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5G

RU执行高性能实时信号处理的能力是O-RAN技术成功与否的关键

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在构建O-RAN、确保其按计划执行时,必须解决一些重大的挑战。幸运的是,当涉及到O-RU测试的挑战时,我们看到了光明的前方。

开放式RAN(O-RAN)的优势显而易见:它能够降低成本、推动创新,并为运营商带来崭新的盈利机会。然而,O-RAN也面临着多重挑战,其中包括确保性能、鲁棒性、互操作性和安全性,而所有这一切由于责任从RAN供应商转移到了运营商而变得更加复杂起来。

随着5G在全球范围内的推广,O-RAN将提供标准化的开放、具互操作性的接口,允许关键功能作为虚拟化的软件功能在供应商中立的硬件上运行。这可能会产生一个能够使用更加模块化的设计来部署网络的环境。

在O-RAN架构下,传统的RAN被拆分为集中单元(CU)、分布单元(DU)及射频单元(RU)。这种划分有助于避免对单一供应商的依赖,从而因为不同供应商之间的竞争加剧导致成本降低;同时,通过将RAN组件虚拟化,运营商能够利用现成的商用硬件,从而进一步降低成本;同时,它还为运营商提供了更多的选择性,可以为每个组件分别选择最佳解决方案。

由于O-RAN所具备的上述优势,人们对O-RAN的大力推动也就不足为奇了。但O-RAN的最终实施并非小事一桩。

构建新的O-RAN并确保其按计划运行是一项极为艰巨的任务——尤其是因为目前向5G的迁移已经在将技术边界向前推进。

射频单元(RU)的挑战

O-RAN所面临的最大挑战之一与其组件相关,其中RU的问题被认为是最为紧迫的—— 因为在将来自DU的数字信号转化为射频信号时,RU需要执行高性能的实时信号处理。

一方面,RU需要在eCPRI接口通过7-2x协议与DU进行通信,并且需要在纳秒级实现完全同步; 而另一方面,RU需要拥有良好的射频质量使其能够最大限度地利用MIMO和波束赋形等各种先进技术。

其他关键射频指标还包括RU的灵敏度及动态范围⸺这可以为运营商提供广泛而高质量的信号覆盖。最后,由于RU是唯一无法虚拟化的组件,并且在网络中所需的数量巨大,运营商超过70%的部署成本是与RU相关的。

最近的一项调查右箭头图标中,思博伦要求运营商描述近期其在O-RAN问题上所面临的最大挑战。运营商普遍表示对多供应商互操作性的担忧,尤其是考虑到行业标准并未100%完成。

他们还担心O-RAN在实时部署中的性能与鲁棒性。他们需要O-RAN与传统RAN具有同等的性能,但由于RAN被解耦并被移动到不同的位置、由不同的供应商提供,他们又担心同步能力的丧失。

解耦以及多个供应商的引入也扩大了可被攻击的层面,引发了一些需要采取适当措施加以解决的安全性问题。问题已经严重到了如此程度,以至于许多利益相关者担心其增加的安全支出会抵消O-RAN可能节约下来的成本。

对严格测试的需求

为了让O-RAN发挥其潜力、解决许多利益相关者的要求与挑战(尤其是关于RU),很有必要制订全面的测试和服务质量保障策略。毕竟,利益相关者的信心对于O-RAN的广泛采用至关重要。

O-RAN生态系统中的每个参与者都必须执行严格的测试,以确保符合标准、互操作性、性能及可扩展性。此外,O-RAN生态系统的各个成员都有一系列有针对性的测试要求。

例如,运营商必须进行测试,以确保其O-RAN环境的每个组件在开发到运营的整个生命周期中都按照计划运行;同时,网络供应商必须确保其组件符合4G/5G及O-RAN规范、确保这些组件与其他供应商的组件具备互操作性,并且在安装后可以继续按计划运行。

成功实现O-RAN

考虑到上述所有问题,有一点是肯定的:O-RAN时代即将到来,而全面测试是其发展壮大的关键。为取得成功,自动化测试策略必须解决RU、DU、CU及核心网的性能问题,同时还要考虑安全性、一致性、互操作性和同步性等因素。

到目前为止,运营商一直专注于合规性而不是性能测试,最重要的原因是没有合适的平台可以使用。但思博伦正在推出新一代最先进的O-RAN测试和服务质量保障技术。这些不仅仅是合规性的问题:性能测试是确保在所有条件下能够对O-RAN进行评估的关键。通过在O-RU解决方案中引入信道仿真器,运营商既可以对高级功能(例如mMIMO)进行正确评估,还可以对最复杂的实时部署情况进行重建(例如蜂窝信号边缘的快速衰落或高速列车应用场景)——在这些场合下通常会出现掉线或服务质量下降。

快速运动(例如高速列车)、多径或天线/天线元件之间相关性差异会导致频率漂移,而借助射频信道仿真,测试解决方案可以在快速衰落或上述频率漂移状态下对信号进行仿真。

实际上,思博伦是唯一一家能够通过端到端仿真堆栈对RU进行高级测试的公司。思博伦的Open RAN端到端测试产品组合包括一个完全自动化的O-RAN O-RU测试解决方案,这一解决方案能够提供真实的仿真以及性能与功能测试。它为DU、CU、核心网及最终用户设备提供实时的现网仿真,并支持测试系统中的所有应用场景,其中包括VoNR、视频会议、FTP、流媒体和游戏等。思博伦的解决方案符合O-RAN联盟TIFG的端到端测试规范第5节性能测试,并利用用户友好的性能指标(即数据速率)而不是合规测试中的分贝(dB)来评估和比较RU性能,因为分贝指标很难转化为损失的小区容量。更重要的是,由于实现了对端到端全协议栈的仿真,任何真实的商用设备都可以在思博伦的O-RAN O-RU测试解决方案中得到使用——而使用用户设备仿真器的其他解决方案只能验证一种类型的呼叫流和时序。思博伦的解决方案允许使用配置了不同芯片组的不同商业设备进行测试,以验证现场有可能发生的所有设备行为和性能。此外,在只能使用真实设备进行测试的场景中(例如高速列车环境下的快速衰落),思博伦的O-RU解决方案也可以展示真实的用户体验结果。

尽管眼前还有许多攻克的挑战,但实现O-RAN成功的关键要素触手可得。通过使用思博伦在市场上独一无二的测试解决方案,运营商可以确保他们能够有最好的能力来处理并解决性能问题,从而推动O-RAN的发展。

详细了解思博伦的O-RAN O-RU测试解决方案右箭头图标

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William Chan

高级产品经理

William Chan是思博伦通信的高级产品经理,主要负责自动化设备测试的蜂窝辅助定位解决方案。他积极参与3GPP、CTIA、PTCRB及GCF组织,并在其中作为定位测试的测试规范、测试计划及验证流程的主要参与者,范围涵盖OTDOA及ECID等GNSS和蜂窝定位技术。从GSM时代的EOTD到目前5G NSA/SA系统的定位测试,他在这一领域已经工作超过18年。他经常与美国各大运营商的专家们一起工作,确定测试的规范与计划,以满足FCC E911不断发展的要求。