移动通信系统经历了从1G到5G的高速发展,RAN架构也随之不断演进。从D-RAN到C-RAN,再到如今的云化架构,RAN的演进不仅是技术性能的提升,更是网络架构、投资模式与产业生态的系统性变革。
RAN架构演进趋势:
- 从D-RAN到C-RAN的持续探索: 随着技术发展,协议栈处理逐渐从分布式走向中心化,CPRI前传和C-RAN的出现实现了信号收发与协议栈处理的分离,开启了RAN架构演变的进程。5G时代,接入网被重构为CU、DU和AAU三个功能实体,CU部分进一步集中化云化,为容器化、服务化等IT技术应用于CT系统打开了空间。O-RAN联盟的成立推动了RAN云化产业方向,但业界对O-Cloud云化架构的部署仍存在分歧。
- 架构重构使能RAN开放与服务化: 5G核心网率先开启了ICT技术融合的进程,NFV/SBA等IT技术的应用降低了硬件成本,提升了网络部署的灵活性和可扩展性。O-RAN推动RAN架构重构,实现不同功能实体的按需部署和独立演进,但业界对于RAN的架构重构存在不同诉求,一方面期望借助RAN对通信系统内部的服务化促进RAN网络架构创新,另一方面着眼于根本的服务类型的创新,超出网络连接的范畴。
- 智能化推动RAN算力内生: AI/ML技术成为网络优化的关键手段,随着5G网络的普及和未来6G技术的发展,网络规模不断扩大,设备类型日益增多,网络管理与优化的难度呈指数级增长。AI/ML能够通过对海量网络数据的实时分析,自动识别网络异常、预测故障风险,并动态调整网络参数,实现网络性能的优化。6G将延续5G AIML的研究成果,并将实现比5G具备更高的AI与网络融合水平,从而也将产生RAN对算力的更高集成要求。
- 流量挑战驱动RAN价值再挖掘: 中国市场移动流量增长日趋乏力,流量增长也因缺少爆款5G应用及WiFi的广泛覆盖而变得艰难。AI将在未来很长的时间内持续重塑应用体系,转变运营商流量增长的困局。与应用体系的渐进式重塑相匹配的是运营商网络能力适配,无线接入网络的算力化是实现智能与通信基础设施共享的核心路径。
后摩尔时代的异构算力经济:
- 传统RAN能力扩展空间有限: 现有的SoC模式存在通用计算能力有限、硬件组合固定、与AI计算类型匹配度低、软件可移植性低、并行化计算仍有提升空间等局限性,难以满足未来多用途接入网络的需求。
- 远边缘承载RAN能力升维: 数据中心体系呈现出中央数据中心、区域数据中心、边缘数据中心三级架构,而远边缘数据中心将计算、存储、控制和网络资源进一步下沉,实现“最后一公里”的极致覆盖。现有移动网络的基带池或者Cloud RAN的分布式云节点将构成远边缘数据中心的雏形,从单一的通信业务承载设施升级为承载网络、智能等多种业务的融合基础设施。
- 无线接入网重塑的关键技术: 异构计算是实现异构算力与上层应用灵活匹配的关键,将成为接入网价值重塑的技术基石。异构计算的关键技术包括算法的并行化、开放系统与代码可移植性、异构单元的虚拟化与容器化、软硬件协同、异构资源容量规划与优化等。
- 多用途RAN的行业探索: 中国移动自2010年首次提出C-RAN架构以来,其核心理念持续演进,从面向6G的研究中,核心理念已经转向基于通算融合实现多用途接入网。软银AITRAS是AI-RAN的全球首个5G基站解决方案,融合了各方的先进技术,实现了重大突破。
面向异构计算的行业转型思考:
- 构建普惠异构计算算力引擎: 异构计算能够满足未来移动通信的高密度计算的算力需求,GPU、ASIC以及非冯诺依曼架构等新型芯片将扛起后摩尔时代算力芯片供给大旗。
- 分阶段实现ICT深度融合: 传统通信设备商将遵循从软件到硬件的整体思路分阶段建立自身的产品服务竞争力,分阶段打造异构计算驱动的产品与服务。
- 优先提供网络智能化产品与服务: 传统通信设备商要将实现网络的全方位智能化作为优先命题,从“无线通信技术”为核心转向“通信+计算+AI”的复合知识体系。
- 传统电信设备商的转型: 基于异构计算的远边缘数据中心将带来传统通信设备商的移动网络产品体系的全面革新,设备商的产品体系在多个维度上发生了深刻变革,需要从员工能力、研发工作内容、人员结构和生态合作伙伴四个核心方面进行系统性调整。
研究结论:
异构计算是后摩尔时代信息技术发展的重要方向,将成为驱动算力经济蓬勃发展的关键引擎。传统通信设备商需要积极拥抱异构计算技术,进行产品体系和服务能力的全面转型,才能在未来的市场竞争中占据有利地位。远边缘数据中心将成为CT与IT生态的融合点,融合生态囊括了基站设备商,电信运营商,PaaS软件供应商,GPU,FPGA, DSP等异构计算设备供应商等,共同推动远边缘数据中心产业生态的繁荣发展。