工程師致力打造5G Open RAN控制器

作者 : Brian Santo,EE Times美國版主編

網路營運商已經採用開放性系統一段時間,在一開始是將開放性系統方案導入網路核心的軟體定義網路(SDN),該趨勢進一步發展為網路功能虛擬化(NFV)。而通訊網路最後一個仍然幾乎完全採用專有技術的主要組成部份就是RAN...

開放網路基金會(Open Networking Foundation,ONF)宣佈成立SD-RAN (Software Defined Radio Access Network,軟體定義無線電接取網路)專案,為行動4G與5G RAN佈署打造開放源碼軟體平台與多供應商解決方案提供助力。

ONF將執行的第一個O-RAN專案,是為開放性無線接取網路建立一個開放源碼控制器,即RAN智慧控制器(RAN intelligent controller,簡稱RIC)。在功能上,這個控制器是在開放性RAN硬體以及應用軟體模組──被命名為「xApps」──之間扮演中介角色。

網路營運商已經採用開放性系統一段時間,在一開始是將開放性系統方案導入網路核心的軟體定義網路(SDN),該趨勢進一步發展為網路功能虛擬化(NFV)。而通訊網路最後一個仍然幾乎完全採用專有技術的主要組成部份就是RAN;這個領域由華為(Huawei)、諾基亞(Nokia)、愛立信(Ericsson)主導,還有存在感較低但慢慢擴張版圖的三星(Samsung)。

「那些設備供應商不會想讓出主控權;」ONF生態系統暨行銷副總裁Timon Sloane接受EE Times採訪時表示:「但是營運商對此感覺非常強烈,他們想要有力的RIC,也想要有力的xApps在RIC的頂層坐鎮。」

有幾家全球最大的網路營運商都積極想遷移至開放RAN系統,其中也有幾家贊助了ONF的SD-RAN專案,包括AT&T、中國移動(China Mobile)、中國聯通(China Unicom)以及德國電信(Deutsche Telekom);其他該專案的贊助商有Facebook、Google、英特爾(Intel)、NTT,還有美商Radisys與台灣業者中磊(Sercomm)。

不過Sloane表示,目前設備供應商仍然主控輿論以及市場,主要是因為還沒有適合的RIC以及任何xApps問世,因此設備商說那(開放性RAN)是無法實現的;「直到有人證明他們能做到,設備供應商仍然堅持那是不可能完成的。」

對於進入RAN市場興趣濃厚的公司大多數是產業組織O-RAN Alliance的成員,還有一個新成立的開放性RAN政策聯盟(Open RAN Policy Coalition)似乎是一種遊說團體,而ONF則主要是工程社群。

ONF已經在開發SDN/NFV技術上不可或缺,而且發現能藉由定義旨在與任何一家廠商開發的硬體、以及任何應用程式開發商的軟體共同運作之近即時(near-real-time)控制器單元,讓自己維持與時俱進。

ONF將所開發的控制器命名為μONOS-RIC (發音為micro-oh’-noss-rick),其優勢之一在於它並非從零打造,而是以μONOS為基礎;ONF表示,μONOS是一種以微服務(microservices)為基礎的SDN控制器,透過重新架構並強化ONOS而來。ONOS是針對生產全球第一線(tier-1)網路的營運商所開發的領導SDN控制器。

μONOS-RIC建基於μONOS之上,並強化了支援雙主動叢集(active-active clustering)的雲端原生設計,以實現智慧RAN控制所需的擴展性、高性能、高可用性與即時功能。

開放性通訊基礎建設的本質是分解(disaggregating)任何可能的東西,當然包括硬體與軟體,還有硬體本身。產業界已經決定,無線電單元(Radio Unit,RU)──基本上是天線與相關電子元件──可以是離散系統,這對於專長RF的公司來說是一大福音,因為它們能以更大的獨立性來開展業務。

原先為一體化的基頻單元被分成兩個功能單元,分別為一個集中式單元(centralized unit,CU)以及一個分散式單元(distributed unit,DU);專有名詞看起來很簡單,但是要找到最有效的方法將基頻單元一分為二並不容易,產業界仍在討論細節。μONOS-RIC將採用O-RAN Alliance的E2介面鏈結供應商提供的RU、DU與CU等RAN零組件。

 

ONF正在開發的RIC將扮演功能應用程式(xApps)與開放性標準硬體──包括DU、CU與RU──之間的中介;xApps的範例包括無線電資源管理(radio resource management,RRM)、自我組織網路(SON,負責處理配置、最佳化與保證程序)

(圖片來源:ONF)

 

xApps執行在μONOS-RIC的頂層,負責傳統上為供應商專有、植入在專有基地台的功能;ONF表示,xApps也將利用人工智慧(AI)與機器學習(ML)來最佳化RAM功能。

SD-RAN專案已經透過E2介面,在RAN硬體模擬平台上建立了一個μONOS-RIC的工作骨架原型;這項實作成果展現了大規模的換手(handover)與負載平衡(load balancing),可支援超過100座基地台與10萬台使用者終端裝置,換手延遲低於50ms (99%的所有換手延遲低於10ms)。

此結果是非常鼓舞人心的發展,意味著Open RAN事實上能做到那些RAN設備供應商說做不到的事情。Sloane指出,Open RAN不僅受到網路營運商期待,在企業領域也是一樣;他指出,美國聯邦通訊委員會(FCC)正在努力開闢新(強健)的免執照頻段。

企業的目標是建立私有網路(例如用於工廠營運),但又不用為了採購頻譜投資數十億美元;Sloane觀察:「我們看到龐大的機會,也看到此領域的活動激增;」借助5G內建的所有額外功能,企業將能以AI、ML、服務品質等做得更多,「他們能做一些在過去不可能做的事情。」

此外,FCC目前正在準備拍賣市民寬頻無線電服務(Citizens Broadband Radio Service,CBRS)頻譜,是在3.5GHz範圍內的150MHz寬度頻譜;該頻譜應該會供給電話與有線電視業者使用。

以上的SD-RAN專案預計在2021年初進行現場試營運;Sloane指出,ONF的活動將會維持與O-RAN Alliance、O-RAN軟體社群(Software Community),以及TIP OpenRAN Project Group的工作完全互補。

 

編譯:Judith Cheng

(參考原文 :ONF Sets Out to Build 5G Open RAN Controller,By Brian Santo )

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