)模效應(yīng)推動國內(nèi)射頻半導體產(chǎn)業(yè)加大投入，結(jié)合國內(nèi)廠商的功放，濾波器等優(yōu)勢方案形成參考設(shè)計。同時加速高集成度射頻芯片例如tranceiver的成熟，破除國外芯片的壟斷。其三，參考設(shè)計的共享發(fā)布客觀上確保了選型芯片的整體銷售量，是對芯片研發(fā)投入的一個很好的保護。

挑戰(zhàn)與展望

O-RAN聯(lián)盟的成立，在業(yè)界“一石激起千層浪”。隨著越來越多的合作伙伴加入，也將極大地加速O-RAN聯(lián)盟的相關(guān)研發(fā)和標準制定工作，我們期望更多的合作伙伴加入到我們的硬件參考設(shè)計的研發(fā)工作中，整合產(chǎn)業(yè)力量實現(xiàn)研發(fā)成果的共享，最終降低產(chǎn)業(yè)的整體成本。需要解決的核心技術(shù)問題還有很多。其中，如何在通用性、能效比、綜合成本三者間達到平衡，是白盒基站參考設(shè)計研發(fā)的核心關(guān)鍵問題。

未來，中國移動將不遺余力地推進O-RAN的相關(guān)工作，計劃將在2019年聯(lián)合產(chǎn)業(yè)合作伙伴共同開展5G白盒室分擴展型皮站的現(xiàn)網(wǎng)驗證工作，驗證無線性能、可靠性、綜合成本等指標，進一步促進白盒設(shè)備技術(shù)方案的成熟。