前言相信各位看官，在每隔幾年通訊技術改朝換代的時候，經常可以看到類似的新聞，某某頻段標金創下歷史高價、某某電信業者為了新一代行動通訊，投入 XX 元、行動通訊基礎建設花費 XX 億 等等的新聞，相信大家都跟老吳一樣就好奇，難道每次行動通訊技術演進，電信設備一定都要換掉嗎？這樣不是很曠日費時又花費高昂嗎？如果只要升級設備上的少數東西，會不會有更好的升級效率呢？這正就是 O-RAN 想做的事。
1. 什麼是 O-RAN？
O-RAN 全名為 Open Radio Access Network，開放無線電接取網路。由美國 AT&T、中國移動、德意志電信、NTT Docomo、及 Orange 電信業者，在 2018 二月時組成 O-RAN 聯盟，希望藉由開放無線電接取網路(RAN)規格，讓 5G 基地台可以整合更多技術、發展的更快。
既然是開放式的規格架構，也就代表會有許多新進廠商加入，這對於整體產業是正向的，如同之前 IBM 開放架構和指令集，使得 PC 蓬勃發展，而近代的智慧型手機也採開放式系統，讓全球的人可以設計各種不同的手機應用程式。
至今，加入 O-RAN 聯盟的成員越來越多，其中不乏在電信產業裡的重量級廠商，例如高通、Vodafone 等，最近連 Google 也加入其中，而隨著成員的增加，相信在不久的未來，開放式的電信網路可以連結更多不同類型的設備，也會有更多的應用出現。
圖一：O-RAN 的電信商成員2. O-RAN 有甚麼好處及壞處？
如同老吳在另一篇博文中提到的，以往傳統基地台的資源、技術都掌握在部分大廠手中，電信業者若有基地台建設需求，都必須向這些傳統電信設備商大廠，如 Ericsson、Nokia 等購買基地台設備，因此每當行動通訊改朝換代時，就又要軟/硬體同時更換，而 O-RAN 打破了這些軟/硬體高度整合常態，將過去電信專屬設備轉向虛擬化發展，將原本整合的軟/硬體專屬系統設計，改為由軟體控制，例如底層可以使用通用硬體(如 x86 白牌伺服器)，如此一來可跳過傳統電信設備商，直接向硬體設備業者(如盟創、中磊等)來採購電信設備，所以改朝換代時也就可以只更換這些軟體部分，硬體設備可以不更換或是少量升級即可。
台灣又是世界上數一數二的網通設備製造大國，可以利用這個架構改變的機會，切入傳統封閉的電信設備商機。電信設備相關的產業很多，有完整的產業鏈且市場龐大，例如天線廠商、RF 元件、模組製造廠、通訊晶片廠、網通設備廠、伺服器商、測試儀器商、產品測試廠等等。如果可以結盟合作，在 5G 開放的架構下，打造台灣自己的電信白牌設備，對於能夠在國際電信市場上有一席之地是很有機會的。
但是凡事有利也會有弊，通訊技術已經發展好幾個世代，各代的電信通訊設備一直都是如 Ericsson、Nokia 等大廠商所佔據，基地台內部的設計、軟/硬體整合、布建、測試等等複雜度，我相信是很高的，這些電信設備商在之前幾個世代，都已經投入大筆研發費用以及經驗的不斷累積，這些都是想進入這產業難以跨越的門檻。
舉例而言，不同的通訊設備之間，以往軟/硬體都由同一個設備商提供，因此設備之間可以互通的很好，維護也由同一個設備商負責即可，如果電信商自己採購白牌，那不同設備之間的互通性，很有可能會出問題，而更麻煩的是出了問題後，該找哪一個設備的供應商處理呢？而如果每項設備、軟/硬體，電信商都需要自行選購搭配、測試，這對於電信商來說也會是一項很大的難題，遇到問題時更難釐清，這些都有賴通訊界面的規格訂定及互通性測試等來解決。
圖二：電信設備供應鏈
3. 5G O-RAN 的架構
O-RAN 聯盟專注於無線接取網路的開放式架構和標準化介面開發，搭配開放原始碼和白牌網路元件等軟/硬體資源配合，並研究如何導入 AI／ML 等智能技術，共同完成網路智慧化、架構和介面開放化、硬體設備白盒化與軟體開源化四大方向。傳統的基地台功能在聯盟的規劃下也被分成 RU(Radio Unit)、DU(Distribution Unit)、CU(Central Unit) 三個主要單元，其中除了 RU 為較封閉專屬的單元，DU 與 CU 都可以使用通用型的平台或工業等級 PC。
① 中央單元 (Central Unit, CU)
用於控制面的 RRC 和用戶面的 IP、SDAP 和 PDCP 運作，一個中央單元可以透過數個介面管理數個分佈單元。
② 分佈單元 (Distributed Unit, DU)
包含 RLC、MAC 和 High-PHY 等基頻處理。
③ 無線電單元 (Radio Unit, RU)
包含 Low-PHY 與射頻信號處理。
圖三：5G 基地台演進
例如日本樂天電信，他的基地台的 RU 採用 Nokia，但 DU 虛擬化，使用廣達 x86 伺服器及 Altiostar 的軟體化 RAN，在行動核心網路部份，使用 Red Hat 的 OpenStack 及思科的 NFVI 和 VNF，底層硬體則使用廣達的伺服器，預估可以降低 50% 的傳統 4G 網路部署成本。
參考資料：
1. https://www.o-ran.org/
2. https://www.ithome.com.tw/news/132157
3. https://ictjournal.itri.org.tw/content/Messagess/contents.aspx?&MmmID=654304432061644411&CatID=654313611231473607&MSID=1071255233364531754
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