上周參加 MWC,給人最大的感受,就是撲面而來的網(wǎng)絡(luò)開放化、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?!鞍缀小薄ⅰ霸苹?、“輕量化”…… 類似的字眼在展會上幾乎隨處可見。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,整個行業(yè)進(jìn)入了 “人人皆 Vendor(設(shè)備廠家)”的時代。
對于傳統(tǒng)通信設(shè)備商來說,這無疑是雪上加霜。原本就競爭激烈的市場,又涌入了這么多的新對手,將會導(dǎo)致利潤進(jìn)一步削薄,日子更加難過。
然而,對于運營商,卻是喜聞樂見。他們盼望已久的網(wǎng)絡(luò)開放、解耦,終于到了開花結(jié)果的階段。越來越多的 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)。運營商的網(wǎng)絡(luò)綜合成本(TCO,Total Cost of Ownership),也有望進(jìn)一步降低。
說到網(wǎng)絡(luò)開放,就不得不提到 Open RAN。
一直以來,RAN(無線接入網(wǎng))的開放和解耦,都是運營商的關(guān)注重點。在運營商看來,RAN 的云化,比核心網(wǎng)更加意義重大。
RAN 的開銷,占了運營商 TCO 的 60% 以上。
在一年多以前,小棗君給大家介紹過 O-RAN(鏈接)。后來,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,再和大家聊聊這個話題。
在這次 MWC 上,有一個概念被反復(fù)提及,而這個概念和 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??炊?RIC,就看懂了 Open RAN 的架構(gòu)。
早在 2018 年 O-RAN 聯(lián)盟創(chuàng)立的時候,為了制定開放的 RAN 規(guī)范標(biāo)準(zhǔn),成立了 9 個小組(Work Group,WG),分別研究對應(yīng)的接口和技術(shù)。
▲O-RAN 工作組
其中 WG2 和 WG3,分別負(fù)責(zé)的是非實時 RIC 和近實時 RIC。
RIC 到底是什么?RAN Intelligent Controller,也就是無線接入網(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、無線電鏈路控制 (RLC)、媒體訪問控制 (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,包括無線電發(fā)送器和接收器的模擬組件。
O-RAN 使用開放協(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、開放、解耦。
我們通常所說的 RAN 虛擬化,其實主要是指 O-CU 和 O-DU 的虛擬化。也就是說,它們是可以搭建在 x86 服務(wù)器平臺上的。O-RU 是射頻收發(fā),這塊現(xiàn)在講的是軟件無線電、白盒無線電,還沒有辦法虛擬化。
我們深入看一下 O-RAN 架構(gòu)的內(nèi)部,如下圖所示:
(圖片來自 O-RAN 聯(lián)盟)
這個圖就有點復(fù)雜了,因為它列出了 3GPP 的標(biāo)準(zhǔn)接口(X2、Xn、NG、E1、F1 等),還有我們剛才所說的 RIC 以及對應(yīng)新增接口。
我還找到一張圖,O-RAN 和 3GPP RAN 的架構(gòu)對比,看得就更加清楚了:
(圖片來自愛立信)
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,有一個非實時 RIC(Non-Real-Time RIC)。而在 CU 中,多了一個近實時 RIC(Near-Real-Time RIC)。
非實時 RIC 是一個功能,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。非實時 RIC,負(fù)責(zé)處理時延要求大于 1 秒的業(yè)務(wù),比如數(shù)據(jù)分析、AI 模型訓(xùn)練等。
近實時 RIC,也就是接近實時 RIC。它負(fù)責(zé)處理時延要求小于 1 秒(50ms-200ms)的業(yè)務(wù),比如無線資源管理、切換決策、雙連接控制、負(fù)載均衡等。
非實時 RIC 通過從 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 A1 接口下發(fā)、部署于近實時 RIC。
近實時 RIC 負(fù)責(zé)收集和分析 RAN 的即時信息,結(jié)合非實時 RIC 提供的額外或全局信息,并通過非實時 RIC 下發(fā)的推理模型和策略,實時監(jiān)控和預(yù)測網(wǎng)絡(luò)和用戶行為變化,并根據(jù)策略(比如 QoE 目標(biāo))實時對 RAN 參數(shù)進(jìn)行調(diào)整,包括調(diào)整資源分配、優(yōu)先級、切換等。
近實時 RIC 中包括了很多 xAPP。顧名思義,xAPP 就是由第三方獨立部署的 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、中國移動就共同演示了基于 RIC 的 “5G+AI”應(yīng)用場景案例,如下圖所示:
案例中,集成了人工智能的非實時 RIC,通過學(xué)習(xí)推理,把算法推送到近實時 RIC 平臺。近實時 RIC 通過 E2 接口,控制 RAN 的功能組件,從而對 RAN 進(jìn)行精確、合理的調(diào)度和控制。準(zhǔn)確來說,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。
這個案例,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)順利實現(xiàn)全面解耦開放的關(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 RIC 的運用:
從圖中可以看出,RIC 不僅可以用于改善用戶網(wǎng)絡(luò)體驗,還可以監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)運行異常,甚至幫助進(jìn)行智能節(jié)能。
開放解耦是 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),運營商網(wǎng)絡(luò)變得空前復(fù)雜和龐大。純?nèi)斯み\維的方式,肯定是死路一條。運營商的唯一出路,就是向 AI 人工智能求助。
所以說,不管是 3GPP 還是 O-RAN,都會將人工智能與網(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)和運維。這幾年頻繁提出的 “自動駕駛網(wǎng)絡(luò)”(這里的自動駕駛和車聯(lián)網(wǎng)無關(guān),是指網(wǎng)絡(luò)自己 “駕駛(管理)”自己),其實就是這樣,將 AI 嵌入傳統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò),管理資源分配,識別外部環(huán)境變化,建立算法模型,生成策略結(jié)果,自動對參數(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?,F(xiàn)實是什么?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,不要高興得太早。
Open RAN 本身也不是完美無缺的。愛立信就曾提出,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,可能會增加安全風(fēng)險。
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)生水起的日本樂天移動(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!
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