中國移動：6G服務化RAN白皮書2022版（29頁）.pdf

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1、6G 服務化 RAN 白皮書中國移動通信有限公司研究院前前言言5G 開啟了萬物互聯的新時代，支持豐富的移動互聯網業務和物聯網業務。為了滿足多樣化業務快速上線需求，5G 核心網革命性地將服務化架構作為網絡基礎架構，并在控制面與用戶面分離基礎上進行了深入優化。5G 核心網控制面基于模塊化拆解為不同的網絡功能，解耦的網絡功能可獨立擴容、獨立演進、按需部署，每個網絡功能具有多個網絡功能服務，實現核心網功能的按需定制，靈活支持不同的業務場景和需求。目前，服務化架構的研究主要聚焦在核心網控制面。服務化 RAN 的研究目前尚處于初期階段。長期以來，基站一直以集成單體的方式進行開發，以保證“最后一公里”的極致

2、性能。多出于性能擔憂，學術界和產業界對服務化 RAN 持保守態度。但我們認為，性能擔憂不應該成為我們探索服務化 RAN 路上的絆腳石。一方面，當前 3GPP/ITU 定義的性能指標都是針對空口的，但在某些場景下空口高可靠、低時延等指標并不是最重要的，端到端性能指標才是我們更需要關心的；另一方面，系統性能指標之間存在“博弈”關系，雖然目前看來服務化 RAN 可能會降低某些性能，但其性能損失可以通過提升系統穩定性、可用性等能力來補償，正如誤塊率和速率之間存在的折中關系一樣；此外，云原生技術、芯片能力的進一步發展也將縮小這些性能損失。面對未來不確定的新業務和新場景需求1，我們更應該著眼于提升網絡的全

3、場景適應能力。在網絡功能層面，按需靈活組合必要網絡功能，提供定制化網絡服務能力；在基礎設施及資源層面，按需調配合適網絡資源（包括計算、存儲、頻譜、功率、部署位置等各類資源），最大限度提升網絡效率；在應用與服務層面，一方面要精確感知業務需求，另一方面要實現網絡功能與網絡資源的多維度智能編排與管理，以全面適配各類場景。我們認為，基于云原生技術的端到端服務化架構是打造網絡全場景適應能力的必要技術手段。為了最大限度提升網絡的適應能力，服務化 RAN 的研究是未來網絡架構設計的重中之重2-3。本白皮書從服務化 RAN 的驅動力出發，提出服務化 RAN 設計原則、總體構想、關鍵技術、發展挑戰，并給出可能的

4、服務化 RAN 應用場景以及標準化推動初步構想。旨在拋磚引玉，希望和業界伙伴攜手推進服務化RAN 的研究。目錄目錄一、一、CloudCloud RANRAN 引領產業發展，為服務化引領產業發展，為服務化 RANRAN 鋪平道路鋪平道路.1二、二、服務化服務化 RANRAN 愿景愿景.42.12.1 服務化服務化 RANRAN 設計原則設計原則.42.22.2 服務化服務化 RANRAN 總體構想總體構想.52.2.1 第一層次：控制面接口服務化，實現跨域功能直接互訪.52.2.2 第二層次：RAN 控制面服務化，助力端到端流程再優化.62.2.3 第三層次：RAN 用戶面服務化，打造極致跨層傳

5、輸體驗.72.2.4 第四層次：RAN 服務化再升級，深度融合 DOICT 新元素.82.2.5 第五層次：激發 UE 服務化能力，實現端網服務能力共享.9三、三、服務化服務化 RANRAN 關鍵技術關鍵技術.93.13.1 基礎設施層關鍵技術基礎設施層關鍵技術.103.1.1 云原生.103.1.2 虛擬化.123.1.3 異構計算.133.23.2 網絡功能層關鍵技術網絡功能層關鍵技術.143.2.1 服務定義.143.2.2 服務化接口.153.2.3 數據處理順序.153.2.4 包格式定義.163.2.5 數據包安全.163.2.6 數據采集機制.173.33.3 編排管理層關鍵技術

6、編排管理層關鍵技術.173.3.1 業務編排.183.3.2 服務控制.18四、四、服務化服務化 RANRAN 發展挑戰發展挑戰.18五、五、服務化服務化 RANRAN 應用場景應用場景.215.15.1 面向垂直行業，提供按需精簡的服務能力面向垂直行業，提供按需精簡的服務能力.215.25.2 面向個人用戶，提供用戶特定的服務能力面向個人用戶，提供用戶特定的服務能力.22六、六、服務化服務化 RANRAN 標準推動的初步構想標準推動的初步構想.22七、七、發展展望發展展望.24參考文獻參考文獻.25中國移動6G 服務化 RAN 白皮書（2022）1一、一、 CloudCloud R RANA

7、N 引領產業發展，為服務化引領產業發展，為服務化 R RANAN 鋪平道路鋪平道路為了滿足 5G 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、云化轉型已是必然趨勢，Cloud RAN 也得到了全球運營商的廣泛青睞。CloudCloud RANRAN 有助于運營商構建低成本、高資源利用率、綠色、全自動有助于運營商構建低成本、高資源利用率、綠色、全自動化無線網絡化無線網絡，其包括兩大核心特征，為成功部署 Cloud RAN 奠定基礎：通用硬件平臺（包括加速器）通用硬件平臺（包括加速器）：傳統專用硬件基站能力受限于硬件。如果想要提升基站信號處理能力，通常需要增加基帶處理板。額外增

8、加的硬件板塊不僅會增加設備成本，還會增加網絡能耗。即便基站業務負載很小，功耗依然存在。因為根據 5G 基站功耗測試結果顯示，5G 基站基帶處理單元（Building Base band Unit，BBU）方面功耗受業務負載影響不大，但與所插板件有直接關系。不同于傳統專用硬件基站，Cloud RAN 使用通用計算平臺（Commercial-off-the-shelf，COTS）搭載 RAN 功能軟件，由此實現硬件資源池化共享以及軟件功能的按需靈活部署， 預期可以降低40%設備成本、 30%運營成本4，典型場景下預計可節省整站功耗 5%左右。云原生技術云原生技術：為了滿足用戶的業務需求，設備商需要

9、對基站設備軟件版本不斷升級?，F階段版本升級不僅操作繁瑣、耗時長、易出錯，還容易造成業務多次中斷。Cloud RAN 使用 Kubernetes 等云原生技術并應用 DevOps 原則，將 RAN 功能重構為服務，通過容器技術部署在裸機服務器上， 由此提升整網的版本升級速度、 業務快速上線能力。設備廠商正在積極推進設備廠商正在積極推進 CloudCloud RANRAN 產品研發，與專用硬件的性能差產品研發，與專用硬件的性能差中國移動6G 服務化 RAN 白皮書（2022）2異正在逐漸縮小。異正在逐漸縮小。早在 2016 年，諾基亞就已經在韓國商用了全球首個Cloud RAN 系統，該系統于 2

10、019 年年中開始大規模商用部署，其第二代具有虛擬化集中單元和虛擬化分布式單元的 Cloud RAN 系統正在試驗中， 將于 2022 年開始進行商業部署。 近日， 愛立信也宣布已擴展其 CloudRAN 產品組合，并借助英特爾至強處理器等技術提升 Cloud RAN 性能，以滿足 5G 及以后的高性能需求。同期，三星實現了基帶單元全虛擬化，部署了業界首個完全虛擬化的端到端商用 5G RAN，證明了虛擬化 RAN解決方案具有處理海量數據流量的能力，可達到傳統專用硬件產品同等的性能。運營商正在積極開展運營商正在積極開展 BBUBBU 集中化集中化 RANRAN 大規模部署，大規模部署，Cloud

11、Cloud RANRAN 已已是大勢所趨。是大勢所趨。據 IDC 統計，到 2021 年底，將有 80%企業加速上云節奏。國內三大運營商也提出將 “云網融合” 作為未來網絡建設的主要目標之一。中國移動正大力推進網絡云化部署，預期在 2025 年實現核心網 100%云化。截至 2021 年 7 月，中國移動已開通 5G 基站超過 50 萬個， 2021 年5G 網絡累積 BBU 集中化部署比例將超過 70%、2022 年超過 75%。BBU集中化將有助于運營商降低能耗，有利于協作化、虛擬化、云化的部署實施。近日，AT&T 與愛立信也簽署了一項為期 5 年的協議，旨在加速其 5G集中式 RAN 網

12、絡部署，為向 Cloud RAN 演進鋪平道路。6 6G G 無線網絡將不止于無線網絡將不止于 CloudCloud RANRAN，更在于服務化更在于服務化 R RANAN。Cloud RAN為未來無線網絡搭建了一個靈活、可擴展的平臺，但其服務能力依然較為有限： 從功能角度， 目前BBU開發的最小粒度為集中單元 （Centralized Unit，CU）或分布單元（Distributed Unit，DU），顆粒度較大，依然不能滿足中國移動6G 服務化 RAN 白皮書（2022）3特定新功能快速上線、靈活部署的需求；從接口角度，基站內部、基站之間、基站與核心網之間依然使用點對點專用接口互連，每當

13、基站或相關核心網網絡功能發生改變時，都需要在相關接口上進行調整，標準化工作量大、運維管理復雜度高。為了敏捷響應未來更加多樣化的業務功能需求、服務質量（Quality ofService，QoS）需求、管理策略需求、部署需求、開放需求，使網絡具備更強的前向兼容性，下一代無線接入網需要從服務能力角度著手發力，將無線網絡重構為功能更細粒度的服務化 RAN，更好地發揮 Cloud RAN 的平臺優勢。-通過 RAN 功能服務的重新定義， 將更快實現基站功能版本的升級，及時滿足業務功能需求；-通過 RAN 服務、核心網（Core Network，CN）服務間的服務化接口定義，將為端到端網絡流程帶來新的交

14、互方式，同時降低跨域新功能引入對已有服務的影響；-通過 RAN 服務與第三方服務之間的服務化接口定義，將實現更及時、更多維的無線網絡能力開放；-通過云原生基礎設施平臺，將實現硬件資源池化共享，降低網絡建設成本與整網功耗，敏捷響應業務部署需求。-通過 RAN 服務與 CN 服務一體化編排管理，降低全網運維管理復雜度，提升網絡對新業務的適應能力。中國移動6G 服務化 RAN 白皮書（2022）4二、二、 服務化服務化 R RANAN 愿景愿景2 2.1.1 服務化服務化 R RANAN 設計原則設計原則在通過微服務方式重構下一代無線網絡架構之前，有必要先確定服務化 RAN 設計的基本原則，以避免服

15、務劃分不合理導致的“分布式單體”棘手問題。服務化 RAN 設計原則主要包括如下五個方面：1 1. . RANRAN 所提供的服務需要針對外界需求來定義。所提供的服務需要針對外界需求來定義。網絡是用來處理業務需求的，因此定義服務化 RAN 設計的第一步就是將外界需求提煉為關鍵請求。對于接入網，需求可以來自核心網網絡功能，也可以來自接入網節點，還可以來自第三方應用或者用戶設備（User Equipment，UE）。2 2. . RANRAN 服務的定義需要滿足服務的定義需要滿足 “松耦合松耦合” 和和 “高內聚高內聚” 特點特點 5-65-6。 RobertMartin 有一個對單一職責原則的論述

16、：“把因相同原因而變化的東西聚合到一起，而把因不同原因而變化的東西分離開來?！?也就是說，改變一個服務應該只有一個理由，服務所承載的每一個職責都是對它進行修改的潛在原因。微服務應該設計得盡可能小、內聚、僅僅含有單一職責，這會縮小服務的大小并提升它的穩定性。但是“小”并不是微服務的最主要目標?！八神詈稀笔俏⒎占軜嬜詈诵牡奶匦?。一個微服務就是一個獨立實體，可以獨立進行修改，并且某一個服務的部署不應該引起該服務消費方的變動。對于一個服務，需要考慮什么應該暴露、什么應該隱藏。如果暴露的過多，那么消費方會與該服務內部實現產生耦合，這會使服務和消費方之間產生額外的協調工作，從而降低服務的自治性。中國移動

17、6G 服務化 RAN 白皮書（2022）53.3. RANRAN 服務要盡量保持自身數據的獨立。服務要盡量保持自身數據的獨立。保證數據的私有屬性是實現松耦合的前提之一。如果服務之間需要維護數據同步，那么服務提供方的修改將很大程度上影響服務消費方。4 4. . 服務化服務化 R RANAN 的目標是定義的目標是定義 R RANAN 服務及服務之間的訪問關系。服務及服務之間的訪問關系。目前，即便是在微服務已經非常成熟的信息技術（Information Technology，IT）領域，也尚無可以輔助完成服務拆分或服務定義的具體算法?；谇捌谘芯?，我們認為服務化 RAN 架構的設計可以考慮通過如下三

18、個步驟來實現：一是將外界需求提煉為各種關鍵請求，即系統操作（5GC 中有兩種系統操作模式：request-response 和 subscribe-notify）；二是確定分解RAN 服務；三是將系統操作合適地分配給分解出來的 RAN 服務。因此，RAN 服務以及每個 RAN 服務 API 的定義是服務化 RAN 的核心。5.5. 控制面功能與用戶面功能深度解耦控制面功能與用戶面功能深度解耦，以滿足用戶面輕量化、低成本和靈活的部署需求。2 2.2.2 服務化服務化 R RANAN 總體構想總體構想綜合考慮產業成熟度、技術成熟度等多個方面，服務化 RAN 的發展可能會包括以下五個層次，不同層次可

19、能單獨出現、也可能同時出現。2 2.2.1.2.1 第一層次：控制面接口服務化，實現跨域功能直接互訪第一層次：控制面接口服務化，實現跨域功能直接互訪在傳統通信模型中，基站與核心網網絡功能之間使用預先建立的點對點信令接口相互通信。每當新功能引入時，都需要對現有的網絡功能進行增強，并且需要在新功能和與之通信的現有網絡功能之間定義新的點對點接口。中國移動6G 服務化 RAN 白皮書（2022）6隨著 5G 核心網服務化架構的擴展與演進，服務化架構將不僅限于核心網內部，而是向核心網與 gNB CU-CP 之間的 N2 接口擴展。在這一階段， gNB CU-CP整體將作為一個RAN服務， 與CN網絡功能

20、服務 （NetworkFunction Service，NFS）進行交互。圖 1: 第一層次：控制面接口服務化2 2.2.2.2.2 第二層次：第二層次：R RANAN 控制面服務化，助力端到端流程再優化控制面服務化，助力端到端流程再優化在這一階段，RAN 的控制面功能將被重構為多個 RAN 控制面服務（Control Plane Service, CPS），CPS 大致可以包括如下幾種類型：無線承載管理服務（Radio Bearer management Service，RBS）、連接與移動性管理服務（Connection Mobility management Service，CMS）、本

21、地定位服務（Local Location Service，LLS）、多播廣播服務（MulticastBroadcast Service，MBS）、數據采集服務（Data Collection Service，DCS）、信令傳輸服務（Signaling Transmission Service，STS）、接入網開放服務（RAN Exposure Service，RES）。RAN 控制面服務化方案可以帶來至少如下兩方面的技術優勢。一是，RAN 服務可以與 CN 服務直接互訪， 減少網絡中不必要的連接與移動性管理功能（Access and Mobility Management Function，A

22、MF）轉發。二是，中國移動6G 服務化 RAN 白皮書（2022）7RAN 控制面服務化后，RAN 的控制面服務與其他服務（包括核心網服務、其他 RAN 控制面服務）之間的交互可從串行交互轉為多方并行交互，由此可優化控制面流程。圖 2: 第二層次：RAN 控制面服務化2 2.2.3.2.3 第三層次：第三層次：R RANAN 用戶面服務化，打造極致跨層傳輸體驗用戶面服務化，打造極致跨層傳輸體驗傳統移動通信協議均是遵從開放式系統互聯通信參考模型（OpenSystem Interconnection Reference Model，OSI）分層協議設計理念的。每個分層都接收由它下一層提供的特定服務

23、，并且負責為自己的上一層提供特定的服務。上下層之間進行交互時遵循“接口”約定，同一層之間進行交互時遵循“協議”約定。這種分層設計理念存在的問題是，協議及服務模型固定，無法實現靈活的跨層信令交互、跨層功能組合。因此，我們希望借助微服務手段， 將 RAN 的用戶面功能重構為多個 RAN 用戶面服務（User Plane Service, UPS），并在需要時按需靈活組合，以更好滿足多種業務需求。本質上，用戶面服務化旨在突破傳統分層協議設計理念，使功能與功能之間的調用關系不再受限于上下層協議關系，功能模塊之間可以靈活調用。中國移動6G 服務化 RAN 白皮書（2022）8圖 3：服務化 RAN 用戶

24、面協議模型圖 4: 第三層次：RAN 用戶面服務化2 2.2.4.2.4 第四層次：第四層次：RANRAN 服務化再升級，深度融合服務化再升級，深度融合 D DOICTOICT 新元素新元素隨著數據技術、運營技術、信息技術和通信技術（Data，Operation，Information and Communication Technologies，DOICT）的深度融合發展，內生智慧、內生安全、感知通信一體化、計算通信一體化、計算存儲一體化已成為未來網絡發展趨勢，相應的網絡服務能力也需要被引入到網絡中。 如網絡內生的 AI 服務可能包括 AI 任務流拆分服務、 策略生成服務、數據處理服務等。中

25、國移動6G 服務化 RAN 白皮書（2022）9圖 5: 第四層次：RAN 服務化再升級2 2.2.5.2.5 第五層次：激發第五層次：激發 U UE E 服務化能力，實現端網服務能力共享服務化能力，實現端網服務能力共享隨著云手機市場的再次興起， UE 也可以具備服務能力， 向運營商網絡、第三方應用、 其他 UE 等提供算力、 測量、 UE 信息等 UE 服務 （UE Service，UES）。UE 服務將與網絡服務融為一體，通過服務化接口互訪，實現更靈活、直接的信息交互。圖 6: 第五層次：終端服務化三、三、 服務化服務化 R RANAN 關鍵技術關鍵技術服務化 RAN 關鍵技術涵蓋基礎設施

26、層、網絡功能層、編排管理層三個層面。中國移動6G 服務化 RAN 白皮書（2022）10圖 7：服務化 RAN 技術能力圖譜3 3.1.1 基礎設施層關鍵技術基礎設施層關鍵技術3 3.1.1.1.1 云原生云原生云原生是一系列技術、設計模式和管理方法的思想集合，包括DevOps 、持續交付、微服務、敏捷基礎設施、康威定律，以及公司組織架構的重組。 Gartner 在對 2022 年的技術趨勢預測報告中提到， “到 2025年，將有 95%的數字化項目采用云原生基礎設施，而在 2021 年這個比例只有不到 40%”7。在電信運營商網絡中，基于云原生技術的核心網網元和邊緣計算節點已經得到廣泛應用，

27、在無線接入網領域，基于云原生技術的基站單元也開始試點并小范圍商用。云原生的代表技術包括容器、微服務、服務網格、不可變基礎設施和聲明式應用程序接口（Application Programming Interface，API）等8。1 1. . 容器技術容器技術容器技術是基于操作系統的虛擬化技術，讓不同應用可以運行在獨立中國移動6G 服務化 RAN 白皮書（2022）11沙箱環境中避免相互影響。Docker 容器引擎則大大降低了容器技術的復雜性，Docker 鏡像解耦了應用與運行環境，使應用可以在不同計算環境間一致可靠地運行，加速了容器技術普及。容器技術如今已經發展出全容器、邊緣容器、無服務器（S

28、erverless）容器、裸金屬容器等多種形態。2 2. . 微服務微服務微服務通過服務化架構把不同生命周期的模塊分離出來，分別進行業務迭代，從而加快整體的進度和穩定性。微服務以容器部署，每個微服務可以部署不同數量的實例，實現單獨擴縮容，單獨升級，使得整體部署更經濟并提升了迭代效率。服務化架構以面向接口編程，服務內部的功能高度內聚，通過公共功能模塊提取增加軟件的復用程度。3 3. . 服務網格服務網格服務網格（Service Mesh）實現業務面和控制面的分離，將服務代理、發現和治理等控制從業務中分離到專用 Mesh 基礎架構層，并實現對業務透明。分離后業務進程中只保留輕量級的服務代理（Sid

29、ecar），服務代理負責與 Mesh 控制面通訊。 實施 Mesh 化架構后， 大量分布式架構模式 （熔斷、限流、降級、重試、反壓、隔倉）都由服務網格控制面完成，統一的控制面也能保障實現更好的安全性。4.4. ServerlessServerlessServerless 是一種架構理念，其核心思想是將提供服務資源的基礎設施抽象成各種服務，以 API 接口的方式供給用戶按需調用，真正做到按需伸縮、按使用收費。這種架構體系結構消除了對傳統的海量持續在線服務器組件的需求，降低了開發和運維的復雜性，降低運營成本并縮短了業中國移動6G 服務化 RAN 白皮書（2022）12務系統的交付周期，讓用戶能夠專

30、注在價值密度更高的業務邏輯的開發上。5 5. . 電信領域的云原生電信領域的云原生在標準方面，ETSI NFV ISG 在 2019 年 10 月發布了面向云原生容器和平臺即服務（Platform as a Service，PaaS）的增強網絡功能虛擬化（Network Functions Virtualization，NFV）架構研究報告，之后制定了容器層北向接口及管理和網絡編排（Management and NetworkOrchestration，MANO）管理容器的系列技術規范，并計劃后續開展容器集群管理技術規范（IFA036）、容器網絡研究報告（IFA038）和容器安全規范（SEC0

31、23）等標準研究或制定工作，并進步擴展現有的 NFVMANO 接口功能支持容器化 VNF 的生命周期管理和編排。在開源領域，CNCF 成立了電信用戶組（Telecom User Group，TUG）將電信行業需求導入上游開源項目設計，已經完成Cloud Native Thinking forTelecommunications白皮書。Linux 基金會成立了 CNTT 工作組研究云原生/容器技術在電信行業的應用方案，主要基于開源 Kubernetes 定義云原生網絡的基礎設施架構，分析和電信業務需求的差距以及提供相應基礎設施的參考實現和測試驗證框架9。3 3.1.2.1.2 虛擬化虛擬化虛擬化

32、是將物理資源在邏輯上再分配的技術，將“大塊的資源”邏輯分割成“具有獨立功能的小塊資源”，既能實現資源的最大化利用，又能實現在共享資源基礎上的用戶隔離。虛擬化技術是云計算的基石，在云上無處不在。中國移動6G 服務化 RAN 白皮書（2022）13在計算機領域，虛擬化的層次包括：基于硬件抽象層面的虛擬化： 提供硬件抽象層， 包括處理器、 內存、I/O 設備、中斷等硬件資源的抽象；基于操作系統層面的虛擬化：提供多個相互隔離的用戶態實例，即容器，容器擁有獨立的文件系統、網絡、系統設置和庫函數等；基于編程語言的虛擬化，如 JVM（Java Virtual Machine，Java 虛擬機），是進程級虛擬

33、化從虛擬平臺角度虛擬化可以劃分為以下類別：完全軟件虛擬化：不需要修改客戶機操作系統，所有的操作都由軟件模擬，但性能消耗高，為 50%90%。類虛擬化：客戶機操作系統通過修改內核和驅動程序，調用由Hypervisor 提供的 Hypercall，性能消耗為 10%50%。完全硬件虛擬化：硬件支持虛擬化，性能消耗只有 0.1%1.5%。除此之外虛擬化技術還包括中央處理器（Central Processing Unit，CPU）虛擬化、內存虛擬化、IO 設備虛擬化、存儲虛擬化、網絡虛擬化、容器虛擬化、網絡功能虛擬化，也包括 5G 的網絡切片等。3 3.1.3.1.3 異構計算異構計算異構計算是將 C

34、PU、協處理器、片上系統（System on Chip，SoC）、圖形處理器 （Graphics Processing Unit， GPU） 、 專用集成電路 （ApplicationSpecific Integrated Circuits，ASIC）、現場可編程門陣列（FieldProgrammable Gate Array，FPGA）等各種使用不同類型指令集、不同體中國移動6G 服務化 RAN 白皮書（2022）14系架構的計算單元組成一個混合的計算系統。異構計算以“CPU+” 的形式出現， 具有較好的可行性及通用性， 并能大幅提升系統性能和功耗效率。圖 8：不同異構硬件的特點業務異構加速

35、需要基于加速平臺的軟硬件整體解決方案，以得到更強的性能并覆蓋更多場景，包括基于 GPU、FPGA 即服務（FPGA as aService，FaaS）及領域專用架構（Domain Specific Architecture，DSA）/ASIC 的加速方案。如 NVIDIA 的 GPU 加速主要通過 CUDA 的編程開發框架實現，FaaS 依賴于 FPGA 提供的硬件可編程性，需要用戶或第三方開發者針對特定應用場景完成加速硬件和軟件鏡像的開發； DSA 面向特定應用場景的加速，在 ASIC 的基礎上提供了更多的靈活性，效率高于 GPU和 FPGA10。3 3.2.2 網絡功能層關鍵技術網絡功能層

36、關鍵技術3 3.2.2. .1 1 服務定義服務定義在 RAN 控制面 “拆分” 的過程中， 一方面要考慮無線資源管理 （RadioResource Management，RRM）模塊固有的關聯關系，另一方面要考慮微服務的“高內聚” “松耦合”等拆分要求。服務是針對外界需求定義的。對于接入網服務，需求可以來自核心網控制功能，也可以來自對等接入網中國移動6G 服務化 RAN 白皮書（2022）15其他節點，還可以來自用戶終端。在控制面，接入網與核心網的接口只有NGAP（Next Generation Application Protocol），即基站與 AMF 之間的接口， 基站與其他核心網網絡

37、功能之間的交互均需要通過這一接口。 因此，我們可以從 NGAP 接口協議框架入手， 探索無線接入網面向核心網需求的接入網業務能力。類似地，可以從 XN 接口協議框架入手探索面向接入網自身的業務能力。進一步地，還可以基于無線資源控制協議框架探索面向用戶終端的其他接入網服務能力。3 3.2.2.2.2 服務化接口服務化接口功能方面，需要根據服務的定義和拆分結果進行服務化接口（Service-based Interface，SBI）的功能定義。SBI 的設計既需要滿足各種微服務之間的功能交互需求，同時又需要統一的接口設計。性能方面，目前的 SBI 基于傳輸控制協議（Transmission Cont

38、rolProtocol ，TCP），對于用戶面開銷會比較大，所以目前用戶面接口仍然沿用用戶數據報協議 （User Datagram Protocol， UDP） 、 GTP 用戶面 （Userplane part of General Packet Radio Service Tunnelling Protocol，GTP-U）的結構。未來不僅需要考慮控制面的服務化接口設計，也需要進行用戶面的服務化接口設計。希望能夠探索一種開銷較小、實時性能較好的、同時滿足控制面和用戶面需求的服務化接口。3 3.2.3.2.3 數據處理順序數據處理順序針對某一業務數據進行處理之前，首先需要明確與本次數據處理相

39、關的用戶面服務或服務實例組合、以及數據處理的順序。數據處理順序的確中國移動6G 服務化 RAN 白皮書（2022）16定有兩種可能實現方式。第一種方式是服務使用者動態選擇服務提供者的實例，這種方式與現有 5G 機制一致；第二種方式是由特定服務確定與本次數據處理相關的服務實例組合及關聯關系，并將該關系指示給相關的服務實例，以便于這些服務實例進行后續數據處理。3 3.2.4.2.4 包格式定義包格式定義不同于傳統分層協議模型中固定格式的數據包頭，服務化之后的數據包頭也將是按需組合生成的。數據包頭所包含的內容與數據處理鏈路上的服務相關，還可能與業務需求、測量結果等相關。一種可能的實現方式是，將數據包

40、頭分為多個部分，某一部分與特定的服務/服務實例關聯，只有該服務/服務實例可以對該部分數據包頭進行修改。3 3.2.5.2.5 數據包安全數據包安全傳統分層協議架構中，某一層的包頭和功能只有該層可見。無協議層之后，數據包的包頭信息所有“網絡功能”都可見。但是這將導致數據安全問題。一方面，非法“網絡功能”可能會獲取數據信息，導致信息泄露；另一方面，合法“網絡功能”可能會非法使用數據信息，如分析用戶隱私。因此，需要對數據訪問進行控制，僅允許授權“網絡功能”讀/寫相關包和/或包頭信息。為了保證服務間數據交互的安全性，可能需引入一個安全控制功能，該控制功能負責為其他網絡功能下發數據處理與訪問相關密鑰，以

41、便于其他網絡功能可以對數據進行相應修改、或讀取相關數據信息。中國移動6G 服務化 RAN 白皮書（2022）173 3.2.6.2.6 數據采集機制數據采集機制傳統網絡中，采集的數據需要被上報到應用服務器或集中網絡功能做相應的分析處理，這一過程不僅增加了數據的獲取時延，還帶來大量信令傳輸開銷?？捎^察性是微服務設計的一項基本原則，每個服務化的網絡服務將原生支持數據采集機制，靈活適配豐富多樣的數據分析框架。因此，在服務化網絡中，數據采集與分析模式將發生根本轉變，其將會動態靈活地發生在端到端服務化網絡的任何位置。3 3.3.3 編排管理層關鍵技術編排管理層關鍵技術隨著服務化 RAN 和服務化 CN

42、研究的進一步推進，未來 6G 系統將是一個端到端全服務化的網絡。在端到端全服務化網絡中，編排與管理是保證用戶的多樣化業務體驗至關重要的一環。高效的編排管理可以將服務有機地整合在一起，在保證用戶性能需求的同時，確保各類網絡資源（包括無線資源、計算資源、存儲資源、部署空間資源等）使用效率最大化。在編排管理領域，開放網絡自動化平臺（Open Network AutomationPlatform，ONAP）已經成為網絡自動化、閉環、協同器等領域的一個準事實標準?？梢源藶榛鶞?，進一步推進面向 6G 服務化網絡的編排管理框架及相關技術?？梢灶A期，未來 6G 網絡仍然會在較大地理范圍內跨域、跨供應商大規模部

43、署。 為了實現可擴展性， 分層分域編排管理將是一種可行方式。 “子域”可以按照技術領域來劃分，如 RAN、承載網、CN；也可以按照部署領域來劃分，如邊緣數據中心域、核心數據中心域等。在分層分域編排管中國移動6G 服務化 RAN 白皮書（2022）18理框架中，業務編排器以及服務控制器將是兩個最基礎的組件。圖 9：分層分域編排管理框架3 3.3.1.3.1 業務編排業務編排業務編排器（Service Orchestrator，SO）負責業務級別的編排，以實現業務實例化、業務變更、全局優化部署等的閉環自動化。端到端 SO 進行端到端整體服務編排，南向與各域 SO 銜接，北向與運維支撐系統/業務支撐

44、系統銜接。3 3.3.2.3.2 服務控制服務控制服務控制器負責控制資源的閉環自動化，包括本地資源的分配、回收、調整、擴縮容等。不同領域的控制器可分別負責域內的閉環自動化?？刂破骺梢园☉每刂破?、網絡控制器、虛擬功能控制器、基礎設施控制器等。四、四、 服務化服務化 R RANAN 發展挑戰發展挑戰在推進服務化 RAN 的過程中， 一方面要考慮傳統 RAN 固有的局限性，中國移動6G 服務化 RAN 白皮書（2022）19一方面要解決基礎設施層、網絡功能層、管理編排層等多維技術引入導致的新問題，因此面臨的挑戰巨大。4.14.1 服務定義服務定義目前業界尚無統一可行的實現服務拆分的具體算法。如果

45、對接入網服務拆分不合理，很可能會構建出一個分布式單體應用：一個包含了一大堆互相之間緊耦合的服務，卻又必須部署在一起的分布式系統。這將會把單體架構和微服務架構兩者的弊端集于一身?；咀鳛橐粋€開發了數十年的“單體架構”應用，服務拆分變得更為復雜。僅從 RRM 模塊之間的關聯關系就可以看出。RRM 模塊之間呈現緊耦合關系，不合理的功能拆分很可能導致形成分布式單體。4.24.2 網絡性能網絡性能電信級設備要求具備 724 小時不間斷運行的能力，這是專用設備的優勢所在，而現階段，通用設備尚無法達到這一可用性級別。此外，通用設備與專用設備仍存在性能差異：通用設備具備較強的擴展性，能夠完成更多任務，但代價是

46、算力不集中、性能下降；專用設備因為只針對某個功能進行設計，因此性能較之更高。4.34.3 測試運維測試運維不同 RAN 服務可能由不同廠家來實現。 由于各廠家的技術方案各不相同，對接口相關規范的理解也可能存在差異，所需互操作測試的工作量是非常巨大的。同時，可能很難分清安裝和維護時的責任劃分，影響故障恢復時間。需要維護的設備數量增加，導致網絡管理的復雜度和成本增加。中國移動6G 服務化 RAN 白皮書（2022）204.44.4 網絡能效網絡能效服務化 RAN 的實現將基于通用服務器。 這類硬件服務器使用通用芯片，成本低，靈活性高。但通用芯片的缺點是對流量的處理效率低，功耗高。據業界研究，如果采

47、用通用芯片來實現 5G 基站功能，其需要的芯片數量是專用芯片的 18 倍， 功耗約是專用芯片的 30 倍。 以此類比， 服務化 RAN帶來的功耗問題也需要仔細考慮。4.54.5 異構硬件異構硬件相比計算中心，無線接入網是設備更復雜，要求更嚴苛的異構計算環境。對無線接入網實現服務化改造，表面看是軟件的變革，但其實嚴重依賴底層異構硬件平臺方案的支持。這涉及硬件資源的抽象、虛擬化、管理編排、以及快速的迭代。但從軟件行業和硬件行業各自發展上看，軟硬件的距離越來越大，軟件迭代速度越來越快，軟件對硬件的性能、靈活性、功耗、成本都提出了苛刻的要求，而硬件的規模越來越大，開發周期越來越長。并且半導體工藝日益趨

48、于物理極限，一次性工程費用指數級上升，針對各種苛刻需求， 研發風險也越來越高。 由于不同異構硬件的定位不同，虛擬化的能力差異非常大。即使是同一類的異構硬件，不同廠商的產品虛擬化程度也參差不齊。雖然業界已經出現通用的硬件加速管理編排框架，但距商用仍有距離。另外，異構計算方案通常涉及眾多硬件廠商，云廠家和網元廠家，各種技術挑戰不是任何一家公司能夠完全解決的，需要不同領域供應商的緊密配合。4.64.6 網絡安全網絡安全5G 定義了很多用于用戶面數據處理的接口交互參數。 但即便參數已標中國移動6G 服務化 RAN 白皮書（2022）21準化，也很少在異廠商設備之間使用，主要原因有兩點：一方面，這些參數

49、主要用于特定算法，通用價值較低；另一方面，數據的可信度難以保證。數據的準確度、可信度直接影響網絡或設備的性能，因此，保證數據安全、尤其是異廠商 RAN 服務之間交互數據的安全性尤為重要。此外，網絡能力開放引發的網絡攻擊風險、云和虛擬化帶來的安全風險、以及開源代碼漏洞易被黑客利用等風險也需要同步考慮11。4 4.7.7 初期成本初期成本服務化 RAN 短期成本優勢不顯著。參與基站研發的廠商包含軟件、硬件、 射頻拉遠單元提供商以及系統集成商， 考慮到研發鏈上各廠商的利益，在形成規模效應前成本優勢還不明顯。但可以預期，一旦進入規模應用，其成本優勢應該是顯著的。4 4.8.8 標準化方式標準化方式現階

50、段，一個版本從方案研究、標準化到測試部署，可能需要兩年時間，版本迭代周期很長。此外，新版本需要后向兼容舊版本，導致新技術或新功能的引入變得非常復雜?，F有標準化組織架構和工作方式不能滿足服務化 RAN 快速開發部署需求，因此需要標準化組織做相應調整。五、五、 服務化服務化 R RANAN 應用場景應用場景5 5.1.1 面向垂直行業，提供按需精簡的服務能力面向垂直行業，提供按需精簡的服務能力傳統基站功能全面，支持 5G 與 4G 互操作、支持多種頻段、支持全球導航衛星系統（Global Navigation Satellite System，GNSS）定位、支持IP 多媒體子系統（IP Mult