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5G到来前，聊聊O-RAN

作者：姚刚

来源：《科学Fans》2020年第06期

从去年开始，“5G即将来临”的呼声越来越大，这个原本只是移动通信领域的概念，已经

变成了全民关注的话题。而作为5G技术体系的重要基础技术支撑之一，O-RAN也频频成为业

界的热点。不过对于移动通信行业之外的人来说，O-RAN就略显陌生了。

O-RAN全称Open-RadioAccessNetwork，中文意思为开放式无线接入网。它是目前业界较

为公认，能够实现5G普及化的无线接入解决方案之一，本质概念就是用软件实现5G乃至未

来无线网络接入的关键部分。虽然O-RAN概念诞生才不过两年多时间，但是它对推动5G技

术有着重要的作用。

在介紹O-RAN之前，我们先来了解移动通信系统的构成，它一般由以下几部分构成：

RAN可以被理解为一个大家更为熟悉的概念——基站，它在移动通信系统中主要负责无

线信号的接入。在整个移动通信系统建设与运营成本当中，它要占据60%以上，因此对它的改

进，是当前5G技术推进的焦点。

RAN由基带单元（BBU）、射频远端单元（RRU）、天馈系统三部分组成。

在最早期的RAN中，BBU、RRU再加上配套供电设备等，都是被设备商通过专用软硬件

集成在一起。这种集成设备被称为“黑盒”，其意思为这是一个封闭的，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。

设备商制造“黑盒”的目的，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。但是，随着移动通信应用的普及，“黑盒”RAN设备不可拆分，而且不同品牌型号设

备无法互相兼容的缺点，让RAN建设以及运营维护成本过高。运营商们开始推动RAN设备的

硬件“白盒”化。与“黑盒”相反，“白盒”通过用一些通用硬件代替专用设备，让设备可拆分，内

部可视。

除了硬件的“白盒”化外，RAN还进行了以下改进，以求进一步降低成本，增加灵活性。

值得一提的是，早在2009年，中国移动曾经就牵头推出了C-RAN，并与其他一些运营商

共同组建了C-RAN联盟。到了2018年，C-RAN联盟与美国运营商ATT牵头成立xRAN论

坛合并，成立了O-RAN联盟。中国移动、中国电信、美国ATT、德国电信、日本

NTTDOCOMO、韩国SKT和KT等多个国家和地区的运营商都是联盟成员。

除了O-RAN联盟之外，还有其他组织也在推动O-RAN技术的发展，其中影响力较大的

有TIP（全称TelecomInfrastructureProject，电信基础设施）项目。TIP是2016年Facebook、

Google、诺基亚联合部分电信运营商发起的电信基础设施开源项目，共同研发开放的、开源

的、共享的电信网络，其中就包括名为“OpenRAN”的无线接入技术项目组。

这两个组织的目标一致——实现O-RAN技术的成熟商业化运用。它们的技术路线与产业

生态也类似，只不过侧重点略有不同：TIP的OpenRAN侧重于设备研发端;而O-RAN联盟侧

重于工作架构和业务需求，属于应用端。这两个组织在2019年已经达成了伙伴关系，以确保

它们在开发5GRAN解决方案时，通过共享资源，保持研究方向一致又避免重复性研究，以此

降低研发成本。

和所有颠覆式创新技术一样，O-RAN仍然存在大量缺陷，其中最突出的有三大问题：

性能不足

在硬件层面，O-RAN技术用通用芯片代替原有的专用芯片。原有的专用芯片因为采用的

深度定制软件，所以在信号传输速率、避免延迟以及防抖动各方面处理性能更强，而且能耗更

低。相比起来，通用芯片方案虽然灵活，但是性能低、效率低，功耗高。这样一来，O-RAN

设备首先要解决基本性能达标的问题。

可靠性不够

为了满足基本性能指标，O-RAN的解决方案不得不增加设备冗余。同时因为允许不同厂

商硬件软件互联互通，会导致兼容性问题，这样一来，系统整体可靠性面临更大的挑战。

运营维护复杂

采用O-RAN技术会增加设备供应商的数量，这就让移动网络在后期维护和运营中，面临

不同的厂家之间协作与责任划分的问题。大量协调工作将影响设备安装工期，增加成本。

当然，上面三个问题并非无解。

首先，随着通信软硬件技术的不断进步，通用芯片的性能