中磊
O-RAN架構發展持續增溫 5G白牌基站商機日益「開放」
2018年2月,橫跨亞洲、歐洲和北美的5家行動網路營運商,在西班牙巴塞隆納世界行動通訊大會(MWC)上共同發起成立O-RAN聯盟(O-RAN Alliance),這是一個全球性、由電信商主導的組織,致力推動無線通訊系統的RAN進入智慧、開放、虛擬化和完全可互通操作的新世代。
相比於很多產業聯盟成立後音量就愈來愈小,O-RAN聯盟這兩年,在全球有愈來愈多電信業者和供應商加入,聲勢日益變大。1年後,該聯盟已有近80家公司加入,並發布了第一個O-RAN規範和技術展示。
2019至今,又有9家電信商新加入,包括Bell Canada、英國電信、中華電信、DISH Network、KDDI、SoftBank、Sprint,以及Vodafone。如今,O-RAN聯盟由遍及四大洲和11個國家/地區的全球理事會管理(歐洲4個,中國2個,印度2個,韓國2個,美國2個,澳洲、日本和新加坡各1個)。
今年MWC期間,O-RAN聯盟原本還準備好要展示會員廠商最新發展的22個實際O-RAN設備實作,進一步證明該聯盟倡議的開放、智慧化RAN正朝向成熟發展,未料MWC因新冠肺炎疫情衝擊,破天荒宣布取消,只好再另行規劃以其他方式進行發布。
生態系迅速壯大 O-RAN發展動能增強
事實上,在O-RAN聯盟戮力推動下,至今已有24家電信業者加入發展行列(圖1),相關部署案例除了樂天移動(Rakuten Mobile)外也不斷增加;不僅如此,2019年12月,O-RAN聯盟也首次進行全球插拔測試大會(Plugfest),為未來相關設備的相容性與互通性,確立重要發展里程碑。
圖1 至2020年2月,全球已有24家電信商成為O-RAN聯盟主要會員。
O-RAN聯盟主席暨AT&T技術長Andre Fuetsch表示,該聯盟將結合全球24家電信商的力量,致力改善行動網路的效能和效率,在5G時代到來之際,為所有用戶帶來期待的網路體驗。
O-RAN營運長暨德國電信策略與技術創新資深副總裁Alex Choi進一步指出,O-RAN聯盟已從創立之初的5家行動網路營運商,快速成長到超過160多家電信商和貢獻者,其中包括業界領先的大型業者、中小企業、新創和學術機構。這如此多元組合的成員將共同努力,促使產業邁入開放且智慧化的下世代無線接取網路。
O-RAN聯盟現今已通過31個規格,並與Linux基金會合作發布了130萬行開源程式碼,並且在2019年耶誕節前夕,舉辦了第一次全球插拔測試大會和概念驗證,以驗證網路設備的功能及多供應商互通性符合近期公布的O1、A1和Open Fronthaul(開放式前端網路)介面規格。
Fuetsch表示,O-RAN首次Plugfest測試大會顯示業界開發真正開放介面規格的能力,並有可能加快推進新的5G先進服務,這些服務將具有多營運商、多供應商特性,並為整個生態系統創造機會。本次活動代表向實現O-RAN相容的5G RAN解決方案又邁出一步,這些解決方案預期不久後將成為主流供應商和利基供應商產品系列的一部分。
三大誘因讓電信商趨之若鶩
是什麼原因,讓原本保守的電信商開始渴望「開放」,並相繼加入O-RAN、TIP(Telecom Infra Project, 電信基礎建設計畫)等倡議組織,尋求新的網路部署對策?最主要有三大因素,包括成本、彈性與智慧化。
工研院產科國際所電子與系統研究組通訊與智慧聯網系統研究部產業分析師魏伊伶分析,相較於4G,5G頻譜標金愈來愈高,基地台部署成本起碼是1.5倍以上,但平均用戶貢獻(ARPU)值卻難以拉升,因而促使電信商開始走向開放的O-RAN架構,期藉此降低5G網路布建成本。
傳統上,基地台設備就像是個黑盒子,掌握在華為、愛立信(Ericsson)和諾基亞(Nokia)等少數電信設備業者的手裡,電信商在部署行動網路時,不僅選擇有限,且採購成本相當高昂。
開放式O-RAN架構則是將基地台設備解構,把軟體和硬體拆分開來,讓基地台硬體能架構在標準的白牌伺服器之上,從而大幅降低成本,同時提高創新研發以及供應商選擇的彈性。
這種概念,其實是來自於先前雲端資料中心的發展經驗。因為雲端資料中心的成功解構,讓電信業界也希望能借鏡,採用相同的邏輯打開長久以來封閉的基地台黑盒子。
魏伊伶進一步強調,5G大頻寬、低延遲、廣連結三大特性,必須在創新的應用上才能更加被突顯出來,而要支援這樣的創新應用,就須擁有更彈性的網路架構來支撐,以因應上層應用,調整相對應的底層網路配置。
根據德國電信的估計,採用O-RAN架構部署網路,固定成本加營運成本合計大約可以節省50~75%。
看好O-RAN架構所帶來的好處,日本樂天移動在2019年率先開出第一槍,宣布採用O-RAN架構進行4G行動網路部署,成為業界最為熟知的案例。
不過,樂天移動因為非典型的營運商,雖然備受關注,但它的案例對傳統電信業者來說,參考與刺激的力道有限,因此業界原本預期O-RAN架構將緩步拓展。直到不久前,Vodafone宣布大規模導入O-RAN,才加速點燃發展引擎。
魏伊伶指出,2019年11月在荷蘭阿姆斯特丹舉辦的電信基礎建設計畫高峰會(TIP Summit)上,英國電信大廠Vodafone宣布,將在其歐洲超過10萬個基地台逐步導入O-RAN架構,並正式公開徵求O-RAN廠商提出報價,預計布建版圖將橫跨14個國家,提供超過4億人的行動網路服務。這項宣布的主要用意,在建構創新且低成本的基地台;而此次的公開徵求,除了是至今最具規模的O-RAN布建規劃,同時也被視為是加速O-RAN產業生態鏈的一大舉措。
O-RAN成敗全看他 系統整合商角色吃重
開放是O-RAN架構的核心價值,但要真正將基地台黑盒子解構,挑戰不小。最重要、也是電信商最關心的問題,就是如何確保網路的穩定性。
魏伊伶分析,以往電信商是直接找諾基亞或愛立信採購設備,由他們提供一次到位的完整方案;O-RAN架構則要分拆成好幾包,硬體、軟體要分開買,買回來後還要有人負責整合,並確保互通無虞。所以當合作廠商變多時,會不會發生問題沒人管,造成服務品質下滑,是電信商最大的疑問。
另外,當電信商5G網路改用O-RAN架構後,新的5G基站如何跟既有3G、4G基站設備進行整合,達到向後相容,也是一大難題。因此,扮演軟、硬體整合的系統整合商(SI)角色就極為重要。
工研院資訊與通訊研究所副所長丁邦安(圖2)指出,早在10多年前,業界就已在討論將基地台設備的軟硬體解構,但由於過程極為複雜,一直沒有成形。而雲端資料中心之所以能成功解構,關鍵在於Google、Facebook、Amazon自己就有強大的軟體能力,自己就能完成軟、硬體整合。如今電信業者要複製雲端資料中心解構的成功方程式,最關鍵的問題,就是由誰來負責軟硬體整合?
圖2 工研院資訊與通訊研究所副所長丁邦安
過去系統整合的角色,都是由電信設備業者包辦,而在新興的O-RAN生態圈中,目前則有思科(Cisco)和三星(Samsung)較為積極。以樂天案例來看,硬體找了廣達(伺服器)、中磊(天線),軟體找了Altiostar,系統整合者是思科。Vodafone的案例,目前預期會是由三星(Samsung)負責系統整合。
魏伊伶認為,思科在企業級路由器市場已是主導廠商,網路對他來說並不陌生;而三星以前就是韓國電信商KT的合作夥伴之一,也不是新手,兩者都有累積相關經驗。
然而,諾基亞、愛立信從2G、3G、4G到5G,一路走來所累積的網管實力,也相當雄厚,在樂天的供應鏈裡,諾基亞亦仍在其中,因此,未來是否也會在O-RAN生態圈中占有要角,值得觀察。
基地台大解構 台廠卡位白牌化商機
如同雲端資料中心軟硬體解構為台灣廠商帶來極大商機,O-RAN架構的發展亦可望開創台廠新的發展機會。
目前來看,O-RAN基地台標單會分成四個部分,其中三張是硬體,包括射頻單元、伺服器、硬體加速器(Accelerator),另外一張則是軟體(系統整合)。其中伺服器的部分,就是台灣業者最能發揮的舞台;此外,也有一些網通廠積極從交換器、路由器切入O-RAN供應鏈。
為了協助台灣廠商搶得O-RAN市場先機,工研院自3、4年前就已投入5G基地台技術研發,且特別著力於通訊協定開發,強化軟體層面的整合,以確保整體系統的功能與效能。
丁邦安表示,工研院一開始就與台灣廠商共同合作,現在的基地台方案是包含射頻單元、伺服器、硬體加速器,上面再搭載工研院自己開發的通訊協定,四位一體一併技轉給台灣廠商,讓台廠可基於這套方案,向客戶證明產品開發能力,爭取合作機會。
丁邦安認為,台灣廠商強項在於硬體,應該要把這個強項維持住,因此重點是必須及早掌握未來規格,如此才能在這個改朝換代的第一時間點,被市場看見,如廣達、中磊已順利打入樂天移動網路布建案首波供應鏈。
除了基地台解決方案已技轉給中磊、合勤等四家台廠外,工研院也攜手國內18家業者打造5G基地台生態系(表1),共同開發5G小型基地台(Small Cell),並將於2020年底與國際同步,完成商用化互通性測試。
表1 目前加入工研院5G基地台生態體系的台灣業者
魏伊伶建議,有意搶攻O-RAN白牌基地台商機的業者,現階段就要認真思考並積極切入生態圈,與其他供應鏈業者互相測試、練兵,如此才有機會爭取到大規模採購的訂單。一旦錯過這個時間點,恐怕就為時已晚。
互通測試/商用進展 為2020年觀察重點
整體來看,O-RAN的發展目前仍處於逐漸加溫階段,包括相關介面標準、測試互通規範,以及實際商用部署,皆將持續演進。
丁邦安指出,2020年O-RAN的互通測試將是一大發展重點。負責O-RAN產品互通測試的開放測試和整合中心(OTIC),計畫在今年底將軟/硬體、射頻單元、伺服器,以及硬體加速器等四大部分的規範訂定出來,讓供應商進行測試。唯有將測試認證做好,方能降低電信商對風險的擔憂,從而推助O-RAN的發展。
此外,樂天、Vodafone等商用部署的成果,亦是另一觀察指標。魏伊伶認為,如果Vodafone案例成功,軟硬體整合沒有問題,網路營運順利,會給予其他業者相當大的信心。屆時,負責Vodafone網路布建的供應鏈業者,也可望成為後續其他廠商尋求的合作對象。也就是說,O-RAN的供應鏈會慢慢成形。
不管怎樣,O-RAN的發展將是一場馬拉松,堅持到底才有機會贏得最後的勝利。