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1、中國移動通信集團有限公司中國移動通信集團有限公司編制單位編制單位：中移智庫中移智庫、中國移動通信研究院中國移動通信研究院、中國電信股份有限公司中國電信股份有限公司研究院研究院、中國聯合網絡通信有限公司研究院中國聯合網絡通信有限公司研究院、中信科移動通信技術股中信科移動通信技術股份有限公司份有限公司、亞信科技亞信科技（中國中國）有限公司有限公司、聯想研究院聯想研究院、中國科學院中國科學院計算技術研究所分布式系統研究中心計算技術研究所分布式系統研究中心、北京郵電大學北京郵電大學、中關村泛聯移中關村泛聯移動通信技術創新應用研究院動通信技術創新應用研究院6G6G 服務化服務化 RANRAN 白皮書白皮

2、書（2022023 3 年年）中國移動6G 服務化 RAN 白皮書（2023）前前言言5G 核心網革命性地將服務化架構作為網絡基礎架構，實現了網絡功能的可獨立擴容、獨立演進、按需部署，并在持續推動服務化功能與框架的增強與優化。6G 將在 5G 的基礎上，圍繞“領域拓展、機制深化、要素擴展”三個維度，開展全服務化設計。領域拓展方面，服務化機制將向無線接入網擴展，從接口服務化向功能服務化分階段展開；機制深化方面，將在現有 5G 服務化基礎上，進一步探索服務解耦和服務調用效率提升；要素擴展方面，進一步引入 AI、計算、數據等要素，推動 DOICT 的深度融合。服務化 RAN 是實現全服務化設計的關鍵

3、。中國移動、中國電信、中國聯通、中信科移動、亞信科技、聯想、中科院計算所、北京郵電大學、中關村創新院一直在積極推動業界對服務化 RAN 的研究與思考，6G 服務化 RAN 白皮書 2.0（2023）作為6G 服務化 RAN 白皮書（2022）1的繼承與延續，旨在分享服務化 RAN 最新的研究思路，包括服務化 RAN 的定義、架構模式、設計思路、端到端流程等，供業界同仁參考。中國移動6G 服務化 RAN 白皮書（2023）目錄目錄一、一、服務化服務化 RAN 是實現云原生是實現云原生 RAN 的關鍵的關鍵.1二、二、服務化服務化 RANRAN 應用場景應用場景.3三、三、服務化服務化 RAN 相

4、關概念相關概念及定義及定義.33.1 云化 RAN 與云原生 RAN.33.2 微服務架構與基于服務的架構.43.2.1 常見架構模式對比.43.2.2 服務化 RAN 的架構模式.63.3 服務化 RAN 的定義.7四、四、服務化服務化 RAN 體系化設計體系化設計.84.1 服務化 RAN 演進路線.84.2 RAN 控制面服務化.94.2.1 NF 及 NF service 定義.94.2.2 RAN 基本方案.104.2.3 RAN 與 CN 聯合設計.114.2.4 RAN 與 UE 之間的交互.134.3 RAN 用戶面服務化.144.3.1 NF 及 NF service 定義.

5、144.3.2 基本問題與方案.154.4 服務化演進.184.4.1 多維能力服務化.184.4.2 架構模式靈活化.194.4.3 軟硬件聯合優化.204.4.4 運維管理智能化.20五、五、關鍵挑戰關鍵挑戰.21六、六、總結總結.21縮略語列表.22參考文獻.23中國移動6G 服務化 RAN 白皮書（2023）1一、一、服務化服務化 RAN 是實現云原生是實現云原生 RAN 的關鍵的關鍵為了滿足多樣化業務對網絡的敏捷性、靈活性和可擴展性的要求，網絡向虛擬化、云原生化轉型已是必然趨勢，云原生 RAN 也得到了全球運營商的廣泛青睞。云原生 RAN 有助于運營商構建高成本效益、高運營效率、綠色

6、、全自動化無線網絡，并為客戶提供創新服務。與其他云原生架構相似，容器化、微服務架構和 Kubernetes 編排是云原生RAN 的核心特征。容器化與 Kubernetes 編排更多地是實現方式，微服務架構則體現為功能的重構?；谖⒎占軜?，RAN 被構建為松散耦合服務的集合。每個服務都執行特定的功能，可以獨立開發、部署和擴展，也可以在任何基礎設施和容器平臺上開發、部署、擴展2。但微服務架構并不是 RAN 改造過程中可以采用的唯一架構模式，因此先將面向云原生設計原則進行功能改造的 RAN 稱為服務化 RAN，在第三章中將給出服務化 RAN 的定義以及采用架構模式的建議。具體地，服務化 RAN/云

7、原生 RAN 的驅動力大致可以包括使能 6G 網絡與賦能行業應用兩個方面：1、在在賦能賦能業務應用方面：業務應用方面：能力開放共享能力開放共享：RAN 能力需要開放給更多網絡功能或第三方應用，以更好賦能行業應用。通過 SBI 直接開放可以避免過多的 P2P 接口定義及不必要的AMF 透明轉發、提升通信效率，因此被看作是服務化 RAN 的核心價值之一。具體包括，RAN 與 UCMF/LMF/NWDAF 之間的通信，RAN 節點之間的信息傳輸（如 RIM/SON 配置）。雖然通過定義 P2P 接口也可以實現 RAN 與這些功能之間的直接交互，但 SBI 可實現接口的快速建立、調整與故障恢復，避免新

8、增功能和服務時定義過多的 P2P 接口以及 P2P 接口建鏈復雜等問題。此外，基于 SBI的通信可以使 RAN 服務開放給更多的節點，如在未來通信、計算、感知、數據、AI 深度融合的網絡中，通信、計算、感知、數據、AI 等網絡功能可能都需要類似的 RAN 信息服務，以便于提升各維度的 QoS 性能。用戶體驗提升：用戶體驗提升：鄔賀銓院士曾指出，行業應用是 6G 研究的重點，6G 網絡需要具備靈活適配 2B 場景定制化需求的能力。5G 面向 eMBB、uRLLC、mMTC三大場景提出了相應解決方案，但在實際落地時依然困難重重，主要挑戰在于不同行業客戶需要不同維度的極致性能和定制化能力，同時要求成

9、本可控、敏捷部中國移動6G 服務化 RAN 白皮書（2023）2署、使用簡便、算力按需擴展、二次開發定制。5G 單體基站架構面向 2C 進行設計，不可能同時滿足這些需求，如果依然沿用 5G 的研發思路，行業應用的痛點問題必然得不到解決。服務化 RAN 因其具備彈性擴縮、按需組合、敏捷開發等能力，是解決行業痛點問題的主要解決方案。激發新業態激發新業態：服務化將使能第三方功能的靈活嵌入到 RAN 的處理過程中，實現跨層優化，進而可能引入新的商業模式。隨著通信與計算的深度融合，RAN將為第三方提供定制化的計算服務，允許第三方在處理鏈路上嵌入必要的計算功能而非 MEC 的外掛實現方式，從而優化用戶體驗

10、。例如，對于云游戲、云 XR、全息通信等 6G 典型業務，可以在 RAN 處理過程中引入第三方視頻幀幀調速服務，使業務特征可以更快速地適配無線鏈路狀態。2、在使能、在使能 6G 網絡方面：網絡方面：一體化管理一體化管理：服務化 RAN 將實現與服務化 CN、IT 支撐系統等的一體融合管理，降低網絡運維管理復雜度。在電信行業，云原生理念及其技術以靈活性、敏捷性和便捷性已獲得電信行業的廣泛關注，已初步引入到 5G 核心網、并在逐步向其他子域擴展。除業務系統之外，電信運營商的運營和運維管理等 IT 支撐系統也正在逐步引入云原生的設計理念（如微服務、容器、DevOps 等），以適配電信業務的快速發展需

11、求、高效可靠的平臺需求、敏捷快速的運營運維需求?；谠圃碾娦畔到y一體化管理將大大降低管理復雜度。極簡網絡設計極簡網絡設計：服務化 RAN“高內聚”“松耦合”“無狀態設計”等基本設計原則，將助力實現網絡協議的輕量化設計。例如，面向大量低成本和低復雜度終端（例如零功耗終端），基于無狀態管理模式或者弱狀態管理將更有助于高效的小數據傳輸。高內聚的功能服務設計，可降低標準化開銷，避免在不同協議層引入類似功能導致的協議棧功能堆疊和低效。創新速度加快：創新速度加快：服務化 RAN 將助力實現 RAN 新功能的快速引入，舊功能的快速迭代演進，滿足市場需求。從功能角度，目前 BBU 開發的最小粒度為CU 或

12、 DU，顆粒度較大，如果需要對 CU 或 DU 進行更新，則需要以 Release 為單位開展標準化工作，軟件更新時間最短需要 2 年。但軟件功能上線速度將直接影響市場占有情況，這將使網絡不能及時滿足行業應用需求，降低基礎設施的價值。雖然可以通過縮短 Release 周期縮短標準化和產業化時間，但這會降低網絡中國移動6G 服務化 RAN 白皮書（2023）3的穩定性。而通過服務化設計，新功能將以高內聚與松耦合的服務形式出現，避免了對已有功能服務的影響，保證了網絡穩定性。由此可以實現功能服務穩定地敏捷開發、快速引入、按需迭代演進。網絡成本優化網絡成本優化：在網絡建設成本和功耗方面，RAN 服務化

13、基于云原生基礎設施平臺，將實現硬件資源池化共享，并在傳統云化的基礎上，通過“功能服務級別”的彈性擴縮容進一步實現網絡資源利用率的最優化，由此大幅降低網絡建設成本和以能耗為主的網絡維護成本。二、二、服務化服務化 RANRAN 應用場景應用場景服務化 RAN 最重要的特征是敏捷部署與按需服務，其價值在于提升網絡的包容性與經濟性，這是與始終關注高性能的傳統 RAN 最大的不同。因此，需要敏捷開發/迭代演進/按需部署的場景、以及需要差異化定制網絡能力的場景是服務化 RAN 的主要應用場景。例如：行業行業應用應用場景，提供按需定制服務場景，提供按需定制服務：服務化 RAN 可面向場景需求進行極簡網絡的定

14、制，對網絡服務能力與資源進行動態編排與調度，包括與智能、計算等多樣化增強服務的組合，支持智慧城市、工業自動化、全息通信、物聯網、車聯網等應用，將場景適配網絡轉變成場景定義網絡。應急通信和受災場景應急通信和受災場景，實現快速部署實現快速部署：服務化 RAN 可通過軟件定義和虛擬化的方式快速部署，帶來網絡彈性和自適應性優勢，可以用于災難恢復和臨時通信網絡場景，迅速適應網絡需求的變化，同時服務化 RAN 可以智能地管理和優化資源，滿足緊急通信需求，確保關鍵通信的優先級。三、三、服務化服務化 RAN 相關概念相關概念及定義及定義3.1 云化云化 RAN 與云原生與云原生 RAN核心觀點：云原生（計算）

15、是云計算的再升級。微服務架構核心觀點：云原生（計算）是云計算的再升級。微服務架構 MSA 重構是云重構是云原生原生（計算計算）相比云計算的核心區別之一相比云計算的核心區別之一，也是未來云原生也是未來云原生 RAN 相比于現階段相比于現階段云化云化 RAN 的核心區別，將有助于的核心區別，將有助于 RAN 軟件更好使用云原生平臺的優勢。軟件更好使用云原生平臺的優勢。云化 RAN 是未來的必然發展趨勢。RAN 是電信運營商最大的資本支出和運營支出項，在總擁有成本（TCO）中的份額正在從 45%-50%上升到 65%；同時也是利用率最低的資源，大多數基站的使用率通常低于 50%3。將 RAN 的計算

16、中國移動6G 服務化 RAN 白皮書（2023）4遷移到云中能夠享受云計算帶來的眾多好處，例如，通過云基礎設施共享可以提高利用率，從而幫助運營商最大程度地減少 CAPEX 和 OPEX，此外，將 RAN軟件從硬件中分離出來并部署在云中能夠加速新技術的創新和增值服務的推出?，F階段的云化 RAN 更多的是基于云原生技術的實現，通過容器編排等技術簡化網絡管理流程，提高運維效率，降低站點功耗。這種簡單的云端遷移方案（即Re-platform 模式）并沒有重構 RAN 軟件架構，只是對集中式單元 CU、分布式單元 DU 進行了模塊化設計和容器化打包與部署，即只改變了軟件運行的平臺和運維的技術體系，因此軟

17、件在分布式場景下需要解決的問題，如組件或服務之間的數據同步、穩定性、資源利用率不高等問題都需要自行解決4。只有將 RAN軟件進行重構（即 Re-build 模式）并充分考慮云原生設計原則（如微服務設計模式、存儲狀態分離等），即實現云原生 RAN 設計，才能充分利用云原生基礎設施所帶來的獨立部署、按需擴縮、可觀測性、高可用等技術優勢，從而實現網絡資源利用率、成本效率、穩定性的最優化。3.2 微服務架構與基于服務的架構微服務架構與基于服務的架構3.2.1 常見架構模式對比常見架構模式對比核心觀點核心觀點：基于服務的架構基于服務的架構（Service-based architecture，SBA）是

18、一種融合是一種融合了單體架構和了單體架構和 MSA 的混合架構風格，相比的混合架構風格，相比 MSA 可以專注領域和功能的拆分，可以專注領域和功能的拆分，暫時不對數據庫進行分解。暫時不對數據庫進行分解。SOA、MSA、SBA 是三種常見的分布式架構模式，其目的均是構建松耦合的服務，以提升架構的靈活性、可擴展性以及對業務的敏捷適應性5。因此，其基本設計原則是一致的，具體包括：-服務具備明確定義的標準化接口，實現服務消費者和服務提供者之間的解耦；-服務是松耦合的，服務之間不應存在時間、技術、團隊上的依賴；-服務是無狀態的，實現服務調用與會話上下文狀態的解耦；-服務是自治和自包含的，由此可以實現服務

19、的獨立部署與升級；-服務是可發現、可組合的。如表 1 所示，從 IT 領域發展路徑來看，面向服務的架構設計經歷了從 SOA中國移動6G 服務化 RAN 白皮書（2023）5到第一代 MSA、第二代 MSA、再到現階段的第三代 MSA 的演變，正在朝著基于 Serverless 的第四代 MSA 演進6。5GC 標準化采用的 SBA 架構模式，可以看作是單體架構和 MSA 的折中，是一種混合架構風格7，服務劃分的粒度相比微服務更粗。服務在 SBA 中與在 MSA 中遵循相同的設計原則（基于領域驅動的限界上下文），區別是 SBA 中的服務依賴同一個關系型數據庫。因此，SBA 通?？梢钥醋魇?MSA

20、 改造的第一步，當然也可以看作是系統架構改造的最終目標。SBA 相比 MSA 有兩個核心區別特征：一是 SBA 允許多個服務間共享同一個單體數據庫，降低了 MSA 中的一個復雜度數據庫級別的隔離，使得 SBA 在架構上既有單體架構的特點，也有分布式架構的特點；二是 SBA 不允許服務間通信，這與 MSA 有本質的區別8。5GC Rel-15 SBA 主要參考第二代 MSA 進行設計，引入 NRF 實現服務的注冊與發現；Rel-16 SBA 參考第三代 MSA 引入服務通信代理 SCP，并設計了間接通信機制。整體來講，SBA 是隨著 MSA 的演進而迭代發展的。隨著第四代 MSA的出現，SBA

21、也可能需要做適應性改造，以更好利用云原生平臺優勢。表 1：幾種常見架構模式比較SOA第一代 MSA第二代 MSA第三代 MSA/云原生架構云原生時代微服務架構架構示意目的解決大量豎桶型存量系統復用問題，提升架構靈活性、擴展性，提升業務敏捷性應對互聯網規模的快速增長問題，并且能夠快速迭代，低成本試錯解決第一代 MSA 尋址等問題解決第二代架構中多語言支持問題特點引入集中式企業服務總線(Enterprise Service Bus，ESB)提供服務之間的連接，轉換,以及中介處理能力核心思想是應用功能的解耦，每個服務遵守單一責任原則（Single Responsibility Principle）；

22、使用去中心化分布式架構風格來替代 ESB引入服務注冊中心實現服務注冊與發現；服務之間的通訊以及容錯機制開始模塊化，形成獨立服務框架Service Mesh（服務網格）出現，原來被模塊化到服務框架里的微服務基礎能力被進一步從一個 SDK 演進成為一個獨立進程-Sidecar，微服務基礎能力演進和業務邏輯迭代徹底解耦中國移動6G 服務化 RAN 白皮書（2023）6優勢實現了業務邏輯與服務集成的解耦每個服務可獨立部署和交付，大大提升業務敏捷性；每個服務可獨立擴縮，應對互聯網規模的挑戰問題IT 系統架構未改變，導致大量服務集成的實現邏輯被下沉到 ESB 內部，這些邏輯非常難以維護，無法保證業務敏捷、

23、架構可擴展的需求服務除了要實現業務邏輯，還要解決尋址等問題隨著服務框架內功能日益增多，用不同語言的基礎功能復用顯得十分困難，這也就意味著微服務的開發者被迫被綁定在某種特定語言上，從而違背了微服務的敏捷迭代原則增加部署復雜性（sidecar）和損失性能（增加兩跳）業務邏輯與服務治理邏輯又耦合在一起在5G網絡中的應用Rel-15 SBARel-16 eSBA3.2.2 服務化服務化 RAN 的架構模式的架構模式核心觀點：服務化核心觀點：服務化 RAN（至少）初期（至少）初期將將采用采用 SBA 架構模式，功能上采架構模式，功能上采用用NF+NF service 兩級劃分兩級劃分，NF servic

24、e 提供對外可調用的服務提供對外可調用的服務，NF 層面實現內部層面實現內部多個多個 NF service 之間的上下文共享。之間的上下文共享。微服務架構改造涉及功能拆分和數據庫拆分兩部分內容。在功能拆分方面，IT 領域通常使用絞殺者模式將一個一個單體架構功能重構為微服務，并優先考慮將新增網絡能力設計為微服務9。但這種逐一功能拆分方式可能并不適用于RAN，因為現階段大部分基站采用專用硬件實現，每個標準版本只定義幾個服務會增加由于前向兼容性帶來的系統復雜度，因此 RAN 軟件架構改造初期最好采用粗粒度的拆分方式，后續迭代優化。在數據庫拆分方面，理想的數據庫模式是每個服務有自己的數據庫，只讀寫與訪

25、問自己的數據庫。但從單體到理想模式改造力度較大、存在風險較大，既涉及海量歷史數據的遷移問題，也涉及跨庫的事務處理、跨庫的關聯查詢等技術難題，因此通常初期會采用數據共享模式10?？紤]到 RAN 內部上下文之間的耦合關系，服務化 RAN 改造初期也可以先采用數據共享模式，類似 5GC SBA 的“NF+NF service”兩級設計，同一個 NF 內部的多個 NF service 之間數據共享，僅中國移動6G 服務化 RAN 白皮書（2023）7需要考慮 NF 之間的上下文拆分即可。圖 1：數據庫模式對比5GC SBA 改造通過兩步實現：第一步是功能重構、軟件化，將 4G 的“網元”重構為 5G

26、的“網絡功能”，實現軟件定義的網絡功能和連接。第二步是服務的設計，借鑒 SOA、微服務等理念，面向云原生定義基于 API 接口調用的網絡功能服務 NF service11。CN 網元是面向特定功能的，因此第一步對網絡功能進行“高內聚”重構是合理且較易實現的。但 RAN 節點（如 CU、DU）囊括了多個無線功能且功能之間緊耦合，先拆分 NF 并不一定適用于 RAN。因此在做 RAN 服務化時，可以考慮先定義服務，再基于服務之間的緊密程度、上下文耦合性等，將服務聚合為 NF，而無需一定要像 5GC 一樣采用相同的改造步驟。3.3 服務化服務化 RAN 的定義的定義核心觀點核心觀點：6G 服務化服務

27、化 RAN，旨在基于云原生思想旨在基于云原生思想，將傳統集成單體基站功將傳統集成單體基站功能解耦為網絡功能與服務，通過服務化接口實現功能服務之間的交互與能力開能解耦為網絡功能與服務，通過服務化接口實現功能服務之間的交互與能力開放，以按需組合的方式提供更靈活、更精簡的網絡服務能力，助力提升網絡對放，以按需組合的方式提供更靈活、更精簡的網絡服務能力，助力提升網絡對全行業的適應能力。全行業的適應能力。服務化 RAN 的研究一定是順應技術發展趨勢，并隨著云原生技術生態的演進而迭代優化。但服務化 RAN 不僅僅是技術驅動，其價值更在于提升網絡對全行業全應用的適應能力，尤其是滿足行業應用功能定制、成本可控

28、、敏捷部署、按需擴展、快速迭代等需求。整體上，服務化 RAN 主要包括如下四個技術特征：特征 1：功能解耦。只有構建高內聚松耦合的服務，才能最大限度實現功能復用、并發揮云原生平臺優勢，所以功能解耦是實現服務化 RAN 的必要步驟；特征 2：按需組合，是服務化 RAN 的核心價值所在。通過按需組合必要的功能服務，滿足運營商及客戶定制化、成本可控、靈活適配、敏捷響應的需求；中國移動6G 服務化 RAN 白皮書（2023）8特征 3：能力開放，是服務化 RAN 提供的基本能力。特征 4：服務化接口，通過 API 訪問特定網絡功能提供的服務。四、四、服務化服務化 RAN 體系化設計體系化設計4.1 服

29、務化服務化 RAN 演進路線演進路線整體上，服務化 RAN 的演進可能分為兩個階段：接口服務化和功能服務化。在接口服務化階段，又可以分為 N2 接口部分服務化（選項 1）和 N2 接口全服務化（選項 2）兩個選項。兩個選項可能是分階段演進關系，例如從選項 1 演進到選項 2，也可能是并列選擇關系。選項 1 主要面向 RAN 能力開放場景，因此至少需要定義一個 RAN 能力開放服務，由此 CN NF（如 NWDAF）可以直接調用該服務獲取 RAN 的信息。如果想實現 RAN NF 與 CN NF 之間的直接服務調用，選項 2 的設計必不可少，但這也將意味著傳統 NAS 模型需要改變，突破 NAS

30、協議之間的嵌套關系。第一階段接口服務化可以實現部分場景賦能，但第二階段 RAN 功能的服務化及按需組合才能真正發揮服務化的價值。這一階段又可以分為針對傳統 RAN功能的服務化（選項 3）和針對新增 DOICT 能力的服務化（選項 4）。兩個選項可以獨立設計、融合發展。在選項 3 的設計過程中，不僅需要考慮 RAN 能力如何拆分為服務，還需要進一步考慮 RAN 與 CN 相關功能服務與流程的融合設計，以更好滿足高內聚、松耦合的設計原則，精簡網絡設計。圖 2：服務化 RAN 演進路線中國移動6G 服務化 RAN 白皮書（2023）94.2 RAN 控制面服務化控制面服務化4.2.1 NF 及及 N

31、F service 定義定義核心觀點：核心觀點：RRC 是是 RAN 內部邏輯功能，而服務化內部邏輯功能，而服務化 RAN 關注的是關注的是 RAN 對對外可以提供的業務能力外可以提供的業務能力，因此服務定義的重點不是對因此服務定義的重點不是對 RRC 等內部邏輯功能進行等內部邏輯功能進行拆分，而是對拆分，而是對 RAN 接口接口服務服務能力的改造。當然，能力的改造。當然，RAN 接口接口服務服務能力改造必然能力改造必然會帶來內部邏輯的改變。會帶來內部邏輯的改變。IT 領域常用的兩種服務分解主要模式是按領域驅動設計 DDD（DomainDriven Design）的子域分解和按業務能力分解91

32、2。整體思路都是，分析應用是做什么的，其每個業務能力都可以被認為是一個服務。RAN 控制面的業務能力主要體現在接口交互上。以 CU-CP 為例，其對外交互接口包括 NG-C、XN-C、E1、F1-C，相應的服務對象為 AMF、對等 CU-CP、關聯的 CU-UP、DU。當考慮 RAN 控制面是否需要服務化時，應先重點關注與NG-C 及 XN-C 接口能力相關的服務定義，因為 E1/F1-C 接口能力的改造不僅僅是控制面的問題、還涉及到 RAN 用戶面是否要服務化。圖 3：RAN 控制面服務化設計思路參考 NGAP/XnAP 支持的主要功能與流程，CU-CP 大致可以拆分為如下 6 個服務（即

33、NF service）：會話管理服務、連接與移動性管理服務、消息傳輸服務、多播廣播服務、數據采集服務、開放服務。由于消息傳輸服務、多播廣播服務、數據采集服務、部分開放服務與連接與移動性密不可分，因此這些服務可以關聯到一個 NF，如 RCMF（radio connection and mobility function，無線連接與移動性管理功能）；會話管理服務及會話相關的開放服務關聯到另一個 NF，如 RSMF（radio session management function，無線會話管理功能）。中國移動6G 服務化 RAN 白皮書（2023）10圖 4：RAN 控制面服務定義4.2.2 RA

34、N 基本方案基本方案無狀態是服務化設計的一項基本原則。在 RAN 層面，最直接的影響是需要引入一個類似 UDM 的狀態數據存儲服務，由此相同服務的實例通過狀態數據存儲服務可實現狀態同步，即所謂的業務邏輯與狀態上下文之間的分離。該狀態數據存儲服務的引入，將對 RAN 基本流程帶來一些影響，包括切換、狀態轉換等。圖 5：基于狀態服務的切換流程示意例如，切換是一個緩慢發生的過程，而不是從一個接入點直接將狀態和路徑切換到另外一個接入點。通過在多個服務路徑間實現數據分流，網絡與用戶的狀態信息通過無狀態服務實現同步，由此可實現終端無感切換。中國移動6G 服務化 RAN 白皮書（2023）114.2.3 R

35、AN 與與 CN 聯合設計聯合設計6G 服務化架構將貫通 RAN 與 CN，實現全服務化。RAN 與 CN 的聯合設計由淺入深可以包括協同優化（階段一）與融合貫通（階段二）兩個階段。階段一：端到端協同設計階段一：端到端協同設計該階段可以實現 RAN 與所有 CN NFs 的直接交互，而無需 AMF 轉發，由此可以降低端到端時延、提升處理效率。具體地，交互場景包括兩類：一類是與NAS 消息無關的信令交互，如 RAN/UE 將數據上報 NWDAF；另一類是與 NAS消息直接相關的信令交互，如 RAN/UE 與 LMF 之間的定位消息傳輸。1.無線無線事件開放事件開放針對第一類場景。相比 5G，服務

36、化 RAN 與 CN 的主要變化是 RAN 需要定義一個能力開放服務，并通過 SBI 直接將 UE 無關的信息開放給 CN NF。2.NAS 模型模型優化優化針對第二類場景，雖然服務化架構允許 RAN 與 CN NF 直接交互，但受限于NAS 模型，UE 與 LMF 之間的 LPP 等消息仍然需要先轉發到 AMF，因為 LPP等消息通過 NAS-MM 承載、NAS-MM 的錨點在 AMF。為了避免 LPP、NAS-SM等消息的不必要 AMF 轉發，需要對 NAS 模型進行適應性修改。新協議模型將突破 NAS 消息間的依賴關系，使能 NAS 消息直接轉發到對應的 CN NF。圖 6：5G NAS

37、 模型與新 NAS 模型對比中國移動6G 服務化 RAN 白皮書（2023）12階段二：端到端融合設計階段二：端到端融合設計RAN 與 CN 在控制面的融合設計至少包括流程與功能服務兩個層面。1.流程并行流程并行優化優化除了減少不必要的 AMF 轉發，流程融合設計還可以考慮并行化。RAN 服務化之后，端到端流程可以被進一步拆解、并支持多個子流程的并行執行，一方面可以縮短信令流程、避免響應等待導致的端到端時延長問題，另一方面可以緩解服務調用棧太深導致的新功能引入門檻高、調用失敗回退流程長等問題。圖 7：端到端流程并行化2.功能功能融合設計融合設計從端到端整網來看，RAN 控制面與 CN 控制面有

38、很多類似的功能服務，包括連接與移動性管理服務、承載及會話管理服務等?？紤]到 6G 核心網下沉趨勢，以及服務化架構高內聚松耦合的設計原則，RAN 與 CN 相似的功能可以融合設計，以提升 NF 部署靈活性、降低信令開銷。例如，可以將 RAN 與 CN 連接與移動性管理功能融合為 uAMF（unifiedAMF），RAN 與 CN 會話與承載管理功能融合為 uSMF（unified SMF），由此可以實現更為精簡的業務建立、切換、QoS管理等流程。中國移動6G 服務化 RAN 白皮書（2023）134.2.4 RAN 與與 UE 之間的交互之間的交互核心觀點：核心觀點：HTTP 并非替代并非替代

39、RRC，RRC 功能依然存在。功能依然存在。HTTP 與與 RRC 的的關系可以包括兩種：關系可以包括兩種：RRC 透傳透傳 HTTP 消息，消息，RRC 轉譯轉譯 HTTP 內容。內容。除了 CN NF，UE 也可以是 RAN 服務的消費者。傳統的 RAN 能力是通過RRC/MAC 提供給 UE 的，例如，RRC 連接管理、移動性管理、資源分配等，在設計新的 RAN 能力時就需要考慮對現有 RRC/MAC 功能的影響，因此新技術開發周期長、部署周期同樣較長，設計復雜度的增加也增加了運維管理復雜度。隨著未來 RAN 能力的增強以及未來差異化應用需求的不斷增加，RAN 需要具備更多的能力（如 A

40、I、計算、感知等）。如果依然采用傳統 RAN 能力提供方式，即通過 RRC/MAC 提供給 UE，將不能滿足業務快速上線的需求。為了避免對 RRC協議的影響、加速 RAN 新功能上線，可以通過 HTTP 消息將 RAN 能力提供給UE，由此，RAN 能力可不與 RRC 協議集成，而是可以作為“服務”集成到 RAN應用層，從而避免對 RRC 協議的標準影響。圖 8：5G NR-Uu 協議棧與新 Uu 協議棧對比在新 Uu 協議棧架構下，RRC 消息與 HTTP 消息可能存在兩種關系：一是RRC 消息透明轉發 HTTP 消息，二是 RAN 需要具備將 HTTP 消息轉譯為 RRC消息的能力，類似5

41、G定位中gNB需要將部分 NRPPa消息轉譯為RRC廣播消息。中國移動6G 服務化 RAN 白皮書（2023）144.3 RAN 用戶面服務化用戶面服務化4.3.1 NF 及及 NF service 定義定義關于用戶面服務定義，可以從現有 3GPP 標準得到一些啟示。以 PDCP 為例，TS38.323 除了明確 PDCP 具備的功能，還給出了其向上層提供的“服務”（即傳輸控制面數據服務、傳輸用戶面數據服務、頭壓縮服務、上行數據壓縮服務、加密服務、完整性保護）、以及希望下層提供的“服務”（即 RLC 層確認的數據傳輸服務、非確認的數據傳輸服務）。圖 9：現有 3GPP 協議對“服務”的定義整體

42、來看，RAN 用戶面“服務”包括兩類：一類是數據傳輸服務，與特定功能無關；另一類是功能相關，如頭壓縮服務。在 RAN 用戶面服務化設計過程中，也可以參考類似的服務定義方式：選項選項 1：僅定義數據傳輸服務：僅定義數據傳輸服務具體數據傳輸服務如何實現取決于 NF 內部實現。為了滿足差異化場景需求，數據傳輸服務可以進一步被細化為面向不同場景的服務，例如面向 eMBB 的數據傳輸服務 1、面向 uRLLC 的數據傳輸服務 2 等?；蛘?，針對不同場景需求分別定義服務操作（Service Operations）。中國移動6G 服務化 RAN 白皮書（2023）15圖 10：用戶面服務定義選項 1選項選項

43、 2：將不同數據處理功能定義為不同的：將不同數據處理功能定義為不同的網絡網絡功能功能服務服務每個 NF 僅包含一個或一類數據傳輸服務。例如用戶面 NF1 僅提供加/解密服務；當然也允許一個 NF 包含多個同一類別的 NF service，例如在用戶面 NF2 中可以包括基于 ROHC 的頭壓縮服務以及基于 EHC 的頭壓縮服務。圖 11：用戶面服務定義選項 24.3.2 基本問題與基本問題與方案方案RAN 用戶面服務突破了傳統分層協議棧的限制，使功能不再受限于上下層，可以靈活調用、按需組合，但這種靈活性帶來的問題是數據處理順序、包頭格式需要重新設計。中國移動6G 服務化 RAN 白皮書（202

44、3）16表 2：棧式協議模型與服務調用模型對比1.功能功能服務服務鏈鏈用戶面服務編排需要基于系統任務統一編排結果、業務的 QoS 策略、定制化需求確定。整體上，服務編排可以通過集中編排和分散協作兩種方式實現。集中編排由一個主要職責是編排工作流的服務完成；分散協作方式中沒有編排者服務，工作流中的服務共同分擔協調職責。編排方式編排方式 1：集中編排：集中編排對于選項 1（面向不同應用場景定義不同的數據傳輸服務），集中編排可以由數據傳輸服務來實現，其基于編排策略逐一選擇 NF 內部處理功能實現定制化的數據處理。對于選項 2（將不同數據處理功能定義為不同的數據傳輸服務），需要借助具有編排服務的 NF

45、來完成服務功能鏈的串聯。圖 12：選項 1 集中編排圖 13：選項 2 集中編排中國移動6G 服務化 RAN 白皮書（2023）17編排方式編排方式 2：分散協作：分散協作對于選項 1，需要提前將服務選擇策略/編排策略下發給每個相關的處理功能（非標準定義的服務），這樣處理功能可以基于特定標識直接完成下一功能的選擇。類似地，對于選項 2，策略需要提前告知每個相關的 NF，以便于 NF 選擇下一個服務。圖 14：選項 1 處理功能之間的分散協作圖 15：選項 2 不同 NF/NF service 之間的分散協作除靈活編排處理功能外，服務化 RAN 還可能具備如下兩個新特征：新特征新特征 1：使能多

46、服務并行處理：使能多服務并行處理處理順序不僅包括鏈式串聯，還包括并行處理。例如，現有 PDCP 層會先執行完整性保護、再執行加密、添加 PDCP 頭的操作，考慮到加密對象主要是 IP及 IP 以上的包頭、數據域、MAC-I，但 MAC-I 加密的必要性并不大，可以將加密、完整性保護等服務并行執行，由此可以大大提升數據處理的效率。圖 16：多服務并行處理中國移動6G 服務化 RAN 白皮書（2023）18新特征新特征 2：允許：允許服務服務級動態級動態擴縮擴縮潮汐現象是網絡中的常見的動態變化，在不同的空間中，網絡中接入的用戶數以及傳輸的數據量均會隨著時間而變化。服務化 RAN 可監測網絡中的潮汐

47、變化情況，動態的部署或刪除服務實例，實現服務級別的動態擴縮。如接入用戶數增多，僅擴展控制面中用戶管理相關的服務。下行數據量增大時僅需增加下行服務實例等。而非像現有 5G DRB 一樣，只能實現承載級別的擴縮容。圖 17：服務級擴縮容2.靈活包格式靈活包格式不同于傳統固定格式的包頭，服務化 RAN 架構下的包頭格式與處理鏈路上的服務相關，因此包頭可能會包括兩部分：公共部分與服務特定部分。在服務特定部分，只有該服務可以對該部分包數據進行修改。圖 18：服務特定包頭4.4 服務化演進服務化演進服務化 RAN 設計既要確保 5G 網絡在未來可以平滑升級，也要滿足 6G 業務新應用場景和挑戰，提供整網的

48、按需服務能力。一些關鍵問題需要拉通前后端提前進行分析。4.4.1 多維能力服務化多維能力服務化未來 6G 網絡賦能各行各業的愿景，要求 6G 網絡的設計滿足能力開放、靈中國移動6G 服務化 RAN 白皮書（2023）19活、按需的需求。未來 6G 網絡的設計需要對網絡構成元素進行抽象，通過網絡編排和 AI 智能的引入，滿足各行業對網絡通信服務、算力服務、數據服務、AI服務、安全服務的能力需求，達到業務通信能力按需組合，算力能力的按需分配，數據需求的按需存取，促進服務使能層的更加“開放”和“繁榮”。服務化 RAN作為全域服務化的重要組成，同樣需要在傳統通信能力的基礎上進一步擴展多維能力，面向低時

49、延等特殊場景需求，將 RAN 的計算、數據、AI 等能力打造成可對外提供的服務。此外，多維能力的引入也將賦能未來網絡全服務化設計。例如，AI 將降低網絡功能原子化、微服務化帶來的編排設計復雜性，實現在時變環境下網絡服務與業務最優匹配，提升網絡運行效率和用戶體驗。4.4.2 架構模式靈活化架構模式靈活化RAN 服務化在初期階段為了簡化分析，可參考核心網現有 SBA 模式拆分為多個 NF service，NF service 歸屬于特定的 NF，通過 NRF 進行服務注冊/發現。但是該模式下 NF 需要實現較多的通用事務處理，如配置管理、備份容災、負載調度等。雖然 Rel-16 定義的 NF se

50、t、SCP 等特性在一定程度上緩解了 NF 的實現復雜度，但沒有徹底解決問題，需要考慮繼續演進，圖 19 為可能的一種演進思路，最終在 Option B 中弱化 NF 概念，NFs 以 Serverless 方式提供能力，可以按需把多個 NFs 自由組合為 NF，多個 NF 形成自治域，多個自治域分級組合形成完整通信網絡。圖 19：架構模式演進中國移動6G 服務化 RAN 白皮書（2023）204.4.3 軟硬件聯合優化軟硬件聯合優化服務化 RAN 可以滿足不同應用部署場景對網絡的敏捷性、靈活性和可擴展性等訴求，但現階段在通用服務器上運行的純虛擬化軟件可能無法滿足特定場景下的極致性能和超低時延

51、需求，需要專用硬件進行關鍵模塊加速，例如通過加速卡實現 PDCP 層業務加解密操作。因此在服務化 RAN 設計中需要考慮軟硬聯合優化。整體解決思路是在 RAN 服務定義基礎上，基于服務化接口理念通過關鍵功能模塊接口的開放和標準化，實現軟硬功能靈活替換。部署方式可以包括：方式 1：通用接口添加專有插卡在通用服務器上通過 PCIe 接口增加 FPGA、GPU 等硬件加速卡，RAN 功能仍然以服務化軟件方式運行，不區分具體的計算載體形態（NFs 內部使用插卡替代特定功能模塊進行業務加速和優化，軟硬結合對外提供完整的 NFs 服務能力），并確保對外提供的服務接口不變化?？梢赃M一步推動關鍵軟件和硬件模塊

52、之間接口標準化，實現軟硬功能解耦和互聯互通。方式 2：RAN 網元架構之間接口的標準化服務化 RAN 設計需要具備前向兼容能力，具備良好的可擴展性和自演進能力，支持以 CU、DU、RU 為粒度進行功能升級和無損替換?，F有的 CPRI、eCPRI協議接口存在較大靈活性，不能確保不同來源設備間的完全互通，需要通過標準開放、軟件開源等方式完善接口細節，使 CU、DU、RU 之間不局限于服務化、專有硬件等實現形式，可以互相替換，自由組網。4.4.4 運維運維管理管理智能智能化化5G 核心網全面引入的虛擬化、控制面服務化以及網絡切片機制，使得核心網協調管理的維度和節點個數激增，帶來較大的建網和運維挑戰，

53、6G RAN 服務化改造極可能會引起端到端網絡管理難度進一步加大。需要借鑒 IT 領域微服務外部化配置和狀態監控機制，結合 6G 智能原生能力，在服務化 RAN 架構中增加能力開放和智能運維服務設計，支持根據復雜多變的網絡環境自動收集運行信息，進行服務實例、業務編排、服務配置、組網路由等業務管理，將人工參與降到最低，實現網絡自治。中國移動6G 服務化 RAN 白皮書（2023）21五、五、關鍵挑戰關鍵挑戰服務化 RAN 面臨的挑戰眾多，主要包括服務定義、網絡性能、測試運維、網絡能效、異構硬件、網絡安全、初期成本、組織結構等方面1。其中，服務的拆分與定義是服務化 RAN 當前階段面臨的最大挑戰，

54、主要在于：-即便是微服務探索已經非常成熟的 IT 領域，也沒有一個具體的、定義良好的算法可以高效完成服務的拆分工作12；-5GC NF 的拆分數量之多、設計之復雜讓人望而生畏；-相比核心網，RAN 對性能要求更為嚴苛，而服務的拆分必然導致一定程度的性能損失。由此，RAN 服務拆分的必要性與合理性就成了關注的重點，需要認真的思考與決策。但不可否認，每一個架構方案都不是一個完美的解決方案，而是某個階段的“有效性、包容性、經濟性”的 Pareto 系統最優。面向未來場景，需要重新審視高性能、多樣性、低成本之間的折中與均衡，而不是一味將高性能定義成系統優化目標。對于服務化 RAN，必然會帶來一定程度的

55、傳統網絡性能損失，但卻提升了系統敏捷性、定制化、適配性、穩定性等更多維度的網絡能力，將更加適配未來多樣化的場景需求。六、六、總結總結服務化 RAN 是實現云原生 RAN 的關鍵。本白皮書首先對 SOA/SBA/MSA等不同IT架構模式進行了系統的對比分析，并結合IT領域微服務架構改造經驗，給出一種可行的 RAN 服務化設計思路。進一步結合 RAN 的協議功能，提出 RAN控制面與用戶面服務化解決方案，同步考慮了 RAN 與 CN 的聯合優化設計。最后，結合當前服務化研究中發現的一些問題，給出未來演進的方向與初步思路。服務化 RAN 是適應行業發展需求、順應技術發展趨勢、匹配網絡演進目標的 6G

56、網絡發展方向之一，我們希望與產業合作伙伴共同探索服務化 RAN 領域技術，推動產業成熟，合力開創移動通信行業新生態。中國移動6G 服務化 RAN 白皮書（2023）22縮略語列表縮略語列表縮略語縮略語英文全稱英文全稱中文解釋中文解釋AIArtificial Intelligence人工智能AMFAccess and Mobility Management Function接入和移動性管理功能APIApplication Programming Interface應用程序編程接口CAPEXCapital Expenditures資本性支出CNCore Network核心網CPControl Pl

57、ane控制面CUCentralized Unit集中式單元DDDDomain Driven Design領域驅動設計DRBData Radio Bearer數據無線承載DUDistributed Unit分布式單元EHCEthernet Header Compression以太網頭壓縮eMBBEnhanced Mobile Broadband增強型移動寬帶ESBEnterprise Service Bus集中式企業服務總線HTTPHypertext Transfer Protocol超文本傳輸協議LMFLocation Management Function位置管理功能LPPLightweig

58、ht Presentation Protocol輕量級表示協議MACMediaAccess Control媒體訪問控制MMMobility Management移動性管理MSAMicro-service architecture微服務架構NASNon-access stratum非接入層NFNetwork Function網絡功能NRFNetwork Repository Function網絡存儲功能NWDAFNetwork Data Analytics Function網絡數據分析功能OPEXOperating Expense運營支出PDCPPacket Data Convergence P

59、rotocol分組數據匯聚協議RANRadio Access Network無線接入網RCMFRadio Connection and Mobility Function無線連接與移動性管理功能RLCRadio Link Control無線鏈路控制ROHCRobust Header Compression健壯性包頭壓縮RRCRadio Resource Control無線資源控制RSMFRadio Session Management Function無線會話管理功能RURadio Unit射頻單元SBAService-based architecture基于服務的架構SBIService-B

60、ased Interface基于服務的接口SCPService Communication Proxy服務通信代理SDKSoftware Development Kit軟件開發工具包SOAService-Oriented Architecture面向服務的架構UEUser Equipment用戶設備UPUser Plane用戶面uRLLCUltra-Reliable Low-Latency Communications低時延高可靠通信中國移動6G 服務化 RAN 白皮書（2023）23參考文獻參考文獻1 中國移動，6G 服務化 RAN 白皮書,2022.2 NGMN.CLOUD NATIVE

61、MANIFESTO-An operator view,2023.3 NVIDIA 英偉達企業解決方案.RAN-in-the-Cloud：為 5G RAN 帶來云經濟效益,2023.4 阿里集團；阿里云智能事業群；云原生應用平臺.阿里云云原生架構實踐.機械工業出版社，2021.5 阿里云云原生.從 SOA 到微服務，企業分布式應用架構在云原生時代如何重塑？6 阿里云計算有限公司.云原生架構白皮書，2022.7 尼爾福特等.分布式系統架構：架構策略與難題求解.8 Mark Richards,Neal Ford.Fundamentals of Software Architecture.2021.9 S.Newman.Building Microservices.Beijing:Post&Telecom Press,2021.10 范鋼，孫玄.架構真意：企業級應用架構設計方法論與實踐.2021.11 中國移動研究院.詳解：5G 核心網的“服務化架構”.12 C.Richardson.Microservices pattern.Beijing:China Machine Press,2020.