:2023年6G服务化RAN白皮书2.

中国移动通信集团有限公司 编制单位：中移智库、中国移动通信研究院、中国电信股份有限公司研究院、中国联合网络通信有限公司研究院、中信科移动通信技术股份有限公司、亚信科技（中国）有限公司、联想研究院、中国科学院计算技术研究所、北京邮电大学、中关村泛联移动通信技术创新应用 前言 5G核心网革命性地将服务化架构作为网络基础架构，实现了网络功能的可独立扩容、独立演进、按需部署，并在持续推动服务化功能与框架的增强与优化。6G将在5G的基础上，围绕“领域拓展、机制深化、要素扩展”三个维度，开展全服务化设计。领域拓展方面，服务化机制将向无线接入网扩展，从接口服务化向功能服务化分阶段展开；机制深化方面，将在现有5G服务化基础上，进一步探索服务解耦和服务调用效率提升；要素扩展方面，进一步引入AI、计算、数据等要素，推动DOICT的深度融合。 服务化RAN是实现全服务化设计的关键。中国移动、中国电信、中国联通、中信科移动、亚信科技、联想、中科院计算所、北京邮电大学、中关村创新院一直在积极推动业界对服务化RAN的研究与思考，《6G服务化RAN白皮书2.0（2023）》作为《6G服务化RAN白皮书（2022）》[1]的继承与延续，旨在分享服务化RAN最新的研究思路，包括服务化RAN的定义、架构模式、设计思路、端到端流程等，供业界同仁参考。 目录 二、服务化RAN应用场景...........................................................................................3 三、服务化RAN相关概念及定义................................................................................3 3.1云化RAN与云原生RAN.............................................................................................33.2微服务架构与基于服务的架构.....................................................................................43.2.1常见架构模式对比..................................................................................................43.2.2服务化RAN的架构模式........................................................................................63.3服务化RAN的定义.......................................................................................................7 四、服务化RAN体系化设计.......................................................................................8 4.3.1NF及NFservice定义...........................................................................................144.3.2基本问题与方案....................................................................................................15 4.4.1多维能力服务化.....................................................................................................184.4.2架构模式灵活化....................................................................................................194.4.3软硬件联合优化....................................................................................................204.4.4运维管理智能化....................................................................................................20 缩略语列表..............................................................................................................................22 参考文献..................................................................................................................................23 一、服务化RAN是实现云原生RAN的关键 为了满足多样化业务对网络的敏捷性、灵活性和可扩展性的要求，网络向虚拟化、云原生化转型已是必然趋势，云原生RAN也得到了全球运营商的广泛青睐。云原生RAN有助于运营商构建高成本效益、高运营效率、绿色、全自动化无线网络，并为客户提供创新服务。 与其他云原生架构相似，容器化、微服务架构和Kubernetes编排是云原生RAN的核心特征。容器化与Kubernetes编排更多地是实现方式，微服务架构则体现为功能的重构。基于微服务架构，RAN被构建为松散耦合服务的集合。每个服务都执行特定的功能，可以独立开发、部署和扩展，也可以在任何基础设施和容器平台上开发、部署、扩展[2]。但微服务架构并不是RAN改造过程中可以采用的唯一架构模式，因此先将面向云原生设计原则进行功能改造的RAN称为服务化RAN，在第三章中将给出服务化RAN的定义以及采用架构模式的建议。 具体地，服务化RAN/云原生RAN的驱动力大致可以包括使能6G网络与赋能行业应用两个方面： 1、在赋能业务应用方面： ①能力开放共享：RAN能力需要开放给更多网络功能或第三方应用，以更好赋能行业应用。通过SBI直接开放可以避免过多的P2P接口定义及不必要的AMF透明转发、提升通信效率，因此被看作是服务化RAN的核心价值之一。具体包括，RAN与UCMF/LMF/NWDAF之间的通信，RAN节点之间的信息传输（如RIM/SON配置）。虽然通过定义P2P接口也可以实现RAN与这些功能之间的直接交互，但SBI可实现接口的快速建立、调整与故障恢复，避免新增功能和服务时定义过多的P2P接口以及P2P接口建链复杂等问题。此外，基于SBI的通信可以使RAN服务开放给更多的节点，如在未来通信、计算、感知、数据、AI深度融合的网络中，通信、计算、感知、数据、AI等网络功能可能都需要类似的RAN信息服务，以便于提升各维度的QoS性能。 ②用户体验提升：邬贺铨院士曾指出，行业应用是6G研究的重点，6G网络需要具备灵活适配2B场景定制化需求的能力。5G面向eMBB、uRLLC、mMTC三大场景提出了相应解决方案，但在实际落地时依然困难重重，主要挑战在于不同行业客户需要不同维度的极致性能和定制化能力，同时要求成本可控、敏捷部 署、使用简便、算力按需扩展、二次开发定制。5G单体基站架构面向2C进行设计，不可能同时满足这些需求，如果依然沿用5G的研发思路，行业应用的痛点问题必然得不到解决。服务化RAN因其具备弹性扩缩、按需组合、敏捷开发等能力，是解决行业痛点问题的主要解决方案。 ③激发新业态：服务化将使能第三方功能的灵活嵌入到RAN的处理过程中，实现跨层优化，进而可能引入新的商业模式。随着通信与计算的深度融合，RAN将为第三方提供定制化的计算服务，允许第三方在处理链路上嵌入必要的计算功能而非MEC的外挂实现方式，从而优化用户体验。例如，对于云游戏、云XR、全息通信等6G典型业务，可以在RAN处理过程中引入第三方视频帧帧调速服务，使业务特征可以更快速地适配无线链路状态。 2、在使能6G网络方面： ①一体化管理：服务化RAN将实现与服务化CN、IT支撑系统等的一体融合管理，降低网络运维管理复杂度。在电信行业，云原生理念及其技术以灵活性、敏捷性和便捷性已获得电信行业的广泛关注，已初步引入到5G核心网、并在逐步向其他子域扩展。除业务系统之外，电信运营商的运营和运维管理等IT支撑系统也正在逐步引入云原生的设计理念（如微服务、容器、DevOps等），以适配电信业务的快速发展需求、高效可靠的平台需求、敏捷快速的运营运维需求。基于云原生的电信系统一体化管理将大大降低管理复杂度。 ②极简网络设计：服务化RAN“高内聚”“松耦合”“无状态设计”等基本设计原则，将助力实现网络协议的轻量化设计。例如，面向大量低成本和低复杂度终端（例如零功耗终端），基于无状态管理模式或者弱状态管理将更有助于高效的小数据传输。高内聚的功能服务设计，可降低标准化开销，避免在不同协议层引入类似功能导致的协议栈功能堆叠和低效。 ③创新速度加快：服务化RAN将助力实现RAN新功能的快速引入，旧功能的快速迭代演进，满足市场需求。从功能角度，目前BBU开发的最小粒度为CU或DU，颗粒度较大，如果需要对CU或DU进行更新，则需要以Release为单位开展标准化工作，软件更新时间最短需要2年。但软件功能上线速度将直接影响市场占有情况，这将使网络不能及时满足行业应用需求，降低基础设施的价值。虽然可以通过缩短Release周期缩短标准化和产业化时间，但这会降低网络 的稳定性。而通过服务化设计，新功能将以高内聚与松耦合的服务形式出现，避免了对已有功能服务的影响，保证了网络稳定性。由此可以实现功能服务稳定地敏捷开发、快速引入、按需迭代演进。 ④网络成本优化：在网络建设成本和功耗方面，RAN服务化基于云原生基础设施平台，将实现硬件资源池化共享，并在传统云化的基础上，通过“功能服务级别”的弹性扩缩容进一步实现网络资源利用率的最优化，由此大幅降低网络建设成本和以能耗为主的网络维护成本。 二、服务化RAN应用场景 服务化RAN最重要的特征是敏捷部署与按需服务，其价值在于提升网络的包容性与经济性，这是与始终关注高性能的传统RAN最大的不同。因此，需要敏捷开发/迭代演进/按需部署的场景、以及需要差异化定制网络能力的场景是服务化RAN的主要应用场景。例如： 行业应用场景，提供按需定制服务：服务化RAN可面向场景需求进行极简网络的定制，对网络服务能力与资源进行动态编排与调度，包括与智能、计算等多样化增强服务的组合，支持智慧城市、工业自动化、全息通信、物联网、车联网等应用，将场景适配网络转变成场景定义网络。 应急通信和受灾场景，实现快速部署：服务化RAN可通过软件定义和虚拟化的方式快速部署，带来网络弹性和自适应性优势，可以用于灾难恢复和临时通信网络场景，迅速适应网络需求的变化，同时服务化RAN可以智能地管理和优化资源，满足紧急通信需求，确保关键通信的优先级。 三、服务化RAN相关概念及定义 3.1云化RAN与云原生RAN 核心观点：云原生（计算）是云计算的再升级。微服务架构MSA重构是云原生（计算）相比云计算的核心区别之一