5G软件架构
此前，我们已经研究了5G的硬件需求。本周，我们将了解面向5G部署的软件基础设施。英特尔等供应商以及O-RAN和OpenRAN等标准组织发布了一些概念和规范。然而，这些概念有点模糊，这些概念可能不适用于未来5G部署的所有潜在用例。其中许多概念和规范都侧重于运营商级部署，并且在制造园区或大型船舶等电信应用之外还有许多潜在的5G客户。
在不同的设计中有一个共同的趋势：软件堆栈正在远离裸机，转向虚拟化或容器化的软件堆栈，使用集中式管理软件轻松部署和管理所有节点。RedHat、VMware和其他领先软件供应商的解决方案都附带了VM和容器管理解决方案，可以托管定制的5G软件堆栈。Intel®也加入了虚拟化FlexRAN解决方案的行列。这些软件堆栈的目的是将集中管理的软件的内聚堆栈链接在一起。
领先的VM软件套件供应商之一VMware正在将容器支持集成到其vSphere虚拟化平台中，展示了容器概念是如何流行起来的，并且虚拟化专家再也不能忽视它。企业操作系统和虚拟化平台的另一巨头红帽公司推出了OpenShift容器管理平台。甚至微软也加入了容器潮流，将OpenShift集成到他们的Azure混合云计算平台中。
对于那些规模或预算有限的用户，可以免费使用通过Kubernetes编排系统部署的Docker容器。这些开源替代方案不会放弃功能。与开源领域一样，最大的区别在于支持。专业支持可从盒装软件供应商处获得，在开源替代方案中，您将依赖文档和社区支持来解决可能出现的调试问题。
软件堆栈最重要的是从专有供应商解决方案转向开放标准软件和硬件。这将为希望为内部需求构建私有5G网络的企业和企业降低障碍。这允许在硬件方面进行公开竞争。尽管竞争加剧，但这对硬件供应商来说是一件好事。它迫使供应商进行创新以吸引客户，并建立自己的 5G 硬件愿景以开拓特定的利基市场。一刀切，通过竞争，客户将能够找到满足其确切需求的硬件，并选择能够很好地集成到其现有软件基础架构中的软件。我们设想的是企业将选择运行他们熟悉的基础操作系统，例如 RHEL 或 CentOS，然后运行供应商提供的 KVM，或者更有可能是捆绑所有所需软件的容器。软件和硬件供应商将需要密切合作以提供应用优化的解决方案。
感谢您再次加入我们，再次了解 5G。随着行业趋势变得更加具体，我们将重新讨论这个话题。一体化小型基站看起来像是下一个热门的 5G 话题，我们肯定会在以后的文章中对此进行更深入的研究。
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O-RAN, OpenRAN, 以及 OTII, 是迄今为止发布的 3 个最突出的规范，每个规范都有知名成员。我们将从5G私有企业网络的RAN硬件设计考虑的角度来研究每一个，并强调一些关键规范，并在我们查看规范时进行比较。
O-RAN发布的规格: https://www.o-ran.org/specifications
O-RAN联盟的O-RAN，受到许多主要电信运营商的青睐，如AT&T、Verizon、T-Mobile、Sprint、Orange、Vodaphone、NTT Docomo等。它设想5G网络分为RU馈送到DU（分布式单元），然后上行到CU（中央单元），CU再馈送到核心网络。由于电信行业的重点，它定义了该行业设备的典型温度范围为-5~55C。对于大多数面向数据中心的制造商来说，这是一种背离，他们通常不会在如此高的温度下进行验证。另一个显著的变化是-48v直流电源输入。为了降低交流/直流转换的效率，超级缩放器一直在向直流方向发展，因此许多制造商已经有处理直流电源的经验。这应该只是对CRPS-48v直流PSU的验证，其电源电缆额定电流可增加。此举会让许多典型的服务器制造商不高兴，它将机箱深度定义为<750mm。离现成的服务器不远，但仍需要更改设计和工具以适应指定的深度，以及验证新平台的相关成本。总的来说，这是非常注重电信的规范。企业是否会要求严格遵守此规范的硬件还有待观察。
OTII发布的规格: http://www.opendatacenter.cn/work-group/p-1143085492931629057.html
OTII由中国开放数据中心委员会发布，旨在将白盒服务器用于5G网络基础设施。它由中国三大电信公司发起：中国移动、中国电信和中国联通，以及Intel和CAIST。这三家电信公司也是O-RAN的成员。OTII规格不同于其他规格，其更温和的温度范围要求为5~40C（短期-5~45C）。该规范不符合西方电信或NEBS的最低要求，因此OTII不太可能在中国以外获得吸引力，尽管这可能是这些设备更现实的操作环境。它还具有限制性的450mm机箱深度要求（指定2U以适合所有所需组件）。这降低了计算密度，似乎是为参与的电信公司定制的。符合规范的服务器已经交付，可能是目前针对3种规范的最大部署。快速部署可能是由于电信公司自己定义的规范，如上所述，可能是为他们的环境定制的，以允许快速部署这些服务器，以满足积极的5G部署计划。
TIP – OpenRAN: https://telecominfraproject.com/openran/
电信基础设施项目定义了一个竞争性的RAN规范。这是一个开放的项目，与O-RAN的付费会员不同，它可以免费加入，从而获得相当数量的会员。值得注意的是，OpenRAN的许多著名成员也是O-RAN成员。这些规范仍处于早期阶段，暂时发布了一些规范。在今天的3个规范中，这是最不完整的，定义了一些DU规范以及很少的CU规范。规格中也有一些奇怪之处。对于电源要求，它像O-RAN规范一样定义了-48v DC，但它也增加了110v AC。非常奇怪的是，仅包含110v，而不包含220v，这在数据中心和大多数欧洲国家更为常见。DU还需要-40～55C的工作范围。-40C低温范围对制造商来说是一个苛刻的规格，要求加热器避免低温问题。OpenRAN似乎设想DU将与RU一起安装在外部杆上，使系统暴露在极端天气中。该规范应分为内部和外部安装系统，因为让一个系统同时服务于两种环境会不必要地增加成本。
下面是一张图表，总结了每一项的重要规格：
所有3个规范都有很多相似的概念。在电源方面，所有设备都有专门针对电信的-48v输入。这是有道理的，因为规范主要针对电信，并且它是行业标准。但是，OTII包含220/110VAC 支持，以允许由于交流电源的普遍存在而更加灵活地放置。它将允许放置在电信运营商控制的位置之外，或者在经济上不适合添加-48v直流电源的地方。
对于物理形状因素，它们都指定了较短的机箱深度。然而，只有OTII指定了适合标准600mm深度电信机架的系统。OTII在深度上确实有点过于雄心勃勃，这将限制系统在其他应用中的通用性。我们认为，底盘深度略低于600毫米，可能是最通用的，同时采用前端访问设计便于维修和散热。这个大小足以容纳足够的功能和计算密度，但对于大多数部署来说也足够小。当然，物理大小在很大程度上取决于最终客户的部署位置。这可能是整个硬件环境中最明显的细分，制造商可以通过选择合适的尺寸和功能集来区分自己。
感谢您加入我们，快速了解5G RAN架构的3个主要规范。随着规范的成熟，我们一定会重新审视，并在未来进行更多的比较。
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