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)咨詢機構(gòu) Dell ‘ Oro 的報告顯示,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。
進入 5G 時代的無線通信設(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 時代又一次落空了。
另一方面,對于作為買方的通信運營商而言,意味著供應商可選擇范圍在 5G 時代繼續(xù)受限,采購價格取決于少數(shù)巨頭的相互博弈,由此導致 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,除去國內(nèi)市場因為產(chǎn)業(yè)政策驅(qū)動部署了 392 萬個 5G 基站外,全球其他市場 320 多張 5G 商用網(wǎng)絡才部署了 202 萬個 5G 基站,特別是經(jīng)濟發(fā)達的北美和歐洲市場僅僅分別部署了 34 萬和 46 萬個 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營商對于 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,承擔高昂的設(shè)備成本超前部署 5G 網(wǎng)絡,對于追求商業(yè)利益的海外通信運營商而言,顯然并不是一項明智的商業(yè)決策。
6G 時代,無線網(wǎng)絡將打破一體化封閉架構(gòu)走向開放與云化隨著 6G 網(wǎng)絡將在 2030 年實現(xiàn)商用的時間表的確定,在通信技術(shù)由 5G 向 6G 的代際演進中,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)想移動等業(yè)內(nèi)非主流公司就與中國移動通信研究院聯(lián)手發(fā)布了一份《6G 無線網(wǎng)絡開放與云化技術(shù)白皮書》,提出 " 傳統(tǒng)相對封閉的無線網(wǎng)絡形態(tài)難以適應日益多樣化的市場需求 "," 開放的無線網(wǎng)絡架構(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)絡的開放云化 " 的觀點,認為 "6G 網(wǎng)絡的實現(xiàn)需要更強大的能力、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)絡形態(tài)的束縛 ",實現(xiàn)無線網(wǎng)絡的開放云化是最重要的解決方案之一。
2024 年 2 月世界移動通信大會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)接口應當 " 允許不同供應商產(chǎn)品(包括軟件和硬件)之間進行無縫互操作 "、6G 技術(shù)應當 " 實現(xiàn)軟件和硬件供應多元化 ",以 " 在整個信息通信技術(shù)(ICT)價值鏈以及計算和連接體系的各個環(huán)節(jié)促進全球競爭性市場的發(fā)展 "。
當然,對于無線通信技術(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,就一直在推動通信運營商采用云原生技術(shù)和開放無線接入網(wǎng)(Open RAN)架構(gòu)進行 4G 和 5G 網(wǎng)絡的部署。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 多家運營商在積極地商用和試驗 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 的應用場景、總體目標和關(guān)鍵能力指標,要求 6G 從傳統(tǒng)的通信網(wǎng)絡向多要素融合的新型信息服務網(wǎng)絡演進和發(fā)展,那么無線網(wǎng)絡或?qū)⒃?6G 時代發(fā)生徹底性的變革:以 Open RAN 為代表的開放云化架構(gòu)將躋身舞臺中央,成為無線網(wǎng)絡未來的主流技術(shù)方案,將其稱之為無線網(wǎng)絡的 6G 革命,或并不為過。
傳統(tǒng)的一體化封閉無線網(wǎng)絡架構(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)絡架構(gòu)主要是為了保證傳統(tǒng) To C 消費者業(yè)務的連接服務而設(shè)計的,使用了相對封閉的協(xié)議,采用專用軟硬件系統(tǒng),雖然在規(guī)?;渴饒鼍跋戮哂幸欢ǖ男阅軆?yōu)勢,但在從 4G 向 5G 演進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)要實現(xiàn)高速率、大帶寬、低時延的性能,就需要在更高更寬的頻譜上部署 5G 網(wǎng)絡并需要無線設(shè)備提供更高的發(fā)射功率,由此必然導致無線設(shè)備功耗的大幅度提升以及生產(chǎn)制造和運營維護成本的大幅度增加,特別在軟硬件一體化設(shè)計的傳統(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維成本事實上已經(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無線通信能力的進一步增強,因此6G 技術(shù)的推廣必須要有效解決無線網(wǎng)絡在 5G 時代面臨的投資高、功耗高、運維難等一系列挑戰(zhàn)。
除了進一步增強無線通信能力外,在以 To B 應用驅(qū)動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)的應用提供靈活的按需服務的能力,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)用實現(xiàn)資源優(yōu)化,無法真正實現(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)計受限于技術(shù)、產(chǎn)業(yè)等因素,難以實現(xiàn)對各類數(shù)據(jù)的實時、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行長期反復的開發(fā)與測試,難以適應日益多樣化的市場需求。
因此,要實現(xiàn) 6G 性能迭代、能力融合、開放靈活的特性,推動 6G 時代的無線網(wǎng)絡架構(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)絡形態(tài)的束縛,實現(xiàn)軟件定義的無線網(wǎng)絡,帶來網(wǎng)絡更新迭代的敏捷性,同時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)絡提供的靈活性、多樣性是實現(xiàn)按需服務、支撐 6G 網(wǎng)絡與千行百業(yè)深度融合的重要手段 "。
6G 無線網(wǎng)絡開放與云化是基礎(chǔ)網(wǎng)絡設(shè)施全面云化的必由之路和無線網(wǎng)絡發(fā)展演進的必然趨勢基礎(chǔ)網(wǎng)絡設(shè)施云化,是運營商推動網(wǎng)絡轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵目標,其目的就在于利用 NFV/SDN 技術(shù)實現(xiàn)傳統(tǒng)電信設(shè)備的軟件與硬件解耦,利用標準化 IT 硬件平臺和虛擬化技術(shù)取代電信網(wǎng)絡私有、專用的網(wǎng)元設(shè)備,提高網(wǎng)絡運營的靈活性,提升管理和維護效率,并降低成本。
進入 5G 時代,通信運營商的 IT 支撐網(wǎng)、承載網(wǎng)和核心網(wǎng)都實現(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階段,已經(jīng)徹底實現(xiàn)了全面云化,5G 所有的服務都已構(gòu)建在虛擬機和容器上。
通信技術(shù)含量高度復雜的 5G 核心網(wǎng)的全面云化,表明運營商已經(jīng)具備了管理和維護電信級云化網(wǎng)絡的能力,并為無線網(wǎng)絡的云化提供了先例和經(jīng)驗。由此,作為接入網(wǎng)的無線網(wǎng)絡在 6G 時代實現(xiàn)云化、走向開放無疑水到渠成。
而無線網(wǎng)絡架構(gòu)自身,也在朝著標準化和模塊化的方向逐步演進,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,演進到 5G 時代基站被重構(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 個功能實體。在這一演進過程中,BBU 功能實體的分割也使得無線網(wǎng)絡云化成為可能,出現(xiàn)了構(gòu)建在虛擬化平臺上的 DU 和 CU,以支持更為方便地集成和部署新服務和新功能。
當無線網(wǎng)絡的云化從單一廠家平臺開始,基于 O-RAN 的標準化接口進一步擴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)絡智能化 " 的網(wǎng)絡架構(gòu),可以支持運營商不受單一廠商的限制考察各種產(chǎn)品、服務和特色選件,為每一個獨立的功能實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網(wǎng)絡,也能借助富有競爭力的供應商生態(tài)系統(tǒng),降低網(wǎng)絡部署成本。
雖然 6G 無線網(wǎng)絡架構(gòu)的最終形態(tài)仍有待行業(yè)標準化組織和產(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,已成為無線網(wǎng)絡不可逆的發(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)絡的最佳技術(shù)選擇。
傳統(tǒng)通信設(shè)備巨頭已開始為無線網(wǎng)絡在 6G 時代向開放與云化演進提前布局
隨著無線網(wǎng)絡架構(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會從 IT 和 CT 兩個方向?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。
當然驅(qū)動無線網(wǎng)絡走向開放與云化的最主要力量來自于買方,歐洲運營商 Telefonica 與 Vodafone 率先在 4G 時代開始小范圍推廣 Open RAN,日本運營商 Rakuten 和 NTT Docomo、美國運營商 DISH 則直接基于 Open RAN 架構(gòu)進行 5G 建網(wǎng),而美國最大的通信運營商之一 AT&T 則在 2023 年底宣布將對其現(xiàn)有的 4/5G 網(wǎng)絡進行全面的云化和開放化改造。除了這些 Tier 1 的運營商之外,以德國 1&1、加拿大 Bell、日本 KDDI 等為代表的資金實力較弱的中小型運營商對于通過 Open RAN 來降低網(wǎng)絡建設(shè)和運維成本的需求更為迫切。
面對開放與云化技術(shù)浪潮對于無線接入網(wǎng)這個最后堡壘的沖擊,已經(jīng)歷過支撐網(wǎng)和核心網(wǎng)云化挑戰(zhàn)的傳統(tǒng)通信巨頭當然不會坐以待斃,或借助產(chǎn)業(yè)政策保護來修筑護城河,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 的運營商合作部署基于 Open RAN 架構(gòu)的 5G 網(wǎng)絡之外,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器平臺,在私有云或公有云上靈活地部署 5G 專網(wǎng),以快速響應客戶使用新的應用或服務的需求。
另一家傳統(tǒng)通信巨頭愛立信動作雖慢卻動靜夠大。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)導作用》的新聞稿,強調(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)絡的最大革命是引入基于云的開放網(wǎng)絡 "。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)絡云化上的合作及進展,直至 2023 年底宣布將支持 AT&T 在美國全境實現(xiàn) Open RAN 的爆炸性新聞震動通信業(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務交易,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 運營商對無線網(wǎng)絡走向開放與云化的信心和決心,同樣也是其對愛立信這樣的傳統(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 項目周期長達五年,這不僅會推動 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)絡在五年后完成時,也將成為美國 6G 網(wǎng)絡的基礎(chǔ)架構(gòu),為全球 6G 無線網(wǎng)絡走向開放與云化提供樣板和經(jīng)驗。
雖然業(yè)界對于愛立信、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,特別對于 AT&T 將價值 140 億美元的 Open
RAN 合同交由愛立信獨家供應有所爭議,認為這有違通過 Open RAN 架構(gòu)引入多供應商格局的初衷。但愛立信、諾基亞這些傳統(tǒng)通信巨頭對于 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)絡走向開放與云化趨勢的難以阻擋。
結(jié)語
雖然無線網(wǎng)絡向著開放與云化演進的趨勢不可逆轉(zhuǎn),但不能否認作為其代表性技術(shù)的 Open
RAN,在當前依然面臨著一系列的挑戰(zhàn),包括開放接口的安全風險、多供應商管理的復雜性,以及不同平臺的整合難度等,阻礙了其在 5G 時代大展宏圖。
然而隨著越來越多 Tier 1 運營商和傳統(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 時代為無線網(wǎng)絡帶來一場深刻的革命,并為通信行業(yè)的未來帶來深遠影響。
來源:ICT 解讀者一老解