我们的基站，我们的RAN，正迎来一场开放化、智能化变革

你一定玩过手游，那你知道手持式游戏机的发展史吗？

最早的手持式游戏机始于上个世纪80年代，只能玩一个或几个限定的游戏，官方不支持更换软件，要玩新的游戏就得另外购买游戏机。

如今这种游戏机已成为记忆，我们都用智能手机玩游戏了。智能手机可以随时下载和体验不同的新游戏，不必再像过去那样需重新购买专用游戏机。

我们的无线接入网（RAN），我们的基站，也在经历类似的变革。

未来的无线接入网，也需要像智能手机一样，软硬件是分开的，可以基于通用的硬件平台和开放的接口开发不同的APP应用，从而激发服务创新，培育出更庞大、更具活力的产业生态。

这个无线接入网，叫O-RAN，即开放式RAN。

O-RAN，绝对是近两年移动通信行业最火的名词之一。就在几天前，它再次成为业界关注的焦点。

O-RAN联盟成立于2018年2月，于2019年9月召开了第一次工作组会议，如今又成立了开放无线网络测试与集成中心，可以说进展速度之快超出了预期。

所以，是时候来详细聊一聊O-RAN了！

O-RAN成立背景

O-RAN联盟由中国移动、AT＆T、德国电信、NTT DOCOMO和Orange五家运营商于2018年2月发起成立，由原来的C-RAN联盟和xRAN论坛合并而成，其中，C-RAN联盟主要由中国企业组成，xRAN论坛主要由AT＆T、NTT DOCOMO等美日韩和欧洲企业组成。

截至2019年3月，O-RAN联盟已有21家运营商和超过55个贡献者成员。

O-RAN运营商成员

O-RAN贡献者成员

O-RAN愿景：开放与智能

通过提升无线接入网（RAN）的开放性和智能化，使能移动通信网络软件化、虚拟化、灵活化、智能化和更节能，这是O-RAN的愿景。

开放

指通过开放和标准化的接口、虚拟化的网元，让无线接入网像玩积木一样实现模块化组网，使能无线接入网部署成本更低、功能扩展更灵活，并通过开源软件和统一的硬件参考架构使能无线产业生态更具活力，激发更多创新。

接口开放化可实现来自不同供应商的组件之间的互操作性，从而可引入更多的供应商，激发市场竞争活力。

接口开放化还能引入丰富的应用和服务，比如引入人工智能提升网络自动化水平，与边缘计算配合创新服务等。

网元虚拟化指解耦传统软硬件一体的专用通信设备，将功能软件运行于通用硬件平台，以降低RAN部署成本，提升RAN的扩展灵活性，并实现根据不同的业务场景按需定制网络。

智能

就是基于网元实时信息收集和AI技术来构建一个更智能的网络。

5G时代的网络更复杂，支持的业务更加多样化，传统人肉运维和网优模式难以持续，基于AI驱动的网络自动化至关重要，为此，O-RAN联盟希望将基于AI的网络自动化与O-RAN开放式接口相结合，以开创网络运维运营新纪元。

O-RAN参考架构

参考架构是O-RAN联盟所有工作的基石，其主要包括三层：

non-RT RIC

非实时RAN智能控制器

non-RT，non-Real Time，非实时；RIC，RAN Intelligent Controller，RAN智能控制器。

RAN智能控制器分为非实时和近实时两层，非实时指时延大于1秒，近实时指时延小于1秒。

非实时RAN智能控制器位于网络管理平台，执行策略管理、RAN分析和基于AI的功能管理，它通过开放和标准化的A1接口连接近实时RAN智能控制器。

near-RT RIC

近实时RAN智能控制器

近实时RAN智能控制器通常位于基站（eNB或gNB）侧，负责基于AI的无线资源管理，以及提供QoS管理和无缝切换控制等新功能。

近实时RAN智能控制器北向通过A1接口与非实时RAN智能控制器连接，南向通过E2接口与CU（中央单元）和O-DU（分布式单元）连接。

多RAT CU协议栈

Multi-RAT CU Protocol Stack，多RAT CU协议栈，该功能层支持各种协议栈，包括4G和5G无线接入技术。

多RAT CU协议栈支持虚拟化，支持3GPP定义的F1/W1/E1/X2/Xn接口，并负责执行来自非实时RAN智能控制器的命令。

O-DU和O-RU

先来解释一下，CU、DU和RU的区别。

4G基站由BBU和RRU组成，而5G基站演进为CU、DU和RU三级架构。

CU，集中单元，由原BBU的非实时部分分隔而来，主要负责非实时L2和RRC等功能；DU，分布单元，主要负责实时L2功能和部分物理层功能；RU，无线单元，是原BBU的部分物理层处理功能与原RRU的合并。

O-DU和O-RU，就是O-RAN架构下的分布单元和无线单元，负责实时L2功能、基带信号和无线射频信号处理。

O-DU和O-RU之间是O-RAN联盟定义的开放的前传接口。

众所周知，传统DU和RU单元之间的前传接口是由厂家深度定制的，因此，DU和RU都来自同一家设备商，但O-RAN架构下，O-DU和O-RU之间是开放的前传接口，这意味着DU可以来自A厂家，RU可以来自B或C厂家，实现多厂家模块化组站。

八大工作组

O-RAN联盟由八大工作组（WG）组成，分别负责不同领域的技术研究。

WG1：负责研究用例和整体架构。

WG2：负责研究非实时RIC和A1接口，主要研究支持编排和自动化等的网络管理平台

WG3：负责研究近实时RIC和E2接口，即基于大数据和机器学习优化无线连接管理、移动性管理、QoS管理和干扰管理等

WG4：负责研究开放式前传，即实现不同供应商提供的基带处理器和无线设备之间的互操作性。

WG5：负责研究开放的F1/W1/E1/X2/Xn接口，即以3GPP定义的F1/W1/E1/X2/Xn接口为目标，实现不同供应商之间的互操作性。

F1和E1是基站内部接口，X2是eNB和gNB之间的接口，Xn是gNB之间的接口。接口的开放与统一是实现多供应商模块化组站的关键。通常，这些接口的设计具有较高的自由度，不同厂家的实现方式可能不一样，比如对接口的参数解释不一致，在集成多供应商组件时，会因此而导致网络连接性能下降。WG5的工作就是弄清楚不同厂家的接口参数解释。

WG6：负责云化与编排，即负责RAN虚拟化，解耦传统RAN软硬件，再将RAN软件运行于通用硬件平台。

WG7：负责硬件白盒化，即基于统一的参考设计来构建通用的硬件平台。

WG8：负责软件开源化，即以开源形式提供RAN软件。

本文参考：

From C-RAN To O-RAN，中国移动研究院

O-RAN: Towards an Open and Smart RAN，O-RAN联盟

O-RAN Alliance Standardization Trends，NTT DOCOMO

Opening the RAN：Goals and Challenges，Orange

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