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什么是ORAN、D-RAN、C-RAN和vRAN？

时间：2023-08-10 11:34:26     来源：千家网


(资料图)

什么是ORAN、D-RAN、C-RAN和vRAN？

RAN是指无线接入网络，其将用户设备如智能手机、平板电脑等，与网络中的其他地方连接起来。RAN有三个组成部分：1.天线-将电信号转换为电磁波；2.无线电-确保电信号可传输；3.基带单元(BBU)-处理无线通信信号。这些BBU使用专有技术，锁定在供应商特定的软件。这种情况会增加操作复杂性，从而降低性能和协作。因此，电信行业开始寻找更好的解决方案，催生了ORAN、C-RAN、vRAN等技术；D-RAN是传统设置。

D-RAN
如上所述，RAN的三个组成部分是：

基带单元（BBU）：这些单元拥有关键任务所需的软件和电子设备，包括信号处理、安全实施、优化资源和错误检测。无线电：从BBU接收到适当的信号后，无线电将信号转换为可传输的形式。其还确保电波有足够的功率到达目的地，并处于正确的通道中。天线：这些设备将信号转换为电波；天线的尺寸取决于其所覆盖的区域。覆盖范围越大，天线尺寸越大。

所有这些组件都存在于D-RAN（即分布式RAN）的每个单元站点中。而从RAN到核心网的网络称为回程。资源优化可能很棘手，因为所有组件靠近每个天线。此外，这种情况使得网络扩展成本高昂。C-RAN旨在解决这种情况。

C-RAN
C-RAN或“云RAN”是一种集中式RAN架构，其中BBU不再位于蜂窝基站。特定区域中的BBU位于单个位置，在该位置管理资源变得更容易访问，从而获得更高的性能。此外，如果必须扩展网络，在单个位置添加更多BBU比在每个天线站点添加更多BBU更易于管理。除了回程，C-RAN还具有将BBU连接到不同区域的前传功能。然后，BBU像往常一样通过回程连接到核心网络。C-RAN结构还可以将BBU分为分布式单元（DU）和集中式单元（CU），创建另一条连接DU和CU的线路，称为中传。这种拆分缩短了CU与核心网之间的距离；DU将向无线电单元(RU)靠拢。
vRAN
尽管C-RAN使网络变得高效，但RAN单元运行在供应商的专有软件上。这种情况限制了多个电信企业之间的协作，因此解决方案是使用标准服务器并虚拟运行BBU、CU和DU。这意味着可以在同一台服务器上运行各种网络功能，如路由器、防火墙和负载平衡器，而不是在不同的设备上。这样就可以实现软件和硬件的分离，不再需要使用特定于供应商的软件。这降低了硬件成本，使网络扩展和协作变得更加容易。
ORAN
即使不受使用vRAN的特定硬件供应商的影响，仍然必须从同一供应商获得RU、CU和DU的虚拟化技术，因为它们的专有软件。ORAN旨在通过引入开源软件和制定标准来解决这个问题。可以使用不同的RU、CU和DU供应商。根据O-RAN联盟的规定，必须为每个RU、CU和DU使用特定规范，以使其具备ORAN功能。它们成为O-RU、O-CU和O-DU。OvRAN是这种开放式虚拟化RAN的名称。

D-RANC-RANvRANORAN
每个站点上的BBU和RU适用于多个站点的集中式BBU或CU/DUBBU、CU和DU使用网络功能虚拟化在服务器上运行服务器运行开源软件
仅从BBU到核心网络的回程连接从RU前传到BBU，然后回传到核心网络，或前传到DU，然后中传到CU，然后回传到核心网络前传至DU，中传至CU，然后回传至核心网络前传至DU，中传至CU，然后回传至核心网络
资源优化困难依赖专有硬件和软件加强资源优化消除了对特定硬件的依赖消除供应商锁定

O-RAN的目标
O-RAN联盟的目标是利用任何供应商来构建RAN架构。在目前的ORAN中，必须使用来自制造天线的同一供应商的RU。如此，可以拥有来自不同供应商的DU和CU。
5G对ORAN的需求
5G旨在加强广泛合作的许多工业部门的运营，因此，需要拥有高度协作的5G架构，而不是锁定于任何特定的供应商。而只有开放式架构才能满足这一标准，因此ORAN和O-RAN联盟对于高效使用5G技术至关重要。此外，5G的高速度、低延迟和高设备容量增加了网络攻击的风险。ORAN架构具有多项有利于5G基础设施的安全功能：

软件和硬件分解可以提高安全性。因为需要新的接口，这些接口具有单独的安全层。功能的分解确保任何安全漏洞都不会影响所有网络功能。ORAN架构实现了零信任安全，所有设备和用户都必须定期重新验证自身。

总之，蜂窝服务中的RAN架构经历了几代的重大转变。其从D-RAN变为C-RAN，以改进资源优化和软硬件分解的vRAN。最后，O-RAN联盟的目标是构建一个开放的RAN架构，可以在其中使用任何供应商来构建无线接入网络。除了消除供应商锁定和改进协作之外，ORAN对于5G架构也是必要的。由于软件和硬件分解，其提高了安全性，增加了额外的安全层。ORAN架构规范还包括信任实现，其中每个设备都会不时重新验证。

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