vRAN、C-RAN、O-RAN、OpenRAN、Open RAN的愛恨情仇
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Open RAN,是開放式RAN架構的通用術語,包含了開放式接口、虛擬化和AI智能化等。
OpenRAN,是TIP發起的一個項目,旨在實現開放式RAN,工作范圍包括2/3/4/5G。
TIP,Telecom Infra Project,電信基礎設施項目,于2016年由Facebook發起,目前已有超過500家成員,包括運營商、設備商、芯片商、IT商和系統集成商,其中,沃達豐、西班牙電信、德國電信、英國電信、SK電信、諾基亞、英特爾等企業是主要成員。
主要的TIP聯盟成員
O-RAN,通常指O-RAN聯盟,以及由O-RAN聯盟制定的標準。
O-RAN聯盟由中國移動、AT&T、德國電信、NTT DOCOMO和Orange五家運營商于2018年2月發起成立,由原來的C-RAN聯盟和xRAN論壇合并而成,其中,C-RAN聯盟主要由中國企業組成,xRAN論壇主要由AT&T、NTT DOCOMO等美日韓和歐洲企業組成。
O-RAN聯盟由九大工作組(WG)組成,分別負責不同領域的技術研究,WG1負責研究用例和整體架構,WG2負責研究非實時RIC和A1接口,WG3負責研究近實時RIC和E2接口,WG4負責研究開放式前傳,WG5負責研究開放的F1/W1/E1/X2/Xn接口,WG6負責云化與編排,WG7負責硬件白盒化,WG8負責軟件開源化,WG9負責開放式X-haul傳輸。
O-RAN和OpenRAN有啥區別?
簡單的說,O-RAN聯盟會制定標準,以作為3GPP標準的補充;而OpenRAN并不制定標準,只是推廣OpenRAN,并參考或采用O-RAN和3GPP規范。
vRAN,即虛擬化RAN,顧名思義,旨在推動RAN軟件化和可編程化。Open RAN強調開放性,而vRAN強調網絡功能虛擬化、軟件化。vRAN始于具有專用接口的4G RAN,后來逐漸擴展到2G/3G OpenRAN和5G OpenRAN或O-RAN。
C-RAN,即Cloud RAN,指基于云原生技術(比如微服務、容器和CI/CD)構建的vRAN。C-RAN的C還有另一層意思——集中化,即CU和DU集中化部署。
O-RAN與3GPP RAN架構有啥區別?
如上圖,3GPP R15引入了CU和DU分離的RAN架構,定義了CU-CP(控制面)和CU-UP(用戶面)之間的E1接口,以及CU與DU之間的F1接口。
但O-RAN進一步開放前傳接口,并在管理層和RAN新引入了Non-Real-Time RIC和Near-Real-Time RIC兩個控制器,且新增了A1、E2、O1、O2等接口。
SMO,Service Management and Orchestration,類似NFV中的MANO,負責管理網絡功能和NFVI基礎設施,其包含的管理接口和管理內容如下:
- O1接口:負責管理網絡功能(vNF),包括配置、告警、性能、安全管理等。
- O2接口:負責管理云平臺(o-cloud)的資源和負載管理。
- M-Plane接口:負責對O-RU管理。
其他接口功能:
- A1:將網絡或UE級信息從eNB/gNB傳輸到Non-Real-Time RIC,以優化網絡并確保SLA。
- E2:Near-Real-Time RIC與CU/DU之間的接口,負責傳遞來自CU/DU的測量報告以及將配置命令發送給CU/DU。
RIC,全稱為Radio intelligent controller,無線智能控制器。顧名思義,就是通過引入AI實現RAN運維自動化、智能化。
Non-Real-Time RIC,指非實時部分,負責處理時延要求大于1秒的業務,比如數據分析、AI模型訓練等。
Near-Real-Time RIC,指近實時部分,負責處理時延要求小于1秒(50ms-200ms)的業務,比如無線資源管理、切換決策、雙連接控制、負載均衡等。
Non-Real-Time RIC位于SMO內,通過從RAN和應用服務器收集全域相關數據,進行數據分析和AI訓練,并將推理和策略通過A1接口下發、部署于Near-Real-Time RIC。
Near-Real-Time RIC位于RAN內,負責收集和分析RAN的即時信息,結合Non-Real-Time RIC提供的額外或全局信息,并通過Non-Real-Time RIC下發的推理模型和策略,實時監控和預測網絡和用戶行為變化,并根據策略(比如QoE目標)實時對RAN參數進行調整,包括調整資源分配、優先級、切換等。比如,預測到網絡即將發生擁塞,Near-RT RIC根據推理實時調整網絡參數以預防擁塞。
Near-Real-Time RIC中包含了多個xAPP。
(xAPPs與RAN功能的關系)
xAPP是可以由第三方獨立部署的應用,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功能關聯,從而使得RAN功能組件具備靈活的可編程性和可擴展性。
總之,O-RAN通過引入Non-Real-Time RIC和Near-Real-Time RIC,兩者合力可基于AI對網絡負載均衡、移動性管理、多連接控制、QoS管理、網絡節能等功能進行主動優化和調整,最終實現網絡智能化、自動化。