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开放式RAN现在还处于初期

时间:2022-05-19 来源网站:包头化工机械网

开放式RAN:现在还处于初期

开放无线接入网(Open RAN)已成为无线通信中的热门话题,许多服务提供商都急于在未来几年内部署它们。基于无线网络和电信核心之间的虚拟网络功能,Open RAN将刺激创新,降低成本,并为运营商和设备供应商之间的差异化提供更大的机会。

尽管在这么短的时间内取得了巨大的进步-包括创建O-RAN联盟参考架构和至少23种规范-但该行业距离有意义的Open RAN部署还有很长的路要走中国机械网okmao.com。用棒球术语来说,它仍然是第一局的第一名,没有出局。

该O型RAN联盟,生态系统,创造了刺激,使开放RAN工作所需的开放接口的创建标准制定组织,刚刚庆祝了它的三周岁生日。但是,它的成员数量已经激增至将近30个运营商和260多家贡献公司,其中包括网络设备制造商(NEM),软件供应商,芯片组制造商和测试设备公司等。这些公司中有许多是在过去一年内加入的。这种势头只会加剧。

开放,可互操作的体系结构和虚拟化都是Open RAN定义和愿景的核心。两者都在视线范围内,但仍在进行中。本文将概述Open RAN开发的状态,并着重介绍互操作性和虚拟化。

稳步走向互操作性

如今,全世界已有数十家公司根据迄今为止发布的近两打O-RAN联盟规范开发Open RAN设备。就像任何主要的破坏性技术的出现一样,完善这些规范的过程也以其自身的冰川步伐前进。

为了实现真正的互操作性,开放式RAN协议和接口正在不断完善。开发开放式RAN设备要求各个组件符合相关标准。一致性测试已经通过使用工具来模拟RAN的其他组件(图1)来完成,这并不是什么新鲜事物。

RU测试设置

图1.测试无线电设备的开放式RAN包括仿真分配单元(DU)并生成RF信号并分析从无线电设备发送的信号。

开放式RAN的不同之处在于互操作性测试的要求-确保O-RAN指定的各个组件可以按预期工作。在开放式RAN时代之前,RAN几乎完全由少数供应商之一提供的设备构建。尽管这消除了互操作性问题,但它限制了运营商的谈判能力。此外,它通过封锁缺乏资源来建立完整RAN的较小公司,扼杀了创新。因此,基于各种组件之间的开放性,分解性和可互操作性的接口,开放式RAN运动及其对多厂商RAN的追求。

我们仍处于实施O-RAN联盟规范的初期。尽管规范非常详细,但是供应商仍然找到足够的解释空间,以产生互操作性问题。通过互操作性测试(涉及将各个组件放在一起并进行相互测试),开发开放式RAN的设备制造商和运营商将发现问题并找出规格方面的缺陷。在某些情况下,他们发现设备可以按预期进行互操作。通常,它仍然没有。这些是年轻,健康,充满活力的技术生态系统不断增长的痛苦。

与任何技术标准化过程一样,模糊性也被发现并记录在案。提出了变更请求,并且随着时间的流逝,标准也在不断发展。他们进行了完善,修改和改进。

对虚拟

化的追求虚拟化是O-RAN实施的一个方面,仍在完善中。尽管推动RAN虚拟化的努力(如下所述)几乎是轻而易举的事,但首次将虚拟化引入RAN却增加了复杂性,包括设计和测试挑战以及对性能的某些影响。

在不太远的LTE时代中,前传是远程无线电头端与基带单元之间的专用光纤连接,该光纤连接依靠光纤连接并利用了通用公共无线接口(CPRI)。在开放式RAN中,前传通过以太网运行。

这对多个方面都有影响。首先,O-RAN联盟规范采用了O-RAN分布式单元(DU)和O-RAN无线电单元(RU)之间7-2功能拆分的选项。在这种安排下,仅当有实际数据要发送时才将数据发送到RU,这与4G的变化不同,在4G中,持续的零字符串发送到无线电单元。这些持续的传输消耗带宽。5G仅在发送数据时消耗带宽。

以太网使网络运营商可以使用虚拟化技术将流量从一个节点切换到另一个节点,启动新的虚拟实例,并利用与云计算更相关的其他技术。然而,以太网带来了它自己的挑战,包括对时间敏感的网络的要求和低延迟,这仍然需要额外的工作。

电信行业主要决定了可以虚拟化Open RAN的哪些组件。但是,在某些情况下,确切的实现仍在进行中。

开放式RAN带来了虚拟化RAN很大一部分的机会。O-RAN联盟将RAN云化作为其主要宗旨之一。运营商现在累计在设备上投资了数千亿美元,以构建其5G网络。自然,他们希望尽可能有效地利用这些资源。他们不希望自己的装备随处摆放,只是部分甚至大部分时间都在使用。虚拟化解决了这个问题,因为虚拟化使运营商可以通过构建虚拟RAN(而非物理RAN)来最大程度地利用资源。

可以并且将虚拟化几个Open RAN组件(图2)。

O-RAN中央单元(CU)负责网络和手机之间协议的分组数据融合协议(PDCP)层。因为CU仅处理数据,所以CU已经可以进行虚拟化了。数据包可以通过虚拟CU传输,其方式与数据通过构成现代世界的许多其他类型的虚拟数据中心的传输方式非常相似。

DU是开放式RAN组件,负责基带处理,调度,无线链路控制(RLC),媒体访问控制(MAC)和物理层(PHY)的上部。

DU可以并且将被虚拟化,但是DU确实会根据所选的功能划分来处理一些物理层信号处理,并且将需要某种类型的硬件辅助虚拟化。这种硬件协助可能发生在FPGA,GPU,加速器卡或ASIC中。

RU负责PHY层处理的下部(例如,快速傅里叶变换(FFT)/逆快速傅里叶变换(IFFT)和波束成形),包括无线电发射机和接收机的模拟组件。

图2.从边缘到网络核心的典型Open RAN体系结构可能会使用7.2功能拆分。

在这一点上,RU不被视为虚拟化的候选者。但是,一个O-RAN联盟工作组正在开发一种使用现成组件的“白盒”无线电实现,这将使任何人都可以构建没有专有组件的无线电。

虚拟化测试可以提供隐藏的好处。由于整个Open RAN都将尽可能地虚拟化,因此测试工具可能会转换为虚拟化格式。虚拟化测试带来了将实验室中使用的测试工具部署在实时网络上进行实时测试的可能性。

3GPP认可

Open RAN面临的另一项重大挑战是3GPP规范无法识别多厂商的Open RAN。当前的3GPP规范没有考虑在DU和RU之间具有功能划分的架构。3GPP规范也无法识别RAN智能控制器(RIC),这是另一个对实现RAN虚拟化至关重要的O-RAN联盟架构组件。

这也在进行中。3GPP意识到RAN中正在发生根本性的变化,并且由于许多公司都有代表参加3GPP和O-RAN联盟,因此在某些时候,开放式RAN技术将被并入未来的3GPP版本中。

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