開放與云化：無線網(wǎng)絡(luò)的6G革命

作者：老解（資深通信業(yè)人士）

通信業(yè)從1G走到5G，全球范圍的無線通信設(shè)備廠商只剩下包括華為、愛立信、諾基亞、中興、三星等在內(nèi)八家左右巨頭公司，無線通信設(shè)備市場集中化趨勢越來越顯著：知名通信業(yè)咨詢機(jī)構(gòu)Dell‘Oro的報(bào)告顯示，這八家巨頭公司占據(jù)了全球無線設(shè)備市場98~99%的銷售收入份額，而產(chǎn)業(yè)鏈上還有30多家小型的無線通信設(shè)備廠商在1-2%的市場份額里艱難求生。

進(jìn)入5G時(shí)代的無線通信設(shè)備市場份額繼續(xù)集中在少數(shù)傳統(tǒng)通信巨頭手里，對(duì)于這30多家中小型無線廠商而言，意味著其通過無線接口開放、軟硬件解耦等Open RAN新技術(shù)和新架構(gòu)挑戰(zhàn)傳統(tǒng)通信巨頭市場壟斷地位的希望，在5G時(shí)代又一次落空了。

另一方面，對(duì)于作為買方的通信運(yùn)營商而言，意味著供應(yīng)商可選擇范圍在5G時(shí)代繼續(xù)受限，采購價(jià)格取決于少數(shù)巨頭的相互博弈，由此導(dǎo)致5G建網(wǎng)成本高企，在一定程度上也影響了5G技術(shù)在全球范圍的快速普及。

根據(jù)TDIA的數(shù)據(jù)，截至2024年二季度，全球5G基站部署總量約594萬個(gè)，除去國內(nèi)市場因?yàn)楫a(chǎn)業(yè)政策驅(qū)動(dòng)部署了392萬個(gè)5G基站外，全球其他市場320多張5G商用網(wǎng)絡(luò)才部署了202萬個(gè)5G基站，特別是經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的北美和歐洲市場僅僅分別部署了34萬和46萬個(gè)5G基站，與其地理面積和人口規(guī)模并不匹配，究其原因主要是通信運(yùn)營商對(duì)于5G投入產(chǎn)出比的顧慮：在5G商業(yè)變現(xiàn)前景不明的情況下，承擔(dān)高昂的設(shè)備成本超前部署5G網(wǎng)絡(luò)，對(duì)于追求商業(yè)利益的海外通信運(yùn)營商而言，顯然并不是一項(xiàng)明智的商業(yè)決策。

一、6G時(shí)代，無線網(wǎng)絡(luò)將打破一體化封閉架構(gòu)，走向開放與云化

隨著6G網(wǎng)絡(luò)將在2030年實(shí)現(xiàn)商用的時(shí)間表的確定，在通信技術(shù)由5G向6G的代際演進(jìn)中，能否通過接口開放、架構(gòu)云化等技術(shù)變革打破無線設(shè)備市場高度集中化的格局，降低6G無線網(wǎng)絡(luò)建網(wǎng)成本，已經(jīng)成為通信行業(yè)廣受關(guān)注的問題之一。

早在2022年底，佰才邦、京信通信、聯(lián)想移動(dòng)等業(yè)內(nèi)非主流公司就與中國移動(dòng)通信研究院聯(lián)手發(fā)布了一份《6G無線網(wǎng)絡(luò)開放與云化技術(shù)白皮書》，提出“傳統(tǒng)相對(duì)封閉的無線網(wǎng)絡(luò)形態(tài)難以適應(yīng)日益多樣化的市場需求”，“開放的無線網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)是6G必然的趨勢”。

在2023年底的“6G前沿技術(shù)與趨勢論壇”上，中國工程院院士張平也在公開演講提出了“無線網(wǎng)絡(luò)的開放云化”的觀點(diǎn)，認(rèn)為“6G網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)需要更強(qiáng)大的能力、更低廉的成本和更靈活多樣的架構(gòu)”，“擺脫傳統(tǒng)軟硬件緊耦合的無線網(wǎng)絡(luò)形態(tài)的束縛“，實(shí)現(xiàn)無線網(wǎng)絡(luò)的開放云化是最重要的解決方案之一。

2024年2月世界移動(dòng)通信大會(huì)在巴塞羅那召開期間，美國、澳大利亞、加拿大、捷克、芬蘭、法國、日本、韓國、瑞典和英國發(fā)表了《關(guān)于支持6G安全、開放、韌性設(shè)計(jì)原則的聯(lián)合聲明》，提出了一系列6G無線通信系統(tǒng)研發(fā)的共同原則，其中就包括6G技術(shù)接口應(yīng)當(dāng)“允許不同供應(yīng)商產(chǎn)品（包括軟件和硬件）之間進(jìn)行無縫互操作”、6G技術(shù)應(yīng)當(dāng)“實(shí)現(xiàn)軟件和硬件供應(yīng)多元化”，以“在整個(gè)信息通信技術(shù)（ICT）價(jià)值鏈以及計(jì)算和連接體系的各個(gè)環(huán)節(jié)促進(jìn)全球競爭性市場的發(fā)展”。

當(dāng)然，對(duì)于無線通信技術(shù)而言，開放接口與云化架構(gòu)并不是新議題，全球性的通信行業(yè)組織Telecom Infrastructure Project（TIP）和 O-RAN Alliance自分別于2016年和2018年成立以來，就一直在推動(dòng)通信運(yùn)營商采用云原生技術(shù)和開放無線接入網(wǎng)（Open RAN）架構(gòu)進(jìn)行4G和5G網(wǎng)絡(luò)的部署。但是由于受到技術(shù)成熟度低和初期成本高等因素的影響，截至目前雖然全球范圍內(nèi)已有150多家運(yùn)營商在積極地商用和試驗(yàn)Open RAN技術(shù)，卻仍難擺脫其邊緣技術(shù)的定位。

然而，隨著ITU-R明確面向IMT-2030的應(yīng)用場景、總體目標(biāo)和關(guān)鍵能力指標(biāo)，要求6G從傳統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)向多要素融合的新型信息服務(wù)網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)和發(fā)展，那么無線網(wǎng)絡(luò)或?qū)⒃?G時(shí)代發(fā)生徹底性的變革：以O(shè)pen RAN為代表的開放云化架構(gòu)將躋身舞臺(tái)中央，成為無線網(wǎng)絡(luò)未來的主流技術(shù)方案，將其稱之為無線網(wǎng)絡(luò)的6G革命，或并不為過。

二、傳統(tǒng)的一體化封閉無線網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)已無法滿足6G高性能、靈活化、智能化的需求

傳統(tǒng)一體化的無線網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)主要是為了保證傳統(tǒng)To C消費(fèi)者業(yè)務(wù)的連接服務(wù)而設(shè)計(jì)的，使用了相對(duì)封閉的協(xié)議，采用專用軟硬件系統(tǒng)，雖然在規(guī)模化部署場景下具有一定的性能優(yōu)勢，但在從4G向5G演進(jìn)的過程中已然遇到了“性能-效能-成本”的不可能三角挑戰(zhàn)。

5G技術(shù)要實(shí)現(xiàn)高速率、大帶寬、低時(shí)延的性能，就需要在更高更寬的頻譜上部署5G網(wǎng)絡(luò)并需要無線設(shè)備提供更高的發(fā)射功率，由此必然導(dǎo)致無線設(shè)備功耗的大幅度提升以及生產(chǎn)制造和運(yùn)營維護(hù)成本的大幅度增加，特別在軟硬件一體化設(shè)計(jì)的傳統(tǒng)無線設(shè)備廠商格局日益集中化趨勢下，高企的前期采購成本和后期運(yùn)維成本事實(shí)上已經(jīng)影響到5G技術(shù)在全球范圍的快速普及。

隨著通信技術(shù)從5G向前演進(jìn)到6G, 更高的太赫茲頻段、更廣的空天地海一體化場景將推動(dòng)無線通信能力的進(jìn)一步增強(qiáng)，因此6G技術(shù)的推廣必須要有效解決無線網(wǎng)絡(luò)在5G時(shí)代面臨的投資高、功耗高、運(yùn)維難等一系列挑戰(zhàn)。

除了進(jìn)一步增強(qiáng)無線通信能力外，在以To B應(yīng)用驅(qū)動(dòng)的場景化覆蓋需求下，6G技術(shù)還將深度融合AI能力、感知能力以及為深度適配千行百業(yè)的應(yīng)用提供靈活的按需服務(wù)的能力，因此，6G技術(shù)必須要滿足多種能力融合、多維接入資源管理以及網(wǎng)絡(luò)智能化和敏捷靈活性的需求。

然而傳統(tǒng)一體化的無線網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)由于采用了專用軟硬件系統(tǒng)，主要通過系統(tǒng)內(nèi)部的調(diào)用實(shí)現(xiàn)資源優(yōu)化，無法真正實(shí)現(xiàn)多維接入資源管理以及智能化的需求；并且軟硬件緊耦合的設(shè)計(jì)受限于技術(shù)、產(chǎn)業(yè)等因素，難以實(shí)現(xiàn)對(duì)各類數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)、海量、按需、統(tǒng)一獲??；在按需定制的要求下往往需要大量的人力和物力進(jìn)行長期反復(fù)的開發(fā)與測試，難以適應(yīng)日益多樣化的市場需求。

因此，要實(shí)現(xiàn)6G性能迭代、能力融合、開放靈活的特性，推動(dòng)6G時(shí)代的無線網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)從傳統(tǒng)的一體化封閉架構(gòu)演變?yōu)殚_放的云化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)將成為重要的技術(shù)趨勢。正如中國工程院院士張平所介紹的：“開放云化將擺脫傳統(tǒng)軟硬件緊耦合的無線網(wǎng)絡(luò)形態(tài)的束縛，實(shí)現(xiàn)軟件定義的無線網(wǎng)絡(luò)，帶來網(wǎng)絡(luò)更新迭代的敏捷性，同時(shí)最大限度地降低硬件等基礎(chǔ)設(shè)施在更新迭代過程中的成本與資源消耗；開放云化網(wǎng)絡(luò)提供的靈活性、多樣性是實(shí)現(xiàn)按需服務(wù)、支撐6G網(wǎng)絡(luò)與千行百業(yè)深度融合的重要手段”。

三、6G無線網(wǎng)絡(luò)開放與云化是基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)設(shè)施全面云化的必由之路和無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)展演進(jìn)的必然趨勢

基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)設(shè)施云化，是運(yùn)營商推動(dòng)網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵目標(biāo)，其目的就在于利用NFV/SDN技術(shù)實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)電信設(shè)備的軟件與硬件解耦，利用標(biāo)準(zhǔn)化IT硬件平臺(tái)和虛擬化技術(shù)取代電信網(wǎng)絡(luò)私有、專用的網(wǎng)元設(shè)備，提高網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營的靈活性，提升管理和維護(hù)效率，并降低成本。

進(jìn)入5G時(shí)代，通信運(yùn)營商的IT支撐網(wǎng)、承載網(wǎng)和核心網(wǎng)都實(shí)現(xiàn)了云化，特別是核心網(wǎng)不斷迭代和發(fā)展，經(jīng)歷了虛擬化、容器化和云原生三個(gè)階段，已經(jīng)徹底實(shí)現(xiàn)了全面云化，5G所有的服務(wù)都已構(gòu)建在虛擬機(jī)和容器上。

通信技術(shù)含量高度復(fù)雜的5G核心網(wǎng)的全面云化，表明運(yùn)營商已經(jīng)具備了管理和維護(hù)電信級(jí)云化網(wǎng)絡(luò)的能力，并為無線網(wǎng)絡(luò)的云化提供了先例和經(jīng)驗(yàn)。由此，作為接入網(wǎng)的無線網(wǎng)絡(luò)在6G時(shí)代實(shí)現(xiàn)云化、走向開放無疑水到渠成。

而無線網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)自身，也在朝著標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化的方向逐步演進(jìn)，其設(shè)備形態(tài)也已經(jīng)從最初的BBU+RRU的傳統(tǒng)一體化基站，經(jīng)歷了BBU基帶池化，演進(jìn)到5G時(shí)代基站被重構(gòu)為CU（Centralized Unit，集中單元）、DU（Distribute Unit，分布單元）和AAU（Active Antenna Unit，有源天線單元）這3個(gè)功能實(shí)體。在這一演進(jìn)過程中，BBU功能實(shí)體的分割也使得無線網(wǎng)絡(luò)云化成為可能，出現(xiàn)了構(gòu)建在虛擬化平臺(tái)上的DU和CU，以支持更為方便地集成和部署新服務(wù)和新功能。

當(dāng)無線網(wǎng)絡(luò)的云化從單一廠家平臺(tái)開始，基于O-RAN的標(biāo)準(zhǔn)化接口進(jìn)一步擴(kuò)展為可靈活地混合搭配來自多家廠商的 RAN 組件，就形成了符合Open RAN要求的“接口開放化、軟件開源化、硬件白盒化、網(wǎng)絡(luò)智能化”的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，可以支持運(yùn)營商不受單一廠商的限制考察各種產(chǎn)品、服務(wù)和特色選件，為每一個(gè)獨(dú)立的功能實(shí)體單元混合搭配來自多家廠商的 RAN 組件，既能靈活而快速地部署和升級(jí)網(wǎng)絡(luò)，也能借助富有競爭力的供應(yīng)商生態(tài)系統(tǒng)，降低網(wǎng)絡(luò)部署成本。

雖然6G無線網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的最終形態(tài)仍有待行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化組織和產(chǎn)業(yè)鏈各參與方通過研討合作最終確定，但打破傳統(tǒng)軟硬件緊耦合的“黑盒子”模式，基于云化技術(shù)與開放理念向前演進(jìn)，已成為無線網(wǎng)絡(luò)不可逆的發(fā)展趨勢，而日趨成熟的Open RAN架構(gòu)無疑將是以靈活滿足場景化覆蓋需求為主的6G無線網(wǎng)絡(luò)的最佳技術(shù)選擇。

四、傳統(tǒng)通信設(shè)備巨頭已開始為無線網(wǎng)絡(luò)在6G時(shí)代向開放與云化演進(jìn)提前布局

隨著無線網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)逐步走向開放與云化，硬件與軟件徹底解耦，為打破現(xiàn)有的通信設(shè)備廠商集中化的市場格局，數(shù)量眾多的中小型軟硬件廠商將有機(jī)會(huì)從IT和CT兩個(gè)方向?qū)鹘y(tǒng)通信巨頭廠商華為、愛立信、諾基亞等發(fā)起挑戰(zhàn)，這其中既包括借助Open RAN方案在通信設(shè)備市場卷土重來的的三星、NEC、富士通等，也包括Mavenir、Rakuten Symphony、Parallel Wireless、Airspan、Benetel等后起之秀。

當(dāng)然驅(qū)動(dòng)無線網(wǎng)絡(luò)走向開放與云化的最主要力量來自于買方，歐洲運(yùn)營商Telefonica與Vodafone率先在4G時(shí)代開始小范圍推廣Open RAN，日本運(yùn)營商Rakuten和NTT Docomo、美國運(yùn)營商DISH則直接基于Open RAN架構(gòu)進(jìn)行5G建網(wǎng)，而美國最大的通信運(yùn)營商之一AT&T則在2023年底宣布將對(duì)其現(xiàn)有的4/5G網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行全面的云化和開放化改造。除了這些Tier 1的運(yùn)營商之外，以德國1&1、加拿大Bell、日本KDDI等為代表的資金實(shí)力較弱的中小型運(yùn)營商對(duì)于通過Open RAN來降低網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和運(yùn)維成本的需求更為迫切。

面對(duì)開放與云化技術(shù)浪潮對(duì)于無線接入網(wǎng)這個(gè)最后堡壘的沖擊，已經(jīng)歷過支撐網(wǎng)和核心網(wǎng)云化挑戰(zhàn)的傳統(tǒng)通信巨頭當(dāng)然不會(huì)坐以待斃，或借助產(chǎn)業(yè)政策保護(hù)來修筑護(hù)城河，或通過提前布局融入其中以爭取利益最大化，成為其基于外部環(huán)境和自身處境做出不同的戰(zhàn)略選擇。

諾基亞是最早加入O-RAN Alliance的傳統(tǒng)通信巨頭，在無線網(wǎng)絡(luò)開放與云化的策略上非常積極，早在2021年3月就宣布了與互聯(lián)網(wǎng)云服務(wù)商亞馬遜、谷歌、微軟等合作開發(fā)Cloud RAN和Open RAN技術(shù)，將5G基站的CU和DU單元部署在公有云上。除了與NTT Docomo、德國電信這些Tier 1的運(yùn)營商合作部署基于Open RAN架構(gòu)的5G網(wǎng)絡(luò)之外，諾基亞還率先在To B行業(yè)推出了5G專網(wǎng)的anyRAN方案，支持企業(yè)客戶自行選擇第三方硬件服務(wù)器平臺(tái)，在私有云或公有云上靈活地部署5G專網(wǎng)，以快速響應(yīng)客戶使用新的應(yīng)用或服務(wù)的需求。

另一家傳統(tǒng)通信巨頭愛立信動(dòng)作雖慢卻動(dòng)靜夠大。2023年9月，愛立信在官網(wǎng)上發(fā)布了《愛立信在Open RAN產(chǎn)業(yè)化方面發(fā)揮領(lǐng)導(dǎo)作用》的新聞稿，強(qiáng)調(diào)其致力于引領(lǐng)Open RAN產(chǎn)業(yè)化的承諾，表示相信“未來無線網(wǎng)絡(luò)的最大革命是引入基于云的開放網(wǎng)絡(luò)”。隨后愛立信開始公布一系列與惠普、AMD、戴爾、英特爾和谷歌等IT和互聯(lián)網(wǎng)公司在無線網(wǎng)絡(luò)云化上的合作及進(jìn)展，直至2023年底宣布將支持AT&T在美國全境實(shí)現(xiàn)Open RAN的爆炸性新聞?wù)饎?dòng)通信業(yè)。

愛立信與AT&T的五年期協(xié)議總額約 140 億美元，這筆交易既是愛立信有史以來最大的財(cái)務(wù)交易，也是通信業(yè)有史以來最大金額的Open RAN合同，這不僅代表了以AT&T為首的Tier 1 運(yùn)營商對(duì)無線網(wǎng)絡(luò)走向開放與云化的信心和決心，同樣也是其對(duì)愛立信這樣的傳統(tǒng)通信巨頭朝著軟硬件解耦的開放云化架構(gòu)所做努力的肯定。

由于愛立信與AT&T的Open RAN項(xiàng)目周期長達(dá)五年，這不僅會(huì)推動(dòng)Open RAN技術(shù)方案日益成熟，而且還將在這一過程中引入更多的供應(yīng)商來完善開放架構(gòu)和構(gòu)建更為豐富的產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)；更為重要的是，這張覆蓋了美國全境的Open RAN架構(gòu)的無線網(wǎng)絡(luò)在五年后完成時(shí)，也將成為美國6G網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)架構(gòu)，為全球6G無線網(wǎng)絡(luò)走向開放與云化提供樣板和經(jīng)驗(yàn)。

雖然業(yè)界對(duì)于愛立信、諾基亞這些傳統(tǒng)通信巨頭投身Open RAN的目的性持懷疑態(tài)度，特別對(duì)于AT&T將價(jià)值140億美元的Open RAN合同交由愛立信獨(dú)家供應(yīng)有所爭議，認(rèn)為這有違通過Open RAN架構(gòu)引入多供應(yīng)商格局的初衷。但愛立信、諾基亞這些傳統(tǒng)通信巨頭對(duì)于Open RAN的高度重視和投入，或許從另一方面也印證了6G無線網(wǎng)絡(luò)走向開放與云化趨勢的難以阻擋。

【結(jié)語】

雖然無線網(wǎng)絡(luò)向著開放與云化演進(jìn)的趨勢不可逆轉(zhuǎn)，但不能否認(rèn)作為其代表性技術(shù)的Open RAN，在當(dāng)前依然面臨著一系列的挑戰(zhàn)，包括開放接口的安全風(fēng)險(xiǎn)、多供應(yīng)商管理的復(fù)雜性，以及不同平臺(tái)的整合難度等，阻礙了其在5G時(shí)代大展宏圖。

然而隨著越來越多Tier 1運(yùn)營商和傳統(tǒng)通信巨頭以及IT互聯(lián)網(wǎng)公司的重視和投入，有理由相信，開放與云化無線技術(shù)成熟度的提高及產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈的豐富，終將在技術(shù)變革的6G時(shí)代為無線網(wǎng)絡(luò)帶來一場深刻的革命，并為通信行業(yè)的未來帶來深遠(yuǎn)影響。

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