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本會新聞 開放的O-RAN,更靈活的全光網路
文/財團法人光電科技工業協進會

        AI時代需要高速寬頻的網路傳輸,除了全光網路以外,業界所說的O-RAN究竟是甚麼?它和全光網路有甚麼樣的關聯,以下就讓我們來看看:
 
O-RAN是甚麼?
        在全球數位化轉型的浪潮中,無線接取網路(Radio Access Network, RAN)的重要性日益顯著。尤其隨著5G和未來通信技術的發展,傳統封閉的RAN架構不僅難以迎合開放的市場,且少數廠商獨占的情形也已引起歐美等國政府的關注。在此背景下,O-RAN(開放式無線接取網路 – Open Radio Access Network, O-RAN)應運而生,其目的在於打破現有的技術壁壘,推動無線接取網路的開放和標準化。

        O-RAN聯盟(O-RAN Alliance)成立於2018年,由多家全球領先的電信業者共同發起,包括AT&T、NTT DOCOMO、Orange、Deutsche Telekom,以及中國移動等。聯盟的目標是通過定義和推廣開放介面,促進不同供應商之間的互通性,以實現更加靈活和高效的網路架構。 

O-RAN的架構主要由以下幾個部分組成:
1.  RAN智慧控制器(RIC):包括近即時RIC與非即時RIC,用於網路即時和非即時的優化和控制。
2.  中央單元(CU)和分佈單元(DU):分別負責高層和低層協定的處理。
3.  無線單元(RU):負責射頻和數位訊號處理。
4.  開放前傳介面(Open Front haul Interface):CU與DU之間的標準化介面,確保不同供應商設備之間可互操作性。
5.  服務管理和編排框架(SMO):負責網路的整體管理和編排,實現自動化操作。 

O-RAN的簡易網路架構,可參考下圖所示:

圖1 工研院所開發之5G O-RU架構;資料來源:ITRI官網,2024/05
 
O-RAN和傳統RAN有甚麼不同,以下由圖表呈現:  
 
  傳統RAN O-RAN
架構開放性 封閉架構,由單一供應商提供整體解決方案 開放架構,允許不同供應商的設備互通
技術彈性 整合度高,變更和升級較為困難 模組化設計,具備靈活配置和擴展的能力
智慧化 主要依賴人工管理和配置,智慧化程度較低 引進人工智慧和機器學習技術,用於網路優化和自動化管理
成本效益 單一供應商壟斷,成本較高 多供應商競爭可降低設備和營運成本
部署速度 部署和優化過程較為緩慢 可快速部署和即時優化,適應動態需求
標準化 缺乏統一標準,各供應商設備互不相容 推動標準化介面,促進跨廠商設備的互通性
表1 O-RAN與傳統RAN的比較;資料來源:PIDA,2024/05
 
        這樣看起來,似乎O-RAN百利而無一害,也難怪根據Market&Market的預測,O-RAN的全球市場規模會從2022年的11億美元成長至2027年的156億美元,成長幅度可謂驚人。O-RAN確實在靈活性、成本效益和創新能力方面具有顯著優勢,適合未來5G及其後續技術的發展需求。

        但是,O-RAN也面臨一些挑戰。例如,確保不同供應商的設備能夠互通,需要大量的技術和標準化工作。另外,開放性的增加也可能帶來新的安全風險,需要加強網路安全措施等等,有關O-RAN的詳細剖析,如下圖所示: 

圖1 O-RAN的SWOT分析;資料來源:PIDA整理
 
有了全光網路還要不要O-RAN?
        在現代通信技術的發展中,O-RAN和全光網路都是關鍵技術,雖然它們在功能和應用上有所不同,但在提升網路性能方面各有優勢。
 
        O-RAN透過開放和標準化無線接取網路架構,實現不同供應商設備之間的互通,而全光網路使用光訊號進行端到端的資料傳輸,無需中途轉換成電子訊號,提供高效能且低功耗的傳輸能力。
 
        這兩種不同的技術,實際上存在著互助的空間。全光網路可以作為O-RAN架構中的前傳與回傳連接,提供高頻寬、低延遲的傳輸支持。這種結合可以顯著提升無線接取網路的性能和可靠性。O-RAN的開放架構則是適用於各種無線接取環境,特別是在需要快速部署和靈活調整的場景。O-RAN的開放性和智能化使其成為未來無線接取網路的核心技術,而全光網路的高效能傳輸能力則為O-RAN提供了穩固的基礎設施。兩者的結合將推動通訊技術的不斷進步,滿足未來多樣化的網路需求。
 
台灣通訊業者的角色 
        O-RAN的開放架構與互通性,符合台灣資通訊產業的屬性,也有助於台灣廠商打入原本封閉的RAN市場,因此台灣的光通訊業者也積極與全球電信營運商和技術供應商合作,參與多個O-RAN的實驗和商業部署計畫。例如,中華電信與國際電信運營商合作,進行O-RAN技術的實驗性部署和性能測試。
 
        政府也相當重視O-RAN的發展,透過「推動5G發展計畫」,支持各種O-RAN的推廣計畫,例如國發會「亞洲矽谷-5G開放網路整合驗證暨推廣計畫」,協助國內網通業者自主研發基站驗證測試服務,目前完成20家廠商驗證測試,並與桃園、台南、高雄市政府合作打造5G-ORAN示範場域,進行開放網路應用實證。
 
        參與O-RAN驗證測試的廠商,包含啟碁、雲達、亞旭、萊昂仕、和碩、宏達電、中磊、仁寶、台達電、光寶、明泰、泰金寶、智易、富鴻網、廣達、英業達、正文、友訊等18家網通設備商,以及伸波、大世科等2家系統整合商,以期將國產自主研發O-RAN設備介接國際Cisco、Nokia、Ericsson等大廠之5G SA核心網路。即將於6月在台北登場的O-RAN高峰會,足以證明台灣產業對於O-RAN的重要性。
 
未來展望 
        隨著5G和未來6G技術的快速發展,台灣的光通訊業者在O-RAN技術應用中的角色將會越來越重要。整體來說,台灣的光通訊業者在O-RAN技術的發展和應用中可扮演重要角色。透過技術研發、標準制定、設備製造和全球合作,台灣業者將在未來的通訊網路變革中發揮更加關鍵的作用,推動O-RAN技術的廣泛應用和發展。