英特尔端到端为小基站产业赋能,开放、云化是主旋律

英特尔端到端为小基站产业赋能,开放、云化是主旋律
2019年08月23日 17:01 通信世界

小基站虽然容量小,但是将在5G时代发挥大作用。中国有句俗话说“秤砣小压千斤”,小基站将在5G时代发挥重要作用。

5G时代,超密集组网(Ultra Dense Network,UDN)的典型应用场景很多,且大多位于室内,为了解决未来移动数据流量增长1000倍以及大量5G时代室内业务的高速体验难题,除了增加频谱带宽以及采用先进的无线技术提升频谱利用率以外,最为有效的办法依旧是加密室内基站的部署从而提升空间复用度。因此,基于小基站应用和部署场景灵活多样的特性,小基站将在5G时代大展身手!

在近日召开的各大展会尤其是“MWC19上海”展上,小基站产品随处可见。在这些丰富的小基站产品背后,英特尔的身影也不断显现。据了解,英特尔提供端到端的解决方案,助力合作伙伴又快又高效地推出了多款小基站产品,更好地满足了运营商和合作伙伴的业务需求。

小基站在5G时代爆发是偶然更是必然

小基站的爆发出现在5G商用前夕,这与5G时代运营商的需求变化有关。这也为小基站“蓝海”时代的到来埋下重要伏笔。小基站的市场空间爆发主要基于两个方面趋势:一是运营商要面向垂直行业提供服务,二是满足传统网络信号覆盖增强的需要。

英特尔方面表示,由于5G高频段信号覆盖范围小、穿透建筑物能力弱,加之未来多数业务发生在室内,无论是高清视频、室内定位和VR/AR等个人消费业务,还是工厂、仓库、医院等垂直领域应用场景,都需要高性能的室内网络。小基站作为5G网络部署不可或缺的一部分,必将迎来新的“蓝海”。

面向众多垂直行业的需求,三大运营商在5G时代正在向服务垂直行业努力,服务垂直行业需要更大的连接、更低的时延、更大的吞吐率和带宽,运营商将面向很多政企客户(如交通、农业、企业园区等领域)提供各种各样的解决方案,所以会导致整个产业结构发生变化。运营商以前是英特尔的最终消费客户,但是5G时代运营商会成为解决方案提供方,来满足垂直行业的需求。在这种模式里,小基站尤其是扩展型皮站系统会变成一种重要的解决方案和业务提供模式。

在传统覆盖增强方面,针对5G个人用户覆盖情况,小基站是否会成为覆盖增强的助力,还需要结合运营商的实验网和测试情况来看。不过就目前的测试情况来看,扩展性皮站有可能会成为5G时代增强信号覆盖的重要选择。

英特尔端到端解决方案为合作伙伴赋能

基于对未来小基站市场的看好,英特尔很早便在小基站市场发力,目前已经可以推出成熟的端到端的解决方案为合作伙伴赋能。

英特尔5G小基站参考平台中的RRU基于英特尔Arria10 FPGA,能够为多个天线实时部署数字上变频(DUC)、数字下变频(DDC)、波峰因数降低(CFR)和数字预失真(DPD)。RRU中的英特尔Arria10 FPGA还部署了连接高速ADC和DAC所需的JESD204B/C接口。此外,英特尔eASIC结构化ASIC产品为RRU设计提供了低成本和低功耗的替代方案。

为满足新形势下的需求,行业在不断革新网络标准和技术,英特尔还通过FlexRAN参考架构,以及英特尔针对5G无线接入网的全套产品,包括英特尔至强处理器、英特尔eASIC、英特尔FPGA和英特尔可编程加速卡(英特尔PAC)等产品,提升架构处理大规模数据的能力,为5G的到来做好充分准备。

英特尔提供运行在英特尔至强处理器上的FlexRAN设计平台,并且用FPGA加速卡做前传FrontHaul和L2 LDPC的加速,使得通用型的设备能够达到专用BBU的性能和灵活度。英特尔的研究成果使得不但在基带部分和FlexRAN部分有前传和L2加速,同时英特尔FPGA和eASIC的技术在RHUB和RRU里也有端到端的解决方案,所以英特尔提供的是从Radio到HUB再到FlexRAN的完整解决方案。

英特尔端到端的小基站解决方案已经在众多小基站产品上大显身手。在“MWC19上海”上,英特尔和很多合作伙伴展示了丰富的设计方案,这些解决方案为合作伙伴发力小基站市场提供了极大的助力。

例如锐捷,大约在2018年下半年锐捷开始立项做小基站,在这之前锐捷从没有3G、4G基站和RRU的设计经验。通过英特尔给客户提供的端到端支持,即从基带、基于英特尔至强处理器的FlexRAN、FPGA加速、RHUB、Radio的FPGA加速,锐捷在2019年6月上海展器件,已经开始给中国移动提供产品进行实验区测试。所以英特尔的端到端解决方案可以助力原来没有相关经验积累的用户,快速实现产品的完善。而且到目前来看,合作伙伴给英特尔的测试反馈都十分良好。

同期展出的还有新华三5G小基站,它基于IT服务器基础设施与边缘云构建小基站的BBU,采用英特尔FlexRAN平台进行5G信号的物理层处理。BBU可以通过前传扩展单元连接多个pRRU射频单元,一方面支持对远端射频单元远程供电,另一方面有效地扩大了小基站的覆盖范围。远端射频单元pRRU将扩展单元下发的数字信号或模拟中频信号转成射频信号,实现5G NR的无线覆盖。同时,新华三还展出了基于OTII架构所研发的2U2路边缘服务器产品E3200 G3服务器,该产品基于第二代英特尔至强可扩展处理器,专门针对运营商边缘计算场景与IT化无线网络所设计。

另外,赛特斯基于英特尔FlexRAN开放参考设计平台快速开发推出的5G NR扩展型Picocell基站也在“MWC19上海”亮相,该产品支持支持3GPP R15规范,支持100MHz系统带宽,功能完备,部署灵活,可以帮助运营商实现室内场景和热点区域的5G覆盖。这一系列的合作都展现了合作伙伴对英特尔的信赖以及英特尔在5G小站技术方面的突出优势。

合作伙伴的小基站产品最终还是要提供给运营商,因此在产品的研发和设计过程中,英特尔和三大运营商也开展了密切的沟通合作。英特尔和中国移动、中国电信以及中国联通的研究院开展了很多深度的POC项目,包括接口、行业标准制定等,在这些方面英特尔都贡献了自己的方案。

小基站+边缘计算是未来趋势

5G时代,说到为垂直行业服务,把小基站与另一项服务垂直行业的重要技术相结合成为趋势,这项技术就是边缘计算。

观察国外小基站行业的发展趋势,5G的网络无论是RAN、MEC还是Core,都是要虚拟化的,虚拟化之后才能够使业务实现灵活部署。因此从需求来看,未来小基站可能需要实现云网融合。这种云网融合的小基站运营商称之为云基站。

英特尔也和运营商在上海展上合作展示了5G云小站产品。在“MWC19上海”上,英特尔联合中国移动研究院、京信通信正式推出了全球首款商用5G开放平台小基站,得到了产业链的高度关注,还在现场展示了这一5G开放平台小基站产品前期在中国移动研究院实验室及外场试点验证的成果,演示了5G业务峰值速率,成功接入开放智慧网管,以及与智慧室分的融合应用。

这款商用5G云小站采用主机单元+扩展单元+远端单元组成的三级分布式架构,结合英特尔至强处理器和FPGA产品,为用户和行业带来更高性价比的5G室内覆盖解决方案和高质量的业务体验,助力5G网络多元化发展。京信通信方面表示,英特尔的芯片方案具有很强的扩展性、技术先进性和通用性,很好地满足了5G小基站的要求。

5G云小站体现了使用英特尔通用平台的最大价值,它能够非常灵活地部署业务,可以实现一套硬件同时具备边缘计算和小基站的能力。由于运营商和合作伙伴都在积极面向垂直行业提供服务,因此英特尔提供产业、RAN、MEC、core、云计算平台等方面的全面解决方案,可以给合作伙伴提供为垂直行业服务的能力。例如,在上海展上,英特尔和中国电信联合展示了云网融合的方案,基于FlexRAN通用平台加上FPGA基础设施,不仅能够实现网络基础功能,还能进行计算,现场还演示了VBNG用于宽带的握手ETC,在同样的一个服务器和加速设备上实现了智慧园区人脸识别用于加速AI运算的功能等。英特尔的解决方案使得通用型设备既实现网络功能同时也具备计算功能。

另外,中国移动和英特尔、TiledMedia合作开发的360度8K VR应用,利用边缘计算快速响应、英特尔可扩展性视频技术、精准切流等优势,让用户在家中即可体验到约15兆码率高质量8K视频直播的魅力,随时随地观赏全球各地风景。

配合MEC的能力,小基站才能更好地为垂直行业服务。英特尔希望能够有更多的POC和研究院等,开展这样的试点和工程。从而推动小基站与MEC的融合发展。假设眼下合作伙伴使用运行在至强处理器上的FlexRAN服务器只做单一固定的基带处理,那么未来如果还需要计算功能,就要搭建其他的边缘型服务器,就会使设备冗余,不能高效工作。云基站既能够实现基站功能,也能够实现计算功能,那么产业发展就会变得更加虚拟化和高效。

想要实现5G网络赋能千行百业,除了需要实现良好的网络覆盖外,还需要实现云化,从而满足业务的灵活部署和快速上线的需要。对此,基于通用平台的解决方案成为破解这一难题的关键。英特尔认为,基于开放参考设计平台的5G小站将成为一种高性价比的室内覆盖方案,具备高度灵活性、易部署、可管可控的特点,同时具有数字化、IT化与智能化等特征,可量身定制满足不同室内场景的差异化需求,与此同时,可通过软硬件解耦、集成移动边缘计算与智慧室分结合,赋能更为广泛的垂直行业应用,实现更大的5G商业价值。

关于云网融合以及虚拟化,不同厂商有不同的理解。但是英特尔认为,虚拟化和云化是5G网络非常重要的特性。从国外的发展趋势来看,欧美国家都在朝着虚拟化方向发展,把室内网络功能虚拟化,一直到RAN侧。中国产业界是否也会朝着这个方向发展尚未可知。

5G小基站大规模部署尚面临挑战

在大规模商用部署之前,探讨5G时代小基站大规模覆盖的挑战很有必要。

一方面,网络如何更加开放是小基站大规模部署的重要挑战。英特尔认为未来网络应更加开放。无线网的开放是大势所趋,如中国移动早期提出的C-RAN,和现在发起的O-RAN组织,无论是从RAN测还是到核心网侧,都反映了通用和开放是业界的发展趋势,未来网络如果能够更开放,就会使产业发展更加灵活,会有更多的软件和硬件解决方案提供商参与进来,从而快速推动产业成熟。因此,网络如何更加开放是小基站大规模覆盖面临的重要研究方向。

作为O-RAN联盟的成员,英特尔和中国移动等行业伙伴密切合作,致力于实现O-RAN智能和开放的核心原则,推动5G网络基础设施的部署。英特尔与运营商共同推动RAN的开放参考设计,并与其他合作伙伴一起,共同推出云化5G基站解决方案,所展示的5G技术和应用包括O-RAN开放软件架构设计、5G云小站商用产品等。

另一方面,标准化也是小基站大规模覆盖面临的又一挑战。如何使行业形成标准化,比如硬件设备的标准化、软件接口的标准化、加速的设备对接的标准化是难点,只有实现了标准化才能够更好地开放和通用。目前来看,中国的设备厂商提供的方案都是从软到硬的整体解决方案,因此行业如何细分是关键。比如让某些企业提供硬件,某些厂商提供软件和系统方案,某些厂商可能是专业的系统集成和网络部署优化,产业需要更加细分和规范化从而实现高效运转。

在技术挑战方面,英特尔方面表示,5G小基站在技术方面已经基本成熟,但仍有两个可以改进的方向。一是目前市场上的小基站方案已经基本满足5G应用场景的需求,然而对于开放平台而言,平台的兼容性和各厂商之间的互联互通还需要不断推进,争取实现安装、施工、部署、运维一体化;二是如何把基站部署的密度做得更高,并在此基础上继续提高性能,以满足不同场景的需求。

在商业模式挑战方面,还需要运营商积极推动大规模部署小基站,从而带动更多的企业参与到产业链中,不断地扩大生态圈,更好地发展5G产业。英特尔携手中国移动、锐德世公司共同展示了5G NR SA模式参考架构(基于O-RAN联盟《基站O-DU和O-CU软件架构和应用程序编程接口(API)》规范)和将其用于高清视频和物联网应用的案例。该解决方案基于第二代英特尔至强可扩展处理器以及英特尔FlexRAN参考架构,将帮助移动运营商加快5G部署,并使用开放组件和来自多供应商生态系统的API。

在支持三大运营商产品标准化方面,英特尔也做了许多努力。三大运营商在硬件软件各个层面存在一定的共同性,还存在一定的差异。英特尔全力支持产业演进,在制定行业标准化方面,英特尔不断地参与和贡献,支撑产业发展,无论是至强处理器还是FPGA加速卡,包括软件DPDK、FlexRAN参考设计,英特尔都有持续的路标和演进来支持整个产业发展。

面向未来的智能互联世界,英特尔正聚焦于引领5G等转折性技术的发展,通过融合通信和计算引领未来5G变革。,相信在英特尔和运营商以及产业链众多合作伙伴的共同努力下,小基站将更快、更好、更有力地支撑5G应用在垂直行业落地生根。

【陈艳庆(英特尔中国运营商事业部技术专家),黎瑞珩(Intel Network and Custom Logic Group市场开拓经理),雷毅(Intel Network and Custom Logic Group技术专家),张晓文(英特尔无线首席架构师)对本文有重要贡献】

作者:程琳琳 梅雅鑫

责编/版式:王禹蓉

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