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万博为什么没人举报免费的糖果派对

它背后的利益博弈关系,到底是怎样的呢?

在不久之前的MWC2019上海展上,很多厂商展示了自家的O-RAN产品,相信大家都有看到。

作为诞生还不到两年的一种新型技术架构,O-RAN的崛起速度确实非常惊人,吸引了行业内外的广泛关注。

那么,O-RAN到底是什么呢?它有什么特别之处?为什么越来越多的厂家会追捧这项技术?

今天这篇文章,小枣君就给大家详细介绍一下它的来龙去脉。

O-RAN的诞生背景    

O-RAN的O,是指Open(开放)的意思。RAN呢,就是无线接入网(Radio Access Network)。

关于RAN,小枣君之前介绍过无数次了,它是移动通信网络三大组成部分之一,专门用来把用户“接入”到网络里面来的相关设备。我们常说的基站,就是RAN的主要组成部分。

O-RAN,真的会成功吗?

承载网、接入网、核心网相互协作,最终构成了移动通信网络。

众所周知,从1G到4G,移动通信网络相关厂商的分工是非常明确的——设备商负责研发和制造设备,卖给运营商,并帮助运营商搭建网络。运营商负责运营网络,提供移动通信服务给用户,赚取利润。

早期的时候,移动通信行业的技术和资金门槛很高,通信设备的研发制造难度很大。所以,只有少部分厂商有资格参与这个游戏。而这些厂商研发的设备,基本上都是“黑盒子”。

什么是“黑盒子”?“黑盒子”就是一个封闭的、对外不可见的系统。它能够实现相应的功能,但除了制造者之外,别人不知道它的内部工作原理和实现方式。

和“黑盒子”想对应的,就是“白盒子”。

“白盒子”是一个透明的、可视的系统。它也能够实现相应的功能,但它的内部原理是开放给所有人的,接口和协议是标准化的。所有厂家都可以参照标准化文档,做出这样的系统。

早期厂商走“黑盒”路线的主要原因,是为了保护知识产权,构建竞争壁垒,同时也为了提升产品的稳定性。(毕竟都是他自家做的,有问题他负责到底。)

随着通信技术的普及,越来越多的设备厂商开始加入这个行业。

设备越来越多,某一家公司想要“全包”就不太现实了。

为了方便相互之间的对接,通信行业就开始推动通信标准统一,推动技术开放,推动黑盒“解耦”。

解耦

所谓“解耦”,就是划清界限。将原来紧密结合的系统进行拆分,把子系统之间的联系说明清楚,制定成统一的接口协议。

从1G到4G,通信系统的整体演进趋势,就是解耦。一方面是控制面和媒体面解耦,另一方面是软件和硬件解耦。

注:控制面可以简单理解为系统里的管理类信令消息。媒体面就是用户的语音、上网数据报文。

移动通信系统三大组成部分里, 核心网的解耦做得最早,速度最快,也最为彻底。因为核心网的功能主要还是基于软件为主,而且大部分设备之前用的x86处理器芯片。

现在我们所说的核心网虚拟化,就是解耦的一种方式。也就是将原来的专用硬件,换成x86通用服务器,然后通过OpenStack这样的虚拟化平台,实现软硬件彻底解耦。

通用硬件服务器,也称为COTS服务器

COTS,Commercial Off-The-Shelf,商用现成品

承载网方面,也在朝虚拟化、解耦合的方向发展。SDN(软件定义网络),其实就是控制面和媒体面的解耦。IDC数据中心里面很多交换机也在提“白盒化”。

而接入网,因为涉及到大量的天线、射频、基带处理等复杂功能,这类硬件都是专有且独特的,所以白盒化的难度最大,不容易进行解耦改造。

O-RAN,真的会成功吗?

4G接入网的主要设备

即便如此,运营商们仍然没有打算放过接入网,甚至把它作为解耦的最主要目标。为什么呢?

说白了,还是为了钱。

无线网络建设一直是运营商TCO(Total Cost of Ownership,拥有总成本)的最主要部分,大致占比在60%~70%。

现如今,运营商们刚刚完成了对4G网络的巨大投资,还没有能够收回成本,马上又要启动5G网络的建设,当然会对建网成本非常敏感。

而5G网络相比4G网络,频段更高,覆盖更弱,所以,基站数量会大幅增加。

因此,运营商迫切希望5G基站的价格能尽可能地降到更低。

对运营商们来说,如果找不到新的收入增长点,就只能拼成本了。

作为中国最大的通信运营商,中国移动一直都是网络开放化最积极的推动者之一。尤其在接入网解耦和白盒化方面,移动的诉求最为强烈。

早在2009年,中国移动就牵头推出了C-RAN架构。

C-RAN,就是Centralized RAN,集中化无线接入网。简单来说,C-RAN就是将以前的传统RAN进行解耦,将一部分功能(主要是BBU)进行集中,以此实现云化,降低能耗和基础设施投入。

O-RAN,真的会成功吗?

传统RAN与C-RAN

除了中国移动之外,美国运营商AT&T也是网络开放的积极推动者。而AT&T牵头搞出来的组织,是xRAN论坛。

此外,还有vRAN、OpenRAN、Open vRAN等很多组织,都在打RAN的主意。

而我们今天所说的O-RAN,它背后的主要推手O-RAN联盟,就是C-RAN联盟和xRAN论坛合并之后的产物。

 O-RAN联盟    

2018年2月,西班牙巴塞罗那MWC世界移动大会期间,中国移动、美国AT&T、德国电信、日本NTT DOCOMO和法国Orange五家运营商,共同联合发起了O-RAN联盟。

到了6月,上海MWC世界移动大会期间,来自中国移动、美国AT&T、德国电信、日本NTT DOCOMO、法国Orange、印度Bharti Airtel、中国电信、韩国SKT和KT、新加坡Singtel、西班牙Telefonica和澳大利亚Telstra等12家运营商的CTO及代表们,共同出席会议并签署文件,宣告O-RAN联盟正式成立。

截至目前,成立仅一年多的O-RAN联盟已有超过100家成员企业,其中包括21家全球主要电信运营商和82家贡献者产业链企业。

产业链企业里面,既有像高通、英特尔这样的芯片企业,也有像联想、浪潮这样的IT企业。就连诺基亚、爱立信、中兴、中信科这样的设备商企业,也位列其中。国内加入联盟的企业,还包括BaiCells佰才邦,CertusNet赛特斯,Comba京信、AsiaInfo亚信等。

组织架构方面,O-RAN联盟的最高决策机构是董事会,董事会成员是各运营商CTO级别的领导。董事会内部设了执行委员会,负责商讨各类重要事务,同时向董事会提出建议、安排会议等。

执行委员会下面设立了技术管理委员会(TSC),负责O-RAN的各项技术相关的讨论和研究。技术指导委员会的联合主席是斯坦福大学教授Sachin Katti博士和中国移动研究院首席科学家易芝玲。

再往下,就是O-RAN联盟的8个工作组,其中有6个技术工作组,还有1个TSC工作组和1个运营商工作组。

值得一提的是,中国移动的专家担任了多个工作组的主席角色,体现了移动在O-RAN联盟中的主导身份。

O-RAN联盟的愿景,就是打造“开放”、“开源”与“智能”的高灵活、低成本无线网络。

具体来说,就是实现RAN接入网的“新四化”:

§  接口开放化

实现原有封闭接口的开放,降低区域性单一厂商的依赖性,鼓励创新,降低成本。

§  软件开源化

推动无线协议栈开源,共享代码,降低研发成本,让产业企业把更多精力聚焦在核心算法和差异化功能软件的研发上。

§  硬件白盒化

正如前面所说,就是将传统BBU硬件用通用COTS服务器代替。而RRU部分,引入软件定义无线电技术和通用硬件,进行代替。这样可以吸引更多中小企业参与竞争。

§  网络智能化

AI是O-RAN的一个重要努力方向。RAN开放和解耦之后,可以引入大数据、人工智能等方法,实现复杂组网环境下的高效运维管理,提升频谱资源的利用率,降低网络能耗。

O-RAN需要面对的问题    

O-RAN承载着运营商们的美好愿景,但是它到底能不能成功,还是需要进行理性思考的。

现阶段摆在O-RAN面前的问题很多,归纳来说,分为以下几点:

1. 能耗问题

前面我们提到硬件白盒化,使用COTS通用硬件。这类硬件服务器的功能很强大,什么都能算,因为它使用的是X86处理器这样的通用芯片。

但稍微懂一点IT的同学都知道,我们除了使用通用芯片之外,还会用FPGA和ASIC进行计算。FPGA和ASIC,都可以称为专用芯片。

FPGA,就是可编程集成电路。它可以通过硬件编程来改变内部芯片的逻辑结构,但软件是深度定制的,本质上其实就是专用芯片。

ASIC,即专用集成电路。顾名思义,它是为专业用途而定制的芯片,其绝大部分软件算法都固化于硅片,特点是“软硬件一体化”。

它们之间的优势对比,如下图所示:

O-RAN,真的会成功吗?

简单来说,通用芯片能完成的功能是多样化的,灵活的,但是功耗更高。而ASIC能完成特定的运算功能,作用比较单一,不过能耗很低。FPGA,介于通用芯片和ASIC之间。

这几年很火的比特币挖矿,其实就是一个例子。

以前,我们用PC(X86通用芯片)挖矿,后来越挖难度越大,算力不够。于是,我们开始使用显卡(GPU)去挖矿。再后来,显卡的能耗太高,挖出来的币值还抵不上电费,就开始采用FPGA和ASIC集群阵列挖矿了。

接入网这边的运算主要是实时信号的处理,更偏向于专用运算,所以采用ASIC是最合适的方式。

如果采用全通用芯片的纯白盒,那么延迟会更高,抖动也会更大。所以,大部分厂商搞O-RAN,会采用通用芯片+FPGA的架构。

但这种架构依然解决不了能耗的问题。

根据加拿大多伦多大学的研究成果表明:同等算力情况下,FPGA能耗是ASIC的12倍。据此推测,白盒设备采用通用CPU+FPGA的架构,相比于专有硬件采用一体化高集成的ASIC芯片,运行LTE业务能耗要高10倍以上。

基于5G大带宽、多天线、低时延等特点,这一能耗差距甚至可能达到20倍以上。

前面我们说华为没有加入O-RAN,其中主要的原因之一,就是华为经过测试验证,发现4G基站使用搭载英特尔CPU的白盒硬件的表现,功耗要高出10倍。

2. 设备可靠性问题

除了能耗之外,白盒硬件还会带来因为可靠性不足导致的成本问题。

通常来说,运营商网络的可用性级别必须达到6个9的标准,也就是99.9999%。但是目前来看,白盒硬件无法做到这一级别,只能达到5个9的标准,也就是99.999%。

如果要满足可用性要求,则必须增加设备冗余备份。这就造成了设备成本的增加,还包括铁塔公司那边的租金成本增加。

铁塔公司是根据设备尺寸、重量和数量进行收费的

硬件白盒化带来的成本优势被进一步削弱。

3. 维护责任问题

基站白盒化还会牵扯出责任划分问题,这是一个不可忽视的隐性问题。

软硬件分离解耦之后,同一个基站系统可能包括不同厂商的软件和硬件。这样一来,就会很难分清安装和维护时的责任划分。

众所周知,以前一两家厂商的时候,扯皮都是家常便饭。换成N家厂商,肯定会闹得鸡犬不宁。安装阶段,扯皮将严重影响设备安装的工期,增加成本。维护阶段,扯皮还会增加故障的恢复时间。

作为甲方,运营商需要对这样的局面做好心理准备。

综上所述,O-RAN并非完美。运营商为CAPEX大幅下降而兴奋的同时,必须正视随之而来的OPEX增长。
O-RAN,真的会成功吗?

运营商的综合成本 = CAPEX + OPEX。

CAPEX,Capital Expenditure,资本性支出。可以理解为建网成本。

OPEX,Operating Expense,营运支出。可以理解为维护成本。

如果在CAPEX上节省下来的钱,最终又要在OPEX上吐出去,那么O-RAN显然是没有意义的。

关于O-RAN的深入思考    

回过头来,我们总结一下O-RAN背后的利益关系。

O-RAN的本质,就是运营商和设备商之间的利益博弈。

运营商大力推动O-RAN发展的主要目的,是为了打破传统设备商的技术封闭,构建更开放的生态,让更多企业参与到接入网设备的研发和制造中,从而增加议价能力,降低设备成本。

而问题的关键在于:

基站接入网这块市场,是否仍然存在暴利?值不值得运营商一怼再怼?

是不是吸引更多小公司入场,就一定是好事?成本一定能降低?还是说只是又多了一堆炮灰?

白菜价的白盒基站,是不是真的能省钱?是不是能够提供既安全又稳定的服务?

这些问题,我觉得都是值得思考的。

小枣君个人觉得,O-RAN联盟看似门庭若市,但里面的每个人都有自己的小算盘。

运营商推O-RAN,主要是拿它作为向设备商压价的砝码,同时也是对设备商长期不满情绪的一种宣泄。

天线厂商做O-RAN,主要是扩大自己的产品线,避免被边缘化,也是为了和大型设备商竞争。现在大型设备商几乎是什么都做,触角越伸越远,而细分产品设备商的日子越来越难过,急需一些反制的能力。

IT厂商做O-RAN,更多是为了挤进通信这个庞大的市场。同时,如果能切入接入网,将非常有利于自家边缘计算产品的发展。

中小型初创企业做O-RAN,更多是为了服务中小运营商,还有对成本敏感,对稳定性和性能不敏感的偏远地区,以及经济欠发达地区。他们可以通过O-RAN,在大型设备商不care的地方,抢一点市场份额。此外,搞白盒基站,可以迎合资本市场追捧5G的需要,提升估值,上市变现。

至于传统设备商的“加入”,其实更多是在态度上的支持,对甲方表示尊重,再则也是密切关注这个潜在竞争对手的动态,至于具体有没有出力,大家是心知肚明的。

在O-RAN的具体落地方面,虽然已有厂商做出了产品,但迄今为止,除了日本乐天这个新进入通信领域的小运营商之外,没有其它任何一家大型运营商批量使用白盒基站。国内5G建网在即,我相信三大运营商也不会此时对白盒基站进行大规模集采,更不可能贸然中止和传统设备商之间的合作。

总而言之,O-RAN所倡导的开放生态,肯定是未来通信网络发展的趋势。但想要短期内获得成功,是绝对不可能的。不管是从技术的角度来看,还是从生态的角度来看,O-RAN都还有很长的路要走。

还是那句老话,时间终会告诉我们所有问题的答案。我们所需要做的,就是耐心等待。

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