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什么是白盒化基站？ 傳統(tǒng)基站采用專用硬件，網(wǎng)絡(luò)功能軟件集成或深度定制于ASIC專用芯片，軟硬件一體化，且BBU和RRU通過設(shè)備廠商定制化接口緊密相連，被稱為“黑盒子”。 后來業(yè)界借鑒IT數(shù)據(jù)中心的經(jīng)驗，在BBU部分將定制于ASIC上的網(wǎng)絡(luò)功能軟件解耦出來，移植到運行于通用的x86或ARM等芯片上的COTS服務(wù)器，這就完成了BBU白盒化。 不過，業(yè)界理解的白盒化，是RRU BBU 天線等最大可能的白盒化，不只是BBU。 接下來，RRU也將白盒化，用開源軟件 通用硬件來代替?zhèn)鹘y(tǒng)專用設(shè)備，同時伴隨而來的還有開放BBU和RRU之間的前傳接口，這樣就實現(xiàn)了基站端到端白盒化，以希望利用通用硬件的規(guī)模效應(yīng)來降低基站成本，以多廠商供應(yīng)模式來擺脫傳統(tǒng)設(shè)備商的鎖定。 有了白盒基站，意味著運營商可以從A供應(yīng)商采購軟件，B供應(yīng)商采購COTS服務(wù)器，再從C供應(yīng)商采購白盒RRU，來實現(xiàn)模塊化組站。 比如，最近賺足眼球的樂天移動的組網(wǎng)方案… 樂天移動的vBBU硬件采用基于英特爾至強處理器的COTS服務(wù)器，RAN軟件供應(yīng)商為Altiostar， RRU是來自諾基亞的AirScale RRH，中間還加了一個來自Altiostar的無線接口單元（RIU）。 顯然，樂天把BBU白盒化了，采用了多供應(yīng)商組站方式，但不是端到端的白盒基站，因為RRU直接用的是諾基亞產(chǎn)品，并非白盒RRU。目前尚無白盒RRU案例。 盡管不是端到端白盒，但樂天確實夠大膽夠前衛(wèi)，作為全球首個宣布建設(shè)端到端全虛擬化移動網(wǎng)絡(luò)的運營商，一時騷動業(yè)界，簡直“偷”走了今年MWC的風(fēng)頭。 但風(fēng)頭過后，最近業(yè)內(nèi)又發(fā)出了一些冷靜的聲音，有人認為其“噱頭大過實際”，也有人認為“樂天改變不了世界”。 樂天擁有20MHz頻段，原計劃建LTE/NR 端到端白盒化，但實際上僅用了5MHz來測試LTE，且僅是BBU白盒化，與原計劃相去甚遠。 但這背后還有更值得深思的原因。 白盒基站無法逾越的障礙 首先需要知道的是，這個世界是不存在“純白盒”的。 Why？先來看看通用芯片和專用芯片的區(qū)別。 ASIC，即專用集成電路，顧名思義，就是為專業(yè)用途而定制的芯片，其絕大部分軟件算法都固化于硅片，特點是“軟硬件一體化”。 ASIC的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單專一、性能強勁、功耗低、尺寸小，缺點是靈活性差。 FPGA，也被稱為可編程集成電路，它可以通過硬件編程來改變內(nèi)部芯片的邏輯結(jié)構(gòu)，但軟件是深度定制的，本質(zhì)上其實也是專用芯片。 FPGA比ASIC更靈活，但性能較差、功耗更高，尺寸更大，取了個折中。 通用芯片特點是“軟硬件分離”，可通過外部編程來實現(xiàn)各種功能，它的優(yōu)點是產(chǎn)量大、成本低、靈活性高，但針對基站實時性業(yè)務(wù)處理效率低，功耗最高。 通用芯片并非專門設(shè)計用于實時信號處理，延遲高，抖動大，全采用通用芯片的純白盒設(shè)備是無法滿足5G業(yè)務(wù)需求的，目前也沒有廠家采用此方案。 為了克服通用芯片的性能瓶頸，業(yè)界采用了多核通用處理器 ASIC或FPGA加速的方式，來將某些功能從通用硬件卸載到專用硬件上，這其實是“白 黑”構(gòu)架。 簡單的說，所謂的傳統(tǒng)基站和白盒化基站，不過就是在性能和成本之間不斷權(quán)衡，不斷“折騰”，而背后無非是一場利益博弈。 但在這場博弈中，白盒化基站要想勝出，充滿了太多未知數(shù)。 樂天模式還需要時間來證明，有運營商公開懷疑通用設(shè)備性能無法應(yīng)對5G網(wǎng)絡(luò)高性能需求。 無線接入網(wǎng)是電信網(wǎng)絡(luò)中最昂貴的部分之一，也是要求最嚴(yán)格的部分之一。云核心網(wǎng)和數(shù)據(jù)中心可以通過大規(guī)模集中的通用資源池高效配合來達到專用硬件的性能，但無線接入網(wǎng)的基站是廣泛分布式的，且對業(yè)務(wù)處理的實時性要求更高。 去年韓國SK電信曾表示，無線接入網(wǎng)部分存在一些限制，需要專用處理能力，我們不確定開放式的通用硬件能保證5G低延遲和強大的處理能力。 更令人擔(dān)憂的是，一方面，虛擬化基站還未“超越”概念證明；另一方面，傳統(tǒng)設(shè)備商已發(fā)貨的5G基站越來越簡單，兩者的差距越拉越大。 今天，那些已發(fā)貨的5G基站，基于專用核心芯片，不僅算力強勁，還大幅降低了基站尺寸、重量和功耗，更易于部署和維護，正以“極簡5G基站”助力運營商商業(yè)成功。 正是這些極簡5G基站，為虛擬化基站前景再蒙陰影。 丟了西瓜撿了芝麻 別只看CAPEX，還要看OPEX。 電費 有研究指出，運行于全通用硬件的4G白盒基站的功耗是運行于專用硬件的4G基站的10倍。 盡管目前業(yè)界還沒有白盒化5G宏基站的商用案例，但有推測其能耗相比專用硬件將進一步加大，可能達到20倍以上。 在移動通信網(wǎng)絡(luò)中，基站是耗電大戶，據(jù)統(tǒng)計，大約80%的能耗來自廣泛分布的基站，至少占據(jù)運營商OPEX支出的15%，在一些國家基站電費甚至占據(jù)了基站總成本的50%。 面向5G時代，數(shù)據(jù)容量是4G的1000倍，海量數(shù)據(jù)處理必將引發(fā)能耗成倍增長，白盒化基站帶來的高能耗問題更加令人擔(dān)憂。 鐵塔租金 基站設(shè)備的尺寸、重量等直接影響機房、鐵塔天面的空間和租金，可這部分并不遵循摩爾定律，成本越來越高。 “冗余備份”是白盒設(shè)備的一板斧，這會造成設(shè)備多、體積大，從而增加部署難度和成本。 ▲設(shè)備過多增加部署難度和部署成本 今天，那些基于專用硬件的5G基站已能一根桿搞定多制式的BBU、電源和AAU整套設(shè)備，實現(xiàn)零站址、零機房，可白盒化基站還要等多久？ 運維成本 白盒化基站軟硬件分離，多廠商混合搭配，會導(dǎo)致故障定位效率低，運維更復(fù)雜，運維成本更高，還有一個更現(xiàn)實的問題----出了故障，誰來“背鍋”？ 韓國SK電信在去年就曾遭遇來自內(nèi)部的阻力，運維部門擔(dān)心多廠商開放環(huán)境下的RAN會增加運維復(fù)雜性，還將引發(fā)“出了故障誰來負責(zé)”的問題。 是的，白盒化基站就像花木蘭姑娘那樣“東市買駿馬，西市買鞍韉，南市買轡頭，北市買長鞭”，且不說集成難度大，想象一下，你要是騎著這樣的戰(zhàn)馬馳騁沙場，半路卡了殼怎么辦？怎么快速修復(fù)故障？找誰來負責(zé)？ 白盒化基站，看起來不過是美麗的烏托邦，問題不只是“能不能實現(xiàn)”、“什么時候能實現(xiàn)”，它還面臨著到底符不符合產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向的拷問。 也許大量的通用硬件可以降低網(wǎng)絡(luò)CAPEX成本，但OPEX是當(dāng)前運營商的最大痛點，白盒化導(dǎo)致運營商OPEX急劇上升，增加了產(chǎn)業(yè)成本，怎么破？ 本文參考： Measuring the Gap between FPGAs and ASICs，Ian Kuon and Jonathan Rose Will SDN be part of 5G?，Zainab Zaidi, Vasilis Friderikos, Zarrar Yousaf Benefits and challenges of cloud technologies for 5G architecture，Dario Sabella, Peter Rost, Albert Banchs 5Gに関する公開ヒアリンク?資料，楽天モハ?イルネットワーク株式會社 楽天がクラウドイノベーションラボ、攜帯キャリア向けサービスを開発，nikkeibp vRAN Tech Hits Resistance at SK Telecom，lightreading |
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