開放與云化：無線網絡的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備廠商只剩下包括華為、愛立信、諾基亞、中興、三星等在內八家左右巨頭公司，無線通信設備市場集中化趨勢越來越顯著：知名通信業(yè)咨詢機構Dell‘Oro的報告顯示，這八家巨頭公司占據了全球無線設備市場98~99%的銷售收入份額，而產業(yè)鏈上還有30多家小型的無線通信設備廠商在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新技術和新架構挑戰(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建網成本高企，在一定程度上也影響了5G技術在全球范圍的快速普及。

根據TDIA的數(shù)據，截至2024年二季度，全球5G基站部署總量約594萬個，除去國內市場因為產業(yè)政策驅動部署了392萬個5G基站外，全球其他市場320多張5G商用網絡才部署了202萬個5G基站，特別是經濟發(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，承擔高昂的設備成本超前部署5G網絡，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。

一、6G時代，無線網絡將打破一體化封閉架構，走向開放與云化

隨著6G網絡將在2030年實現(xiàn)商用的時間表的確定，在通信技術由5G向6G的代際演進中，能否通過接口開放、架構云化等技術變革打破無線設備市場高度集中化的格局，降低6G無線網絡建網成本，已經成為通信行業(yè)廣受關注的問題之一。

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無線網絡開放與云化技術白皮書》，提出“傳統(tǒng)相對封閉的無線網絡形態(tài)難以適應日益多樣化的市場需求”，“開放的無線網絡架構是6G必然的趨勢”。

在2023年底的“6G前沿技術與趨勢論壇”上，中國工程院院士張平也在公開演講提出了“無線網絡的開放云化”的觀點，認為“6G網絡的實現(xiàn)需要更強大的能力、更低廉的成本和更靈活多樣的架構”，“擺脫傳統(tǒng)軟硬件緊耦合的無線網絡形態(tài)的束縛“，實現(xiàn)無線網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《關于支持6G安全、開放、韌性設計原則的聯(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技術接口應當“允許不同供應商產品（包括軟件和硬件）之間進行無縫互操作”、6G技術應當“實現(xiàn)軟件和硬件供應多元化”，以“在整個信息通信技術（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，對于無線通信技術而言，開放接口與云化架構并不是新議題，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和開放無線接入網（Open RAN）架構進行4G和5G網絡的部署。但是由于受到技術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已有150多家運營商在積極地商用和試驗Open RAN技術，卻仍難擺脫其邊緣技術的定位。

然而，隨著ITU-R明確面向IMT-2030的應用場景、總體目標和關鍵能力指標，要求6G從傳統(tǒng)的通信網絡向多要素融合的新型信息服務網絡演進和發(fā)展，那么無線網絡或將在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將躋身舞臺中央，成為無線網絡未來的主流技術方案，將其稱之為無線網絡的6G革命，或并不為過。

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

傳統(tǒng)一體化的無線網絡架構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網絡并需要無線設備提供更高的發(fā)射功率，由此必然導致無線設備功耗的大幅度提升以及生產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計的傳統(tǒng)無線設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影響到5G技術在全球范圍的快速普及。

隨著通信技術從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技術的推廣必須要有效解決無線網絡在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應用驅動的場景化覆蓋需求下，6G技術還將深度融合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技術必須要滿足多種能力融合、多維接入資源管理以及網絡智能化和敏捷靈活性的需求。

然而傳統(tǒng)一體化的無線網絡架構由于采用了專用軟硬件系統(tǒng)，主要通過系統(tǒng)內部的調用實現(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計受限于技術、產業(yè)等因素，難以實現(xiàn)對各類數(shù)據的實時、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時代的無線網絡架構從傳統(tǒng)的一體化封閉架構演變?yōu)殚_放的云化網絡架構將成為重要的技術趨勢。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絡形態(tài)的束縛，實現(xiàn)軟件定義的無線網絡，帶來網絡更新迭代的敏捷性，同時最大限度地降低硬件等基礎設施在更新迭代過程中的成本與資源消耗；開放云化網絡提供的靈活性、多樣性是實現(xiàn)按需服務、支撐6G網絡與千行百業(yè)深度融合的重要手段”。

三、6G無線網絡開放與云化是基礎網絡設施全面云化的必由之路和無線網絡發(fā)展演進的必然趨勢

基礎網絡設施云化，是運營商推動網絡轉型的關鍵目標，其目的就在于利用NFV/SDN技術實現(xiàn)傳統(tǒng)電信設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取代電信網絡私有、專用的網元設備，提高網絡運營的靈活性，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、承載網和核心網都實現(xiàn)了云化，特別是核心網不斷迭代和發(fā)展，經歷了虛擬化、容器化和云原生三個階段，已經徹底實現(xiàn)了全面云化，5G所有的服務都已構建在虛擬機和容器上。

通信技術含量高度復雜的5G核心網的全面云化，表明運營商已經具備了管理和維護電信級云化網絡的能力，并為無線網絡的云化提供了先例和經驗。由此，作為接入網的無線網絡在6G時代實現(xiàn)云化、走向開放無疑水到渠成。

而無線網絡架構自身，也在朝著標準化和模塊化的方向逐步演進，其設備形態(tài)也已經從最初的BBU+RRU的傳統(tǒng)一體化基站，經歷了BBU基帶池化，演進到5G時代基站被重構為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絡云化成為可能，出現(xiàn)了構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、網絡智能化”的網絡架構，可以支持運營商不受單一廠商的限制考察各種產品、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絡，也能借助富有競爭力的供應商生態(tài)系統(tǒng)，降低網絡部署成本。

雖然6G無線網絡架構的最終形態(tài)仍有待行業(yè)標準化組織和產業(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，基于云化技術與開放理念向前演進，已成為無線網絡不可逆的發(fā)展趨勢，而日趨成熟的Open RAN架構無疑將是以靈活滿足場景化覆蓋需求為主的6G無線網絡的最佳技術選擇。

四、傳統(tǒng)通信設備巨頭已開始為無線網絡在6G時代向開放與云化演進提前布局

隨著無線網絡架構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兩個方向對傳統(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。

當然驅動無線網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架構進行5G建網，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來降低網絡建設和運維成本的需求更為迫切。

面對開放與云化技術浪潮對于無線接入網這個最后堡壘的沖擊，已經歷過支撐網和核心網云化挑戰(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)網云服務商亞馬遜、谷歌、微軟等合作開發(fā)Cloud RAN和Open RAN技術，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架構的5G網絡之外，諾基亞還率先在To B行業(yè)推出了5G專網的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，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，愛立信在官網上發(fā)布了《愛立信在Open RAN產業(yè)化方面發(fā)揮領導作用》的新聞稿，強調其致力于引領Open RAN產業(yè)化的承諾，表示相信“未來無線網絡的最大革命是引入基于云的開放網絡”。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)網公司在無線網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和構建更為豐富的產業(yè)鏈生態(tài)；更為重要的是，這張覆蓋了美國全境的Open RAN架構的無線網絡在五年后完成時，也將成為美國6G網絡的基礎架構，為全球6G無線網絡走向開放與云化提供樣板和經驗。

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無線網絡走向開放與云化趨勢的難以阻擋。

【結語】

雖然無線網絡向著開放與云化演進的趨勢不可逆轉，但不能否認作為其代表性技術的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)網公司的重視和投入，有理由相信，開放與云化無線技術成熟度的提高及產業(yè)生態(tài)圈的豐富，終將在技術變革的6G時代為無線網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。

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