5G技術 開放架構 Open RAN SDN NFV MANO EMS NMS

電信級網路維運穩定為重 開放架構系統整合居要角

2020-09-25
5G開放架構對台灣資通訊產業帶來全新的商機,負責網路維運責任的系統整合業者,在軟硬體解構的過程中,擔負網路穩定性的角色,成為5G開放架構發展的關鍵。

 

5G開放架構引發產業投入熱潮,軟硬體白牌化開創許多新商機,新興電信營運商如日本樂天(Rakuten)與美國Dish Network宣布5G網路採用開放架構布建,更是激勵資通訊業者,加上企業專網應用將大舉導入各個垂直領域,軟硬體需求形成一片芳草鮮美的迦南美地,包括網通、伺服器等硬體廠商與軟體、營運服務廠商,都大舉投入技術研發,試圖在新市場搶占有利的位置。

Open RAN將過去由電信設備商扮演的角色,拆解成許多不同部分,以過去公眾網路的營運為例,電信業者需要提供365×24全年無休、不斷線並且高品質的服務,由於過去電信設備軟硬體高度整合,以Nokia、Ericsson這類廠商扮演整合性服務的角色,除了銷售設備給電信商之外,也擔負網路維運穩定性的重責大任,電信商網路服務出現任何問題通常唯設備商是問。5G開放架構將RAN軟硬體解構,相關服務責任也需要有人承接,所以能擔負網路穩定性的系統整合(System Integration)業者,成為5G開放架構發展的關鍵。

5G開放架構發展水到渠成

開放架構的發展不是5G時代才興起,早在3G時代,3GPP就設有專門的技術討論分組,只是發展進度都停留在紙上談兵的階段,一直到4G的後期產業化推動才逐漸熱絡。5G設備的解構也不是無中生有,其實是有多項主客觀因素搭配的水到渠成,伸波通訊董事長黃文傑表示,5G開放架構之所以形成風潮,其實是幾個要素競合的結果,包括軟體與硬體、IT與CT,4G與5G網路因為擔負越來越多任務,所以希望提升架構彈性,而推動軟體化與虛擬化。

企業(運營商)要選擇開放原始碼與開放網路架構來布建5G網路的原因,黃文傑認為包括:降低資本支出、快速結合AI新興應用與降低維護成本等。使用雲端中心軟體建置網路,可以降低設備資本支出,尤其在大型網路效益會更加顯著;另外,網路資料大增,透過AI將資料轉成對營運有幫助的資訊,才是真正的價值,畢竟有限、片段的資料只是Data of Transaction,但藉由5G開放網路架構能夠把萬事萬物透過5G網路實時記錄,對商業運作的洞察再也不是片段的,資料價值提升到Data of Observing的層次;再者,開放架構發展成熟後讓網路安全維護變得更簡單,有效降低維護成本。

電信設備虛擬化的演進從2010年傳輸面的軟體定義網路(Software Defined Network, SDN),到2014年網路功能虛擬化(Network Function Virtualization, NFV),2018年網路管理協作(Management and Network Orchestration, MANO),到2019年接取網路虛擬化(Virtualization RAN, vRAN),促成電信架構虛擬化成熟,讓5G成為第一個E2E全軟體雲端服務打造的網路,造就樂天與Dish的投入。黃文傑強調,5G網路虛擬化/解構化之後帶來數位整合與數據處理的好處有利於與大數據/AI結合運用於萬物聯網。

電信等級網路維運穩定性要求高

在開放架構的模式底下,供應商型態更為多元,以NEC為例,該公司身為樂天行動射頻單元(Radio Unit, RU)供應商,除了提供RU設備外,也提供整體網路的解決方案,同時承擔系統整合的工作,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。開放架構解構了RAN的軟硬體,但電信級網路的服務要求不會因此降低。

5G開放架構管理的重要性已經普遍獲得產業認同,華電聯網資通系統整合處經理江仕祥(圖1)提到,網路元件(Network Element)會提供元件管理系統(Element Management System, EMS)來管理,但一個網路有諸多網路元件,即有多個廠商的EMS,就需要有一個系統商可整合不同廠商之EMS,成為更高層的網路管理系統(Network Management System, NMS)。因為開放架構的白牌設備製造商,一般沒有電信網路維護經驗或NMS及應用研發客製化能力,系統整合相對卻更重要,所以就需要系統整合商規畫建置合適的伺服器,把客製化軟體部署在上面,可以提供端到端完整的服務。

圖1  華電聯網資通系統整合處經理江仕祥表示一個網路有諸多網路元件,就需要有系統商可整合不同廠商之EMS,成為網路管理系統NMS。

然而,網通廠很少自行組建大型網路,華電聯網資通系統整合處資深經理李星德(圖2)指出,台灣廠商一直以來都是製造導向,只負責生產設備,對於電信網路設計方式、原理或運作流程相對不了解,華電聯網專長在網路維運,也希望可以透過系統整合的角色協助,要連接到電信網路,系統整合商的角色剛開始可能需要協助除錯以找到問題。華電聯網過去已經有從事3G、4G大型網路的經驗,可以協助專注在提供硬體設備的網通廠發揮最大價值。

圖2  華電聯網資通系統整合處資深經理李星德認為台灣廠商長期以製造為導向,只負責生產設備,對於電信網路設計方式、原理或運作流程相對陌生。

開放架構系統整合能力不可免

隨著系統整合角色在開放架構中益發重要,多數投入廠商都清楚認知如果能為自己的產品或服務負起維運責任,才是在Open RAN產業鏈中的真價值,華電聯網從網路服務的角度切入,強調可以為設備供應商分擔系統整合的需求;NEC長期以來發展基地台的射頻前端技術,進入5G開放架構,也將自己定義成5G RU的系統整合商;而伸波的專長為資料分析與處理,協助電信公司篩選資料並轉換成有用的資訊,黃文傑說,該公司也希望能在資料處理與分析這個環節擔任系統整合角色。

另外,明泰針對5G開放架構有整體性的規畫與投入,以產業特性而言,投入RU最為理所當然,但是該公司從系統角度思考,所以投入完整接取網路RU、CU、DU的開發,甚至掌握架構底層實體層晶片技術,並特別成立處理系統整合業務的辰隆科技。辰隆科技總經理婁道生表示,明泰除了完整RAN硬體之外,也投入整合服務,尤其在企業專網的應用上,希望能提供客戶與電信設備廠商相近的服務,但成本可以大幅降低,理想是目前電信設備價格的1/10。

另外,網通界的霸主思科(Cisco)在5G開放架構展現強烈的企圖心,除了是樂天開放架構專案的系統整合商之外,也在台灣政府推動的5G網路開放架構驗測平台中,扮演系統整合的角色,台灣思科產品發展暨策略事業群資深電信策略顧問劉志鴻指出,目前台灣的開放架構發展以互連互通為主,目標對象是企業專網,接下來維運與開放設備資安風險也是關注焦點。

過去封閉式架構由於軟硬體放在黑盒子裡面,電信設備商可以採用專有特定的手法建構安全機制,防護上也較容易發現與防堵漏洞。反觀開放架構,台灣思科首席資安顧問游証硯提醒,5G網路的開放伴隨虛擬化,所以機房會分布在更多地方,初期不但管理難度提高,安全漏洞也更多,電信等級的資安要求更甚於一般網路,但以NCC的電信監管做法來看,政府管理的是提供水管的電信營運商,並沒有針對水管裡的資料進行限制,其實在網路攻擊發生時,電信業者可以知道問題所在,但僅止於事後補救,畢竟事前預防紅線很難界定,也害怕引發影響言論或網路自由的爭議。

搶占開放架構商機SI為戰略高地

5G開放架構對台灣資通訊產業帶來全新的商機,過去電信設備供應商身為系統整合者,承擔網路維運責任的角色,在軟硬體解構的過程中,不能就此消失,這部分的角色如何延續是更重要的議題。從目前投入開放架構技術的廠商來觀察,多數廠商都認知到這部分的重要性,所以未來可能有單一廠商,類似Cisco這種平台型的廠商,可以整合所有供應鏈中的軟硬體,為網路維運負起全責;也有可能分層負責,所有供應商都對自己的服務與產品負起維運的責任。

所以產業鏈中可能會出現供應商都具備系統整合能力的狀況,也有業界人士指出,有能力提供更多層次設備,像是明泰這種發展完整RAN產品的廠商,更能在產業鏈中負起網路維運責任角色,這也是接下來眾多投入開放架構的軟硬體廠商勝出的關鍵。值得注意的是,開放架構中重要的系統或管理軟體,目前台灣廠商掌握度較低,大多依賴國外廠商,因為開放架構中軟體重要性也很高,網路維運責任未來可能落在軟體廠商手上,台灣廠商若未能掌握可能還是會被迫走回代工老路。

 

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