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中国移动提出C-RAN无线接入网架构
作者：张鹏
来源：通信世界周刊
日期：2010-05-04 14:24:56
摘要：4月23日，中国移动通信研究院（以下简称中移研究院）召开无线接入网绿色演进国际研讨会，提出了面向绿色演进的新型无线接入网架构C-RAN，并以白皮书形式对其组织架构、关键技术及实施方案予以阐述。
4月23日，中国移动通信研究院（以下简称中移研究院）召开无线接入网绿色演进国际研讨会，提出了面向绿色演进的新型无线接入网架构C-RAN，并以白皮书形式对其组织架构、关键技术及实施方案予以阐述。同时为尽早实现C-RAN产业化，中移研究院还联合该项目的四大核心厂商IBM、中兴通讯、华为和英特尔共同签署了谅解备忘录(MoU)。
“这是中国移动结合自身对未来移动通信做出的判断，也是我国电信运营商首次在无线接入领域提出的演进架构，C-RAN中的‘C’代表了集中化处理（Centralized）、协作式无线电（CollaborativeRadio）和实时云计算（Real-timeCloudComputing）。”中移研究院副院长王晓云还表示，目前C-RAN仍处于原型机系统的验证阶段，未来能否攻破难点、实现产业化还需要电信设备商与IT系统厂商的群策群力。
据中移研究院介绍，此次发布的C-RAN架构在技术组成上，主要是由远端无线射频单元（RRU）与天线组成的分布式无线网络，具备高带宽、低延迟的光传输网络连接远端无线射频单元，通用处理器和实时虚拟技术组成的集中式基带处理池三大部分组成。
与传统RAN相比，C-RAN无论在组网方式，还是技术选择方面都具有革命性，面对中国移动目前较为完善的基站部署体系，C-RAN在未来无疑将实践不断成熟、逐一替换的演进路线。而这种替换并非短期之内就能实现，因为在中国移动勾勒的新型无线接入网架构中，光网络传输带宽、协作式多点处理、基站虚拟化和服务网络边缘化等技术都将成为关乎成败的关键挑战。
小区分裂扩容临近极限
在发布中，“绿色”成为C-RAN的核心词汇——并非有意迎合当下的“低碳”号召，而是中国移动自身在控制流量、成本、功耗方面的能力提升工作已经迫在眉睫。
近年来，移动互联网流量和无线空口资源间的增长差距日益明显。有数据显示，目前移动互联网流量的年度复合增长率在131%，而空口资源的年度复合增长仅为55%。为此，中国移动不断增加基站数量，目前已拥有50万的无线基站总量。但由此带来的负面效应是，电力消耗近5年内翻番，仅2009年的电力成本消耗就超过100亿元人民币。
如此巨大的能源开支已经让中国移动警醒——“绿色”不是产业趋势，而是摆在眼前的棘手问题。
另一方面，目前基站的孤立建设方式也无法满足日益增长的数据流量需求，更不能适应具备潮汐效应的动态网络负载。
中移研究院无线所所长黄宇红表示，为了提升基站容量，中国移动过去不断采用先建蜂窝、再小区分裂的方式扩容，但这种提升手段毕竟有限。“现在的小区已经越来越密集，有些站间距仅为100～200米，出现了较高的频谱复用因子且基站间无线信号干扰严重。”
C-RAN三阶段 分步实施
从无线接入网架构层面考虑节能增效，成为了中国移动研究C-RAN的根本出发点。利用集中式基带池、协作式无线网络以及开放性平台，中国移动希望C-RAN能够在未来有效减少机房数量，并提高频谱效率。
根据中国移动某省试点的部署情况预计，基于同样的网络规模，C-RAN较传统网络配置，其运维支出减少50%，投资支出降低15%。
而针对C-RAN的架构实施，中国移动也提出了三阶段分步计划：第一阶段（1～2年），基站通过分离的远端无线射频单元（RRH）和基带单元（BBU）实现集中式基站，并实现多个BBU基带处理资源的载波级调度；第二阶段（2～3年），BBU的基带处理完全由通用处理器（GPP）的软件无线电（SDR）实现；第三阶段（3～5年），BBU建立在通用处理器上，以软件无线电实现基带处理，由此组成一个巨大的计算池——“实时云计算基带池”。
在这期间，C-RAN将主要满足于主流无线网络的部署需求，比如宏蜂窝基站、微蜂窝基站、微微蜂窝基站以及室内分布系统，同时与一些新兴的辅助类型基站，如Femto基站、中继站等互为部署补充。
通信与IT厂商各抒己见
应该说，C-RAN的提出再次印证了中国移动，这家拥有世界上最多用户数量的电信运营商的技术前瞻性和产业话语权——不再跟随国外厂商的技术演进，逐步形成属于自己的游戏规则。
“去电信化”、“通信与IT融合”则是C-RAN架构的显著特征，面对这样的变革趋势，很多主流的通信厂商与IT厂商也是反响热烈。
中兴通讯无线产品系统架构师向际鹰表示，采用通用处理器是C-RAN去电信化的集中表现，从计算能力和成本角度考虑，通用处理器作为软件化程度最高的处理方式应该成为发展趋势，且与现有DSP处理器相比，操作系统和虚拟化能力也是优势所在，“但现在的问题在于，这一趋势究竟会在几年后发生还不能确定，目前仍需观望”。
“基于云计算的C-RAN接入网，在城域网的物理平台中，其数据分流并非只能回传核心网，也可以提高基站侧处理能力，让服务趋向网络边缘化。”华为研究部无线通信高级构架师刘晟如是说。
与此同时，来自传统IT系统厂商们的回应也很积极。据悉，目前英特尔已联合合作伙伴着手研发基于IA的C-RAN架构应用和有关云基站系统（BTS）的改进工作。而IBM方面也与中国移动就C-RAN中涉及的基于软件无线电的通用处理器、可扩展的无线网络云和分布式递送的边缘计算等技术难点进行深入交流。
“这是中国移动结合自身对未来移动通信做出的判断，也是我国电信运营商首次在无线接入领域提出的演进架构，C-RAN中的‘C’代表了集中化处理（Centralized）、协作式无线电（CollaborativeRadio）和实时云计算（Real-timeCloudComputing）。”中移研究院副院长王晓云还表示，目前C-RAN仍处于原型机系统的验证阶段，未来能否攻破难点、实现产业化还需要电信设备商与IT系统厂商的群策群力。
据中移研究院介绍，此次发布的C-RAN架构在技术组成上，主要是由远端无线射频单元（RRU）与天线组成的分布式无线网络，具备高带宽、低延迟的光传输网络连接远端无线射频单元，通用处理器和实时虚拟技术组成的集中式基带处理池三大部分组成。
与传统RAN相比，C-RAN无论在组网方式，还是技术选择方面都具有革命性，面对中国移动目前较为完善的基站部署体系，C-RAN在未来无疑将实践不断成熟、逐一替换的演进路线。而这种替换并非短期之内就能实现，因为在中国移动勾勒的新型无线接入网架构中，光网络传输带宽、协作式多点处理、基站虚拟化和服务网络边缘化等技术都将成为关乎成败的关键挑战。
小区分裂扩容临近极限
在发布中，“绿色”成为C-RAN的核心词汇——并非有意迎合当下的“低碳”号召，而是中国移动自身在控制流量、成本、功耗方面的能力提升工作已经迫在眉睫。
近年来，移动互联网流量和无线空口资源间的增长差距日益明显。有数据显示，目前移动互联网流量的年度复合增长率在131%，而空口资源的年度复合增长仅为55%。为此，中国移动不断增加基站数量，目前已拥有50万的无线基站总量。但由此带来的负面效应是，电力消耗近5年内翻番，仅2009年的电力成本消耗就超过100亿元人民币。
如此巨大的能源开支已经让中国移动警醒——“绿色”不是产业趋势，而是摆在眼前的棘手问题。
另一方面，目前基站的孤立建设方式也无法满足日益增长的数据流量需求，更不能适应具备潮汐效应的动态网络负载。
中移研究院无线所所长黄宇红表示，为了提升基站容量，中国移动过去不断采用先建蜂窝、再小区分裂的方式扩容，但这种提升手段毕竟有限。“现在的小区已经越来越密集，有些站间距仅为100～200米，出现了较高的频谱复用因子且基站间无线信号干扰严重。”
C-RAN三阶段 分步实施
从无线接入网架构层面考虑节能增效，成为了中国移动研究C-RAN的根本出发点。利用集中式基带池、协作式无线网络以及开放性平台，中国移动希望C-RAN能够在未来有效减少机房数量，并提高频谱效率。
根据中国移动某省试点的部署情况预计，基于同样的网络规模，C-RAN较传统网络配置，其运维支出减少50%，投资支出降低15%。
而针对C-RAN的架构实施，中国移动也提出了三阶段分步计划：第一阶段（1～2年），基站通过分离的远端无线射频单元（RRH）和基带单元（BBU）实现集中式基站，并实现多个BBU基带处理资源的载波级调度；第二阶段（2～3年），BBU的基带处理完全由通用处理器（GPP）的软件无线电（SDR）实现；第三阶段（3～5年），BBU建立在通用处理器上，以软件无线电实现基带处理，由此组成一个巨大的计算池——“实时云计算基带池”。
在这期间，C-RAN将主要满足于主流无线网络的部署需求，比如宏蜂窝基站、微蜂窝基站、微微蜂窝基站以及室内分布系统，同时与一些新兴的辅助类型基站，如Femto基站、中继站等互为部署补充。
通信与IT厂商各抒己见
应该说，C-RAN的提出再次印证了中国移动，这家拥有世界上最多用户数量的电信运营商的技术前瞻性和产业话语权——不再跟随国外厂商的技术演进，逐步形成属于自己的游戏规则。
“去电信化”、“通信与IT融合”则是C-RAN架构的显著特征，面对这样的变革趋势，很多主流的通信厂商与IT厂商也是反响热烈。
中兴通讯无线产品系统架构师向际鹰表示，采用通用处理器是C-RAN去电信化的集中表现，从计算能力和成本角度考虑，通用处理器作为软件化程度最高的处理方式应该成为发展趋势，且与现有DSP处理器相比，操作系统和虚拟化能力也是优势所在，“但现在的问题在于，这一趋势究竟会在几年后发生还不能确定，目前仍需观望”。
“基于云计算的C-RAN接入网，在城域网的物理平台中，其数据分流并非只能回传核心网，也可以提高基站侧处理能力，让服务趋向网络边缘化。”华为研究部无线通信高级构架师刘晟如是说。
与此同时，来自传统IT系统厂商们的回应也很积极。据悉，目前英特尔已联合合作伙伴着手研发基于IA的C-RAN架构应用和有关云基站系统（BTS）的改进工作。而IBM方面也与中国移动就C-RAN中涉及的基于软件无线电的通用处理器、可扩展的无线网络云和分布式递送的边缘计算等技术难点进行深入交流。
