NEC 5G技術 RAN 樂天 RU

NEC擁抱5G Open RAN 生產小型/低功耗RU設備

2020-09-11
今年3月NEC與樂天行動(Rakuten Mobile)宣布,共同研發生產5G Open RAN的無線電單元(RU)設備,NEC也開始生產設備並正式出貨。NEC在其中不僅擔任RU設備生產商,也身負系統整合商的角色,整合不同元件供應商來製造,以及分擔供應商的責任。為何NEC願意加入樂天行動5G Open RAN供應鏈?NEC集團網路服務事業群行銷溝通部門資深經理荷川取陽子(Nikawadori Yoko)表示,NEC部署Open vRAN可以迅速引進服務至市場(Time-to-Market)、提高效率性(Operational Efficiency)和仰賴多元供應商,來組裝一個具有效率、速度和彈性的網路系統,並且憑藉5G特性從原本作為通訊服務提供商(CSP)轉型為數位服務提供商(DSP)。

在3G時代開始,少數設備供應商掌控著RAN設備的製造技術,包括從RU、DU(分布單元)到CU(中央單元),以及軟體系統等都把持在它們的手中,如同黑盒子般,無法讓外界得知盒子中的內容物擁有何種規格與標準,壟斷了整個通訊產業。直到2018年,產業界開始出現Open RAN的聲音,希望能夠在5G時代中能夠打破這種技術壟斷,揭開並共享這盒子的秘密,吸引更多廠商來加入,讓市場可以更多元化,降低營運商部署5G的成本。因此,國外紛紛成立了提倡Open RAN概念的組織,國外部分電信商也勇於突破使用Open RAN來部署。

其中,日本的樂天行動大聲疾呼不使用過去傳統RAN布建方式的做法,全面利用Open RAN技術在日本部署5G行動網路基礎建設。樂天行動的5G RAN產業鏈拋棄了選擇傳統RAN設備大廠來建造,則號召科技廠商加入,日本科技大廠NEC也包含在內,協助樂天行動生產RU設備。

1G到4G製造經驗 無痛擁抱Open RAN

起初,NEC在1G/2G時期已經開始生產手機;3G/4G世代,他們開始發展行動寬頻技術和投入3G/4G標準化制定;直到現今5G世代,NEC也在國際電信聯盟(International Telecommunication Union,ITU)提出三大規範下,包括增強行動寬頻通訊應用(Enhanced Mobile Broadband,eMBB)、建置高可靠低延遲通訊(Ultra-reliable and Low Latency Communications, URLLC)和大規模機器型通訊(Massive Machine Type Communications,mMTC)環境等,共同與通訊服務提供商、垂直合作廠商提供相關5G商業服務,以及在各種場域建構5G環境。NEC同時也加入了O-RAN組織與其他廠商來制定Open RAN標準化的規範,荷川取陽子表示,NEC想要建造是真的5G環境,不僅利用開放架構生態系統,從通訊服務提供商轉為數位服務提供商外,同時也打造了一套5G垂直產業鏈平台(5G Vertical Business Platform),從網路層(5G Ready Network Ecosystem)、混合雲生態層(Hybrid Cloud Ecosystem)到服務層(Digital Service for Business Users),由下至上提供不同層面的解決方案,來支持5G應用的服務,例如製造、醫療和交通(見圖1)。

圖1:NEC打造5G垂直產業鏈平台,資料來源:NEC

推動Open vRAN三大優勢

在Open RAN方面,由於傳統RAN設置都是封閉性生態,都必須依靠單一設備供應商的產品與技術能力,例如RU、DU和CU設備特性與功能都掌握在同一家廠商手中,造成後續仍需要請求同一個廠商來維護設備,從生產、建置、部署到維護都受到單一廠商垂直壟斷,營運商無法更有彈性地選擇其他廠商。這樣情況下,價格都由少數大型設備商控制,營運商難以降低建置成本,因此,市場上開始出現了要發展Open RAN技術的聲音。荷川取陽子認為,面對RAN大型通訊設備商寡斷市場的情況,NEC也同樣支持Open RAN概念,「我們現在想要做的事情都是Open vRAN,因為Open vRAN就是想要做透明的網路建置來提供白盒子,讓大家可以在透明空間進行網路建構,擺脫傳統大型供應商的束縛。」

荷川取陽子指出,Open vRAN提供三大好處,首先是迅速進入市場(Time-to-Market),這能夠更快引進5G服務至市場,推動5G在各種場域更迅速;第二是提升執行效率(Operational Efficiency),Open vRAN可以提供更有效率方式,來建置一個網路生態;最後是仰賴多元供應商(Play Diversity),同時取自不同供應商的優勢來執行網路建置,同時建造出更有彈性的項目。

除此之外,樂天行動在RU設備部署方面,捨棄了過去傳統大型設備商,轉向與NEC合作來開發,但面對過去技術與規格由大型設備商把持的障礙,荷川取陽子表示,NEC長期一直生產RU設備,具有長期生產技術能力和合作夥伴,較沒有這方面的問題。

由於Open RAN仰賴多元供應商,RAN內部各單元設備元件已經不再像倚賴單一設備商,利用不同廠商協力開發,生產模式轉變成開放生態系統(Open Ecosystem approach)取向,擁有更開放、彈性和更符合成本需求的環境。NEC身為樂天行動專門生產RU設備的供應商,不僅提供RU設備外,也提供整體網路的解決方案,同時承擔了系統整合的工作,必須整合多家廠商元件來組裝,且要分擔供應商的責任,若發生問題時,則需要提出對應策略。荷川取陽子表示,Open RAN雖然開放了每一層的架構,但NEC都是遵照O-RAN標準來生產設備,因此與其他供應商在相互連接性方面沒有太大問題,同時透過合作與內部連結測試,不僅在產品技術方面能更接近彼此,且可以擴展商業領域,增加商業合作的可能性。

生產低功耗/小型化RU設備

NEC已經著手製造低功耗/小型化的RU設備,它利用最先進的元件和失真補償技術方式,節省設備30%的電力,以及在無線傳送裝置PASOLINK崁入的小型實裝技術,縮小RU設備的尺寸。目前,NEC生產的RU設備配合先前開發OAM模式的多重無線傳輸技術,未來能夠在150GHz頻段上執行100公尺的即時多層通訊傳輸,來實踐5G通訊需求的大容量傳輸技術(見圖2)。

NEC不僅協助樂天開發符合Open RAN技術的RU設備,它也協助樂天在電信業務支撐系統(BSS)和營運支撐系統(OSS)建立自動化方案來降低成本,並且啟動雲端原生平台。不僅如此,NEC在2019年已經向日本電信公司NTT DOCOMO提供符合O-RAN前端介面的規範,並支持3.7GHz、4.5GHz和28GHz的小型基地台(Smell Cell) ,以及持續與NTT DOCOMO共同開發相關產品。

圖2:NEC生產小型且低功耗RU設備,資料來源:NEC

Open RAN先行部署5G專網

目前5G Open RAN各項介面標準仍在討論,還無法制定統一性的開放標準。另外,儘管5G RAN在全球許多國家已經開始建置,但4G RAN仍占主要地位,非獨立組網(Non-standalone,NSA)還是行動網路的核心架構。在此條件下,5G Open RAN難以在電信級環境實踐,因此,部分業界認為5G Open RAN必須全面達到5G獨立組網(Standalone,SA)模式才適合部署。荷川取陽子認為,雖然現在一部分供應商逐漸改成SA模式,但Open RAN在NSA模式也能夠執行,無論是SA或NSA都是有效的方法。

然而,目前5G Open RAN還無法在電信級程度部署,但開始有許多設備提供商在5G專網或Local 5G先行部署。由於專網或私有網屬於封閉性網路環境,在應用方面相對電信使用相對單純且影響性不高,例如工廠、醫院或企業內部等,故設備提供商都會在專網環境設置Open RAN,來當作實驗性場地(見圖3)。NEC集團全球業務事業群行銷溝通部門資深經理久嶋努(Kushima Tsutomu)指出,目前像是專網或Local 5G這類封閉性的網路環境,能夠可以先利用開放架構的方式,這方面肯定是未來部署5G Open RAN的潮流,Local 5G不僅增加網路速度,重點是增加效率來提升企業整體價值。

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