参考:O-RAN.WG1.O-RAN-Architecture-Description
目录
- 1. 设计目标
- 2. 基本原则
- 3. 整体架构
- 3. 1 接口介绍
- 3. 2 网元介绍
- 3.2.1 SMO
- 3.2.2 Non-RT RIC
- 3.2.3 Near-RT RIC
- 3.2.4 O-RAN网络功能
- 3.2.5 O-Cloud
- 3.2.6 NG Core
- 4. 控制类型
1. 设计目标
O-RAN致力于搭建一个开放的(Open)、智能化的(Intelligent)、虚拟化的(Virtualized)、各厂商产品可互操作的(Fully Interoperable)无线接入网络架构,其目标概况如下:
- 接口开放化:所有逻辑网元和逻辑功能的接口都开放,各厂家逻辑网元能够互操作。O-RAN定义开放的API和接口,并推动标准组织尽可能地采纳它。
- 网络智能化:基于大数据(Big Data)技术和人工智能(AI)技术,对RAN进行智能化的配置、维护、控制、管理等。
- 硬件通用化:最大限度地使用通用地硬件设备,尽可能地减少专业硬件设备。
- 开源化
- 网络功能虚拟化
2. 基本原则
O-RAN的架构和接口规范应尽可能与3GPP架构和接口规范一致。
3. 整体架构
从上图可以看出,O-RAN整体架构主要包括8个网元类型和6个接口类型,下面小节进行详细介绍。
3. 1 接口介绍
接口 | 简要介绍 |
A1 | SMO中Non-RT RIC和Near-RT RIC之间的接口,A1接口支持3种服务类型: 🍀 策略管理服务 🍀 信息服务 🍀 ML模型管理服务 |
O1 | Open 1接口,SMO和O-RAN内部网元之间的接口,用于SMO对Near-RT RIC和O-RAN内部网元进行智能化的配置和管理,主要功能包括: 🍀 性能管理:Performance Management,PM 🍀 配置管理:Configuration Management ,CM 🍀 故障管理:Fault Management,FM 🍀 文件管理:File Management 🍀 通信监视(心跳) 🍀 信令跟踪 🍀 无线网络功能发现:Physical Network Function (PNF) Discovery 🍀 PNF软件管理 其中,O-RAN内部网元可以是:O-CUCP、O-CUUP、O-CU、O-DU、O-RU、O-eNB等 |
O2 | Open 2接口,SMO和O-Cloud之间的接口,用于管理O-Cloud之上运行的各个O-RAN网络服务节点进行智能化的配置和管理, 主要包括: 🍀 O-Cloud的发现和管理 🍀 O-Cloud的扩容和缩容 🍀 O-Cloud的FCAPS(性能管理、配置管理、故障管理、通信监视)等 🍀 Cloud平台的软件管理 🍀 O-Cloud资源的创建、删除、分配 🍀 O-Cloud资源的扩容、缩容 🍀 O-Cloud资源的FCAPS(性能管理、故障管理) 🍀 软件部署管理 |
Open Fronthaul Interface | SMO和O-RU之间的接口,用于管理O-RU,其中包括:CUS(Control User Synchronization)面、和M面。在Hybrid模式下,SMO使用Open Fronthaul M-Plane接口来实施FCAPS功能,主要包括的功能:“启动”安装、软件管理、配置管理、性能管理、故障管理、文件管理等。。 注: 1. 在5G系统规范中,Fronthaul M-Plane接口是DU和RU之间的管理接口。在DU和RU之间,3GPP只对数据面CPRI和eCPRI接口进行了规范,但未对管理面进行规范,这个接口各个厂商自行定义。为了现有产品向后兼容,因此O-RAN定义了该接口,希望各厂商可以开放各自的Fronthaul M-Plane接口。 2. O1接口也可以控制O-RU,即O-RU有两组管理接口。当两组接口都使能时,称为Hybrid模式(混合模式) |
O-Cloud Notification Interface | O-Cloud通知接口。 |
NG | 3GPP定义的5G RAN和5G Core之间的接口。 |
3. 2 网元介绍
3.2.1 SMO
SMO, Service Management and Orchestration, 服务管理和编排。在服务提供商网络中,SMO主要负责:RAN管理、核心网管理、传输管理、端到端管理。在O-RAN的架构中,SMO主要负责RAN管理,包括如下3个功能:
- O-RAN OAM:无线接入网的OAM FCAPS功能:Fault(故障管理)、 Configuration(配置管理)、 Accounting、 Performance(性能管理)、Security(安全管理)。
- 基于Non-RT RIC的RAN优化
- O-Cloud OAM:云基础设施的管理、编排、workflow管理
SMO各个功能模块的关系如下图所示。使能rApp的功能在SMO范围内,但超过Non-RT RIC,是表明R1服务可以是来自Non-RT RIC,也可以是来自SMO其它模块。
注:SMO怎么看都像是传统的网管,但又与传统的网管不同。有人说,为了体现O-RAN网管和传统网管的不同,体现O-RAN运营的高度智能化、网络功能的服务化和可定制化,所以取了这么一个高大上的名字:SMO。
3.2.2 Non-RT RIC
Non-RT RIC部署在SMO内,其主要职责是:
- 通过A1接口,向Near-RT RIC提供策略、ML模型管理、大量的信息,从而实现智能化的RAN优化
- 通过R1接口,使能rApp功能。rApp可通过A1、O1、O2、Open FH M-Plane接口,收集信息并采取行动,以达到RAN优化的目的。
3.2.3 Near-RT RIC
Near-RT RIC主要基于E2 Node收集的数据向基站提供近实时的(10 ms - 1s)无线资源控制和优化。
3.2.4 O-RAN网络功能
O-RAN网络内部包含的网元有:O-CUCP、O-CUUP、(或者O-CU)、O-DU、O-eNB、O-RU等,其功能在3GPP定义的标准网元的基础上进行了开放性的扩展,以支持智能化控制。其中,开放性扩展的接口包括:E2、O1、Open FH CUS-Plane、Open FH M-Plane。
3.2.5 O-Cloud
O-Cloud是一个开放的云基础设施平台,包括:
- 物理基础设施节点:满足O-RAN相关功能要求的物理资源
- 软件组件:如操作系统、虚拟机、实时容器等
- 管理和编排功能:
- O-RAN基础设施节点管理:支持O-RAN O2接口,提供O-RAN基础设施节点发现、注册、软件生命周期管理、工作负载生命周期管理、故障管理、性能管理、配置管理等。
- 硬件加速卡管理:支持 O-RAN AAL(Accelerator Abstraction Layer) API。
- O-Cloud通知管理:支持O-Cloud Notification接口,以向O-RAN网元同步一些关键信息,如PTP同步状态。
RU还未做到虚拟化,O-RU的虚拟化是未来进一步研究的方向之一。
3.2.6 NG Core
就是3GPP定义的5G核心网,没什么好说的。
4. 控制类型
O-RAN控制根据控制实时性的程度分为以下三种:
- 非实时控制:控制环的时延 ≥ 1s
- 近实时控制: ≥ 10ms,且 < 1s
- 实时控制: < 10ms ,DU对RU的控制