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什么是开放式无线接入网?

开放式无线接入网

基于开放的行业标准和规范,开放式无线接入网(Open RAN)是一种电信网络架构,旨在推动无线接入网(RAN)内部采用开放、标准化的接口以及互操作的软硬件组件。 传统上,无线单元(RU)、分布式单元(DU)和集中单元(CU)等RAN组件由单一供应商提供并紧密集成,这可能限制灵活性并增加成本。开放式无线接入网将这些元素解耦,使运营商能够从多家供应商采购组件,从而推动创新并降低对专有解决方案的依赖。

通过将硬件与软件解耦并支持开放接口,开放式无线接入网(Open RAN)使移动网络运营商能够构建可扩展、灵活且成本高效的4G、5G及 未来世代网络。这种架构通过整合不同电信解决方案供应商的顶尖技术,在加速部署、促进竞争和优化网络性能方面具有独特价值。

开放式无线接入网(Open RAN)的工作原理

开放式无线接入网(Open RAN)基于模块化架构,将无线接入网分解为独立组件,每个组件均配备定义明确的开放接口。这种方法以灵活框架取代了单一供应商专属系统,使组件能够在不同供应商之间实现互操作。

开放式无线接入网(Open RAN)架构通常包含三个主要功能单元:前述的无线单元(RU)、分布式单元(DU)和中心单元(CU)。这些组件通过标准化接口连接,例如O-RAN联盟定义的RU与DU之间的开放式前传接口。这种分离使运营商能够独立采购软硬件,并部署满足各种性能和覆盖需求的配置方案。

此外,开放式无线接入网(Open RAN)通常采用虚拟化和容器化技术,使网络功能能够在商用现成服务器(COTS)上运行。这使得资源动态分配、高效扩展以及与更广泛的云原生网络架构集成成为可能。

开放式无线接入网的优势

开放式无线接入网(Open RAN)最显著的优势之一在于能够实现软硬件解耦,使移动网络运营商能够从多家供应商处采购最优组件。这种供应商多样性促进了更激烈的竞争,推动了创新,并降低了对专有解决方案的依赖。开放式无线接入网还支持更灵活且成本效益更高的网络部署,尤其在传统无线接入网基础设施可能因经济或技术原因难以实施的区域。

除了降低资本支出和运营支出外,开放式无线接入网(Open RAN)还支持云原生和虚拟化网络功能,从而提升可扩展性和适应性。运营商能够根据需求动态扩展资源并优化性能,使其既适用于密集的城市环境,也适用于偏远的乡村地区。此外,开放式架构加速了新服务的推出,并促进了人工智能驱动的自动化集成,从而提高了网络效率和服务质量。

用例与部署场景

开放式无线接入网(Open RAN)具备高度灵活性,适用于多种部署环境和运营需求。以下是Open RAN成功实施的几个关键场景:

农村及医疗资源匮乏地区

最突出的应用场景之一是农村及服务欠缺地区,运营商旨在以最低限度的基础设施投资实现网络覆盖扩展。开放式无线接入网(Open RAN)对商用现成硬件(COTS)的支持及其供应商中立的特性,使其成为在传统无线接入网系统经济上不可行的区域提供连接服务的经济高效解决方案。

城市与高密度网络

在城市及高密度环境中,开放式无线接入网(Open RAN)使运营商能够部署更灵活、可扩展的网络架构。其支持动态频谱分配和软件定义无线电功能的能力,可实现更高效的网络利用率。Open RAN还能与边缘计算平台集成,从而提升对视频流媒体、增强现实和智能交通系统等数据密集型应用的响应能力。

私有5G网络

有5G网络为开放式无线接入网(Open RAN)的应用提供了日益增长的机遇,尤其在制造业、物流业和能源业等领域。企业正利用Open RAN构建定制化的本地无线网络,以满足特定的延迟、安全性和吞吐量要求。其模块化架构支持定制化部署,既能支撑工业物联网(IIoT)应用,又能实现智能工厂或远程现场作业中的实时控制系统。

开放式无线接入网的替代方案

开放式无线接入网(Open RAN)的主要替代方案是传统的集成式无线接入网架构,其中所有硬件和软件组件均由单一供应商提供。在此模式下,无线单元、基带处理器和管理系统紧密耦合,从而实现简化的集成和稳定的性能表现。然而,这种方案往往导致供应商锁定、灵活性受限,且因专有系统而产生更高的长期成本。

另一种新兴替代方案是虚拟化无线接入网(vRAN),它将软件与硬件解耦,使部分无线接入网功能能在通用计算平台上运行。尽管vRAN与开放式无线接入网(Open RAN)共享虚拟化、集中化等部分原则,但其组件间并不必然要求开放或标准化的接口。 因此,vRAN仍可能依赖单一供应商的生态系统,其互操作性虽逊于Open RAN,但可能提供更强的性能控制能力。

在某些部署场景中,运营商可能选择混合模式,将传统与开放元素相结合,以在集成简易性与增强灵活性之间取得平衡。这类过渡性架构常用于大规模分阶段部署,在现有基础设施基础上逐步引入开放式无线接入网(Open RAN)。

常见问题

  1. 开放式无线接入网(Open RAN)与传统无线接入网(RAN)有何区别?
    传统RAN架构采用专有垂直整合系统,其硬件和软件组件均由单一供应商提供。而开放式RAN则基于开放接口和解耦组件,使运营商能够自由组合不同供应商的设备。这种架构提升了灵活性,减少了供应商锁定,并促进了技术创新。
  2. 开放式无线接入网(Open RAN)的速度如何?
    开放式无线接入网的速度取决于部署环境、硬件配置及底层频谱资源。在经过充分优化的5G开放式无线接入网部署中,用户可获得与传统无线接入网相当的性能表现,包括千兆级吞吐量。但实际速度可能因网络设计与集成方案而存在差异。
  3. 目前哪些机构正在使用开放式无线接入网络(Open RAN)?
    全球主要电信运营商、云服务提供商及政府机构正积极部署Open RAN技术。沃达丰、乐天移动、Dish Wireless和西班牙电信等企业已推出或正在测试Open RAN网络。该技术不仅应用于城乡区域,也广泛部署于私有企业网络中。