5G是向開放無線電接入網絡（O-RAN）遷移的主要推動力。隨著5G的發展，網絡密度將成倍增加，移動運營商需要采用基于標準的網絡來提高資源利用率。此外，現有的網絡基礎設施和傳統的前傳技術只是無法解決5G帶來的不斷增長的需求和帶寬。移動網絡運營商需要O-RAN才能發展到5G。

同時，諸如虛擬化和軟件定義網絡（SDN）之類的創新技術已經成熟。這些技術現在可以集成到無線電接入網絡中。借助O-RAN，移動網絡運營商可以最大化其網絡性能，并優化其資本和運營支出（CAPEX / OPEX）。例如，Rakuten Mobile希望通過遷移到O-RAN來節省30％的CAPEX和28％的OPEX（參考文獻1）。

O-RAN為移動網絡運營商提供了巨大的潛力。開放的網絡通過引入新的參與者來促進創新，這些網絡也是基于標準的，從而可以使不同供應商的設備之間實現互操作性。

O-RAN范式

O-RAN在提供更大的網絡構建靈活性的同時，也代表了移動網絡運營商的范式轉變。到目前為止，基站是來自單個網絡供應商的單個實體，因此已作為一個單元進行了測試。使用O-RAN，基站由來自不同供應商的不同組件組成。甚至子組件也可能來自不同的供應商。

O-RAN的主要組件包括：

中央單元（O-CU），負責處理網絡和用戶設備之間協議的分組數據匯聚協議（PDCP）層。

分布式單元（O-DU），用于處理媒體訪問層（MAC），無線電鏈路層（RLC）和高級物理（H-PHY）層。

執行快速傅立葉變換（FFT），一些波束成形和預編碼的無線電單元（O-RU）。

RAN智能控制器（RIC）包括非實時RIC，該RIC從O-DU，O-CU和O-RU收集信息，執行分析并使用機器學習（ML）和人工智能（AI） ）針對這些網絡元素生成建議以優化RAN；以及將命令推送到網元的近實時RIC。

圖1 O-RAN包含各種組件。

移動網絡運營商需要將這些元素放在一起，并確保他們從不同供應商處獲得的組件能夠無縫地相互配合。盡管詳細的規范已經詳細說明，但仍有解釋的余地??，也帶來了挑戰。

O-DU測試挑戰

盡管所有O-RAN組件都必須進行互操作性測試，但從這個角度來看，DU仍然面臨著巨大的挑戰。首先，管理平面（M平面）的實現可能會引起問題，因為DU在實現M平面時會期望某些參數，并且在不滿足這些條件時會停止工作。這可能是一個巨大的挑戰，因為幫助管理無線電單元的YANG模型具有6，000多個參數，其中少于3％是必選參數，并且網絡供應商還實現了自定義協議。

O-RAN規范中的啟動順序也有很大的靈活性。如果RU行為與預期不同，某些DU會跳過get-schema流程或停止工作。

如果缺少某些協議選項，DU設備也可以停止運行。例如，如果動態主機配置協議（DHCP）選項與預期的不完全相同，則某些DU將停止運行。

O-RAN規范包括控制平面（C平面）和用戶位置（U平面）的許多實現，這些平面的映射將根據RU的類型而變化。DU設計用于特定的RU類型，波束成形模型和壓縮率。DU通常支持作為非預編碼無線電單元的“類別A” O-RU或作為支持調制壓縮的預編碼單元的“類別B” O-RU。它們通常還僅支持一個波束成形模型-預定義的，基于權重的，屬性或通道-每個模型都有特定的方法和選項。

所有這些選項都非常適合創新，但是從測試的角度來看，各種協議實現方式都帶來了巨大的挑戰。此外，驗證前傳時間至關重要。O-RU需要與DU緊密同步，以實現諸如時分雙工（TDD），多輸入/多輸出（MIMO）和多RU載波聚合等功能。

最后，多用戶MIMO（MU-MIMO）需要與O-DU供應商緊密合作。O-RAN聯盟已經通過O-RAN接口實現了標準化的通信，但是使用探測參考信號（SRS）和波束權重仍然是特定于供應商的。

O-RAN測試解決方案和用例

為了克服這些挑戰，您將需要一個測試解決方案，該解決方案應提供廣泛的功能，以涵蓋來自不同供應商的RU。M平面的靈活性要求模擬來自不同RU的多種行為。根據O-RAN.WG4.CUS.0-v05.00規范，您的測試解決方案還需要同時支持A類和B類O-RU和同步平面（S平面）功能，因此您可以驗證前傳同步。與特定的實現保持一致需要支持波束成形和MU-MIMO自適應。

圖2顯示了使用真實演進型分組核心（EPC）網絡進行5G非獨立（NSA）O-DU測試的可能配置。

圖2 RU模擬器和流量生成器支持5G NSA O-DU測試。

在此配置中，RU仿真器通過前傳eCPRI接口連接到DU，并使用X2接口上的LTE錨連接到CU。模擬器使用S1-AP接口連接到核心網絡。流量生成器提供網絡上的負載。

對于5G獨立（SA）測試，配置可以更簡單，因為RU模擬器不需要仿真eNB（圖3）。RU模擬器僅使用eCPRI接口連接到DU。

圖3 RU模擬器和流量生成器為5G SA O-DU測試提供了更簡單的配置。

但是，完整的O-DU測試需要環繞測試。圖4顯示了在5G NSA環境中使用模擬EPC進行環繞式O-DU測試的示例配置。

圖4 RU模擬器連接到核心網絡模擬器，以在5G NSA環境中啟用O-DU環繞測試。

RU仿真器通過eCPRI接口連接到DU，并通過X2接口通過LTE錨連接到CU，但是使用S1-AP接口連接到仿真核心網絡的仿真器。

圖5顯示了具有模擬5G核心網絡的5G SA的設置。如圖2所示，RU模擬器使用eCPRI接口連接到DU，但是模擬器模擬5G核心網絡。

圖5 RU模擬器和核心網絡模擬器可在5G SA環境中進行O-DU測試。

克服O-DU互操作性測試挑戰

O-RAN運動正在蓬勃發展。建立基于O-RAN標準的設備的公司正在導致對該規范的快速改進。O-RAN帶來的更大靈活性也代表了現在需要將各種網絡元素放在一起的移動網絡運營商的范式轉變。確保來自不同供應商的組件能夠無縫協同工作已成為當務之急。互操作性測試可能具有挑戰性，特別是對于DU，這是因為協議實現具有高度靈活性以及需要與RU緊密同步。測試解決方案具有廣泛的功能，可以覆蓋來自不同供應商的RU，這對于在O-DU互操作性測試中取得成功至關重要。

編輯：hfy