O-RAN產業界最近動作不斷，2019年11月9日，中國移動、中國電信、中國聯通攜手成立開放無線網絡（O-RAN）測試與集成中心（OTIC）。2019年11月中旬，沃達豐宣布了一項覆蓋歐洲14個國家、超過10萬個站點和4億人口的OpenRAN招標計劃。而在2019年12月初，O-RAN聯盟聯合Linux基金會又發布了O-RAN開源社區的第一個版本Amber。

這一系列動作無疑加速了O-RAN產業商用落地的進程。為探究這些動作對O-RAN小基站產業的影響，首先需要剖析小基站在4G時代推廣受困的原因，進而探討5G新需求下的小基站特點，再根據O-RAN的推進策略分析其對小基站帶來的影響，最后總結當前5G O-RAN小基站的落地挑戰和后續研發方向。

4G到5G，小基站迎來發展高峰

回顧4G時代小基站的發展和應用歷史，可以總結出4G小基站并未大規模應用的幾個主要因素。

首先，4G小基站沒有把握好商用需求的節奏，能力規劃單一、缺少靈活性，限制了小基站的應用場景。在4G網絡建設初期，網絡建設以宏基站為主，室內覆蓋多采用DAS或者宏基站穿透覆蓋的方法，有源拉遠式小基站或一體化小基站僅作為補盲站小批量應用。而在4G建設的中后期，網絡容量需求上升，4G小基站（擴展型皮基站）受限于單小區容量的限制和單頻點的設計限制，不能很好地滿足容量覆蓋的需求。

其次，小基站缺少統一管理能力，運維能力跟不上。由于4G小基站廠商數量多，設備能力良莠不齊，缺少統一管理配置能力，造成不同廠商的協同配置存在困難，增加了運維監管的難度。例如，不同廠商間小區切換參數配置不合理，造成切換成功率等KPI指標惡化。

最后，小基站過低的價格競爭降低了整體競爭力，壓縮廠商研發投入，也在一定程度上降低了設備的可靠性。

雖然傳統4G小基站存在一定的問題，但通過現網多省的調研，依然存在大量的中等價值場景（覆蓋面積中等、人流密集度不大，如咖啡廳、健身房、餐廳、地下車庫等）有著非常明確的小基站覆蓋需求。尤其是5G重點拓展廣闊的垂直行業市場及龐大的家庭市場，對小基站提出了廣泛的需求。通過總結過往經驗，5G小基站規劃既需要考慮低成本目標，又需要兼顧設備空口能力靈活性、可靠性，與邊緣應用的結合以及網絡管理能力的提升。

5G網絡建設的核心在于服務大眾、融入百業，支持國民經濟高速發展對于信息通信系統的需求，相較于4G在多個方面的技術需求都不盡相同。首先，5G網絡需要滿足垂直行業的需求，對空口能力的要求不同，連接可靠性、延遲需求、連接密度、上下行帶寬需求都需要基站設備有針對性地空口能力定制研發；其次，5G小基站設備需要考慮端到端的NFV云化設計需求，以支持UPF下沉和MEC業務共部署的場景；最后，在公網覆蓋方面，5G小基站不僅要支持中等價值室內覆蓋場景，也需要進一步拓展支持家庭級覆蓋場景，與家庭寬帶及智慧家庭融合發展，其安全性高、無縫移動、業務感知有保障等諸多優勢將會促成5G家庭室內覆蓋需求進一步上升。這些差異化需求對5G小基站既是機遇，也是挑戰。

O-RAN助力5G小基站繁榮

O-RAN開放架構的核心本質是將無線主設備切割成標準的軟硬件模塊，通過獨立研發和規模效應實現每一個子系統的低成本生產及靈活選擇，最后通過集成商統一集成各個子系統，并面向運營商提供交付、運維、支撐等服務，最終構建安全、可靠的無線網絡。

O-RAN開放架構首先會應用到小基站場景，相較于宏基站，小基站設備的復雜度低，對無線空口能力的要求也相對簡單，這降低了小基站架構開放的難度。O-RAN聯盟已經發布了多項技術規范，通過對5G小基站應用場景的分析，優選引用前傳接口規范和硬件加速器接口API規范，推動實現RRU/BBU間前傳解耦、BBU側的軟硬件解耦，并引入了統一的網管OMC軟件。這將會從5個方面影響小基站的規模應用。

第一，降低小基站設備的綜合成本。小基站統一硬件平臺后的大批量生產直接降低了硬件采購成本，將促進垂直行業及家庭的大規模應用，相較于傳統專網設備的高價格，這將降低行業整體成本。

第二，硬件可靠性大幅上升。O-RAN聯盟在制訂開放接口標準的同時，也啟動了OTIC開放測試與集成中心等測試組織，通過制定并執行高標準要求的測試規范，尤其對硬件子系統在接口一致性、硬件功能/性能、可靠性等方面進行嚴格的測試，可保障硬件的整體能力，從硬件基礎上保障了系統集成后的整體指標。

第三，軟件功能靈活多樣。在硬件追求統一的基礎上，軟硬件解耦給了上層協議棧軟件更加靈活的配置選擇，給邊緣應用提供了靈活可擴展的統一平臺，可以針對不同應用場景對于空口能力的差異化要求，定制化研發無線資源調度算法和物理層處理算法，實現按需提供差異化空口服務，提供靈活多樣的邊緣應用，為2B業務/家庭業務等創造基礎網絡條件。

第四，統一OMC管理能力。統一OMC管理能力可避免小基站廠商間設備配置差異造成的無線協同困難，其核心是增強運營商對配置管理的掌控，而統一南向接口后，通過運營商自研OMC或統一采購OMC軟件，實現統一網絡配置和監管，可大幅降低O-RAN小基站的入網難度。

第五，增強產業整體競爭力。分割為多個子系統后的O-RAN小基站設備將會形成術業專攻的局面，在硬件方面，將會凸顯硬件器件的研發能力和供應鏈管理能力，打破以往局限在少數廠商手中的芯片設計研發壟斷；在軟件方面，軟件供應商將會專注于算法研發和優化。

而傳統集成商將會轉型，其將聚焦在整體解決方案的選型搭配以及現網交付、支撐等綜合能力上，特別是在成本控制上。由于O-RAN開放架構是從硬件的生產環節通過增強供應鏈管理降低生產環節的成本，因此留給系統集成商的利潤空間不降反增，有力地保護了小基站集成商的研發投入。在面向垂直行業的碎片化需求時，新興的跨界集成商利用自身已有的行業能力，轉型成為新型集成商，快速切入垂直行業領域，促成繁榮的5G產業生態。

O-RAN開放架構帶來的5方面技術優勢，既解決了4G時代小基站推廣落地的困難，也滿足了5G應用場景的新增需求，在靈活性和低成本方面具有較大優勢。

但目前O-RAN產業的推進仍存在問題和挑戰。首先，開放計算平臺單一，目前可以選擇的成熟開放架構計算平臺只有x86，以ARM或其它CPU為核心的計算平臺還存在計算能力短板，且成熟度不足以支持基站的設計和研發。其次，加速器芯片選型單一，產業大多選擇FPGA為基礎加速器芯片，從功耗和綜合成本上，相較于ASIC和SoC還有比較大的差距。再次，小基站覆蓋場景單一，目前整體方案均以傳統室分為主要場景，而街道站型、室外熱點覆蓋、垂直行業及家庭覆蓋場景等都需要在后續的O-RAN產業推進中進一步考慮。最后，小基站軟硬件功能切分的方案單一，大多數產業公司均以FlexRAN的參考設計為原型設計小基站系統，遵從最簡功能卸載思路，但在功耗和靈活性的平衡上，還需要隨著O-RAN的推廣應用不斷修正。

通過O-RAN產業界的不懈努力，相信可以克服挑戰，迎來小基站產業的繁榮與多樣化，助力實現“5G改變社會”的美好愿景。
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