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从日本乐天打造云原生网路看5G网路白盒化趋势
 

【作者: 鍾曉君】2019年04月08日 星期一

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图一 : 面对随之而来5G商用世代,营运商必须能够活用更复杂的网路与资源管理、打造更灵活弹性的网路架构。(source:Verdict)
图一 : 面对随之而来5G商用世代,营运商必须能够活用更复杂的网路与资源管理、打造更灵活弹性的网路架构。(source:Verdict)

2018年4月,日本电子商务龙头乐天正式获得日本政府许可,以「乐天行动」之姿进入原为NTT DoCoMo、KDDI及Softbank寡占的日本行动通讯市场。乐天预计投资6,000亿日圆部署自有4G行动通讯基础建设,并於2019年10月开始提供服务。


然而,对乐天行动而言,作为日本IT电子商务巨头,过去仅是扮演租用日本电信业者网路、批发门号的MVNO角色的乐天,如何顺利转型为实质意义的电信业者,首先面对的挑战就是行动通讯基础网路的布建。相较於三大竞争对手已拥有一定的网路基础设施能量,乐天的行动网路建设可说是从无到有,故需要缜密且审慎的评估其投资布局,尤其传统行动通讯网路建设中核心网端必须透过大量的专用网路进行部署,耗费的成本极其可观。


为此,2019年1月18日,乐天行动首次宣布将建设全球第一张「云原生平台(Cloud Native Platform)」行动通讯网路;2月3日於东京郊区与包含Cisco、Nokia、Altiostar、Intel、Red Hat、OKI、Fujitsu、Ciena、NEC / Netcracker、Qualcomm、Mavenir、Tech Mahindra、Allot、Innoeye、Viavi和台湾的广达、中磊等合作夥伴,进行实证测试。此验证中,实现了藉由4G云原生网路,透过乐天Viber通讯软体进行语音与视讯通话服务。此试验现阶段已扩展至关东地区与日本西部的大都会中心,召集10,000名 友好测试用户,进行体验测试,下一阶段将进行语音网路的相关验证。


随後,乐天於2月12日召开的法说会中正式提出,该公司将打造全球第一个端到端自动化、可编程、5G就绪的「一切由虚拟化技术和通用伺服器构成的行动通讯网路」之目标,期??未来可藉此提供确保稳定性,可扩展性和灵活性之行动服务,且可达到有效管理成本之目的。



图二 : 乐天在无线接取端网路的策略不仅走向虚拟化,更是朝开放化与白盒化迈进。(source:Tech Dose Daily)
图二 : 乐天在无线接取端网路的策略不仅走向虚拟化,更是朝开放化与白盒化迈进。(source:Tech Dose Daily)

乐天认为透过全虚拟化网路部署,使原预计2025年前6,000亿日圆的4G网路投资金额可??下调;并且指出此张网路的优势在於,未来可透过升级4G基地台软体方式,进行5G讯号的处理,而在基地台的规格配置中,也将采用包含256 QAM和4×4 MIMO等需求。因此,面对5G商用脚步逼近,乐天集团也可快速的因应。


乐天为实现全网虚拟化,初期针对目前部署4G网路所选择的设备供应合作夥伴不仅有具备丰富经验的国际大厂、也不乏积极创新、愿意拥抱新技术的业者。


例如,专精於通讯软体研发的美国新创公司Altiostar主要提供虚拟化云端基频处理单元(Virtual Broadband Base Unit,vBBU),该公司开发的5G虚拟化无线接取网路(Radio Access Network,RAN)软体解决方案,支持开放式介面,可协助乐天未来透过软体升级方式演进为5G网路;搭配Nokia提供的虚拟化无线宽频头端设备(Virtual Remote Radio Unit,vRRH),架构出乐天行动的无线接取端网路。


而从前述可发现,乐天在无线接取端网路的策略不仅走向虚拟化,更是朝开放化与白盒化迈进。首先在虚拟化方面,乐天改变传统专用BBU的软硬体架构,直接在通用伺服器(COTS)中运行虚拟化的网路功能软体,实现了网路功能软体化。


由於过往传统无线接取网路架构、介面是封闭的,既有供应商的设备皆配置自身专用软体、硬体也高度专业化,造成不同供应商之间的硬体设备难以互通,这也使得电信营运商往往受到传统设备供应商的束缚、不但难以降低网路部署成本,也阻碍网路创新弹性化的发展。


为了降低网路部署成本、加速网路建设速度,乐天将开放化视为实现目标的主要手段之一。因此,乐天将Ericsson与华为等传统网路设备供应大厂从供应商名单中排除,反而选择积极发展虚拟化RAN技术与设备的Nokia与Altiostar两业者,提供乐天具备开放化介面、开源软体功能的基地台设备,以摆脱过去被传统设备供应商专用硬体绑定的状态。换句话说,乐天现阶段进行布建的4G LTE RRH射频端等基地台设备已然白盒化。


为强化其无线接取端的虚拟化能量,乐天更进一步於2月12日的法说会中宣告对Altiostar进行战略投资,协助Altiostar利用此一轮融资来扩展其4G和5G的虚拟无线接取网路(vRAN)解决方案发展,并且将联合Intel、Qualcomm等大厂,以及ODM业者一同合作,叁与解决方案的研发设计,期??进一步开发出一套属於乐天的开放生态体系。


从日本乐天作为新进电信营运商身份,开始规划并进行行动通讯网路基础建设部署策略可发现,乐天期??建立一个以软体快速创新的网路,并以云端运算的速度进行扩展,同时凭藉乐天既有IT技术背景和营运创新方面的文化切入行动通讯市场,实现丰富内容、提升用户体验,创造企业新价值。



图三 : 在云原生平台部署网路的主轴规划下,乐天从核心网到接取网端都将采用通用的硬体设备与虚拟化基础设施,迈向全网云端虚拟化。(source:iStock)
图三 : 在云原生平台部署网路的主轴规划下,乐天从核心网到接取网端都将采用通用的硬体设备与虚拟化基础设施,迈向全网云端虚拟化。(source:iStock)

在云原生平台部署网路的主轴规划下,代表乐天行动将正式走向与传统电信业者全然不同的网路布建之路,从核心网到接取网端都将采用通用的硬体设备与虚拟化基础设施,迈向全网云端虚拟化。尤其是RAN的开放化、软体化和虚拟化,更是颠覆传统行动通讯网路架构的布网模式,将有助於甫进入行动通讯市场,正要增加网路覆盖率的乐天,能够以更快速、低成本的方式,且易於升级为5G的方式,大量布建基地台,且更弹性化、智慧化地结合既有IT服务能量,发展创新的行动通讯服务,并透过创新的行动边缘运算(MEC)架构实现未来面向5G世代的各类大频宽、低延迟、大连结的应用。


乐天推动无线接取网路端藉由开放化、开源软体化和虚拟化的方式部署策略,亦是现阶段国际主要电信营运商正致力发展的方向。


尤其,面对随之而来5G商用世代,营运商必须能够活用更复杂的网路与资源管理、打造更灵活弹性的网路架构,以提升创新的速度,为其客户提供更灵活的服务和先进的功能,以进一步拓展营利能力。


然而为了实现此目标,营运商将面对未来5G网路建设的巨大投资与维运成本压力,尤其是RAN端占比最高。电信营运商希??能藉由导入新技术解决方案、革新网路布建模式、降低网路建设难度,从而显着降低部署和营运成本。为此,近年来不乏致力於推动开放网路发展的组织、论坛或联盟,诸如OpenRAN计画、TIP联盟、xRAN论坛等。


直到2018年2月,由营运商促成的O-RAN联盟应运而生。此联盟由中国移动主导的C-RAN联盟与原成员即包含AT&T、Verizon、DT、KDDI、NTT、SKT、Telstra等国际主要营运商的xRAN论坛合并而成,扮演着将RAN的开放性推向新境界的重要角色。


C-RAN联盟初衷是希??通过C-RAN将通用CPU导入RAN领域,协助营运商节省基地台站点和机房资源,简化无线接取网路,以降低能耗,减轻CAPEX和OPEX负担,提升网路传输容量。而2016年10月成立的xRAN论坛则是期??改变传统基地台模式,实现RAN控制面与用户面的解耦,并建构基於软体并可在通用硬体设备上运作的基地台栈(eNB Stack),以及提供开放的RAN南北向介面。


而从C-RAN联盟与xRAN论坛背景来看,主导者为电信营运商的O-RAN联盟期??以营运商的影响力,推动RAN走向开放、可互通的介面,促使RAN虚拟化,以及大数据驱动的RAN智慧化,并且由引入人工智慧等技术,促使营运商得以在未来复杂的网路布建环境下,更自动化且高效率的执行频谱资源应用与设备管理。并且制订标准化API与介面,促使标准组织(如3GPP)适时采用,并适当地采用开源软体。


为此,O-RAN联盟组成7个专注於RAN开放式架构和介面特定领域工作小组,专注於软体定义、以人工智慧驱动的RAN智慧控制器、RAN虚拟化、开放介面、白盒硬体设备、开源软体等面向。使O-RAN的叁考架构将RAN建立在虚拟化网路元件、白盒硬体和标准化介面的基础之上,提供支援通用且基於开源软体之开放式架构产品,作为营运商下一代无线网路设施的基础,并打造完全支持并与3GPP和其他产业标准组织推广的标准互补、开放、互通的供应链生态系统。


换句话说,营运商期??反客为主,藉由将无线接取网路端引导至开放性,模组化、可编程性、具互通操作介面,并思考未来能大量采用现成通用、白盒化硬体设备,摆脱被传统通讯设备大厂专用设备产品之????。


(本文作者为资策会MIC资深产业分析师)


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