O-RAN RAN 5G 6G RIC AI/ML 行動通訊

rApp/xApp滿足特定需求 O-RAN RIC商機蓄勢待發

2024-07-15
RAN智慧控制器(RIC)的市場規模預計將以60.8%的年均複合成長率於2030年達到61億美元,成長速度驚人。隨著行動通訊走向開放式架構,並持續透過虛擬化和軟體定義方案提高部署彈性,RIC將成為未來O-RAN基地台的核心元件。
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開放式無線電存取網路(O-RAN)的標準和測試規範正逐步完備,而在萬物智慧化的趨勢下,除了RAN內部的O-RU、O-DU、O-CU,O-RAN架構也包含推動行動網路智慧化的關鍵元件:RAN智慧控制器(RAN Intelligent Controller, RIC)。

根據市場調查機構Grand View Research報告,2023年RIC的市場規模接近2.2億美元,並預測將於2024~2030期間,以60.8%的年均複合成長率(CAGR),於2030年達到61億美元。RIC所具備的發展潛力十分可觀,包括傳統和新興業者皆積極布局,預期將成為O-RAN解決方案的核心元件之一。

什麼是RAN智慧控制器?

軟體定義、虛擬化為行動網路的重要趨勢,為了提升網路資源使用效率,O-RAN聯盟(O-RAN Alliance)於O-RAN架構中加入非即時RIC(Non-RT RIC)和近即時RIC(Near-RT RIC)。

Non-RT RIC主要位於服務管理和編排(SMO)網管系統中,以大於1秒的延遲支援非即時的無線電資源管理、更高層的程序優化、RAN之中的策略(Policy)優化,並為Near-RT RIC提供參數、策略及AI/ML模型等資料;Near-RT RIC則負責控制包括CU、DU在內的其他RAN元素,以介於10毫秒到1秒之間的延遲,透過E2介面進行資料蒐集等行為,以便實現接近即時的資源控制及優化(圖1)。

圖1 O-RAN架構中的RIC (圖片來源:耀睿科技)

RIC的出現,為O-RAN基地台帶來類似作業系統(OS)的平台,可在RIC之上運行具備特定功能的網管應用程式:於Non-RT RIC運行rApp、Near-RT RIC運行延伸應用程式(eXtended Application, xApp)。透過由O-RAN聯盟統一訂定的規範,可允許RIC運行符合O-RAN規定的第三方應用程式,因此進一步提高配置彈性,能夠因應需求採用適合的方案。

節能/低延遲應用多元 RIC實現恰到好處的資源分配

網路資源有限,如何善用有限資源提供更佳服務,是電信營運商的關注重點。相較於傳統RAN需要遵循交遞(Handover)臨界值等特定參數的限制,RIC可藉由搭載不同應用程式,讓服務供應商根據需求彈性進行資源分配,提高網路運行效率並滿足特定應用需求(表1)。

表1 RIC使用案例及關鍵應用 (圖片來源:Juniper Networks)

舉例來說,面對重要性持續提升的能源問題,採用RIC和適合的rApp和xApp有助於提高能源和無線電資源利用效率,優化營運商的網路能效。例如,MWC 2024期間,Rimedo-Labs便和博通(Broadcom)旗下VMware合作,展示如何以節能rApp(Energy Saving rApp, ES-rApp)和流量引導xApp(Traffic Steering xApp, TS-xApp)提高節能成效(圖2)。在此範例中,ES-rApp監控區域內的基地台,並根據蒐集到的基地台資訊,指示TS-xApp進行流量引導。如此一來,便可關閉區域中無須負擔資料傳輸流量的基地台,進而達成節約能源的目的。

圖2 Rimedo-Labs和VMware演示的節能方案 (圖片來源:VMware)

除了應對節能挑戰,由於5G商轉速度較慢,有的營運商也將RIC視為有效分配資源、減少浪費的優化功能,讓他們能夠在不影響用戶體驗的前提下降低成本。此外,針對企業專網或特殊應用,搭載不同rApp和xApp的RIC也能實現網路客製化。

例如,在車聯網(V2X)應用中,由於車輛為時常處於高速移動狀態的使用者設備(UE),並基於安全性考量對於延遲和可靠度十分敏感,因此為行動通訊Handover帶來嚴峻挑戰。為展示RIC在此類應用的效能,Rimedo-Labs設計出整合流量管理rApp(Traffic Management rApp, TM-rApp)和TS-xApp的智慧管理方案,並透過Enrichment Information(EI)為RIC及其應用程式提供V2X相關資料,以實現更有效的優化。

由此可見,RIC智慧管理能夠讓網路服務更準確地滿足應用需求,避免資源浪費,無論在公網或專網皆有其用武之地。

RIC市場潛力佳 各路人馬積極布局

目前,行動通訊正處於從B5G邁向6G的過渡階段,6G將更加重視行動網路與AI/ML技術的結合,並致力運用創新技術持續推動網路節能。O-RAN將基地台解構,為電信營運商提供靈活彈性的解決方案,也因此出現更為多元的應用。以上種種趨勢顯示RIC將在未來虛擬化網路中扮演關鍵角色,持續推動O-RAN智慧化進程。

因應RIC的潛在商機,傳統基地台設備商在O-RAN發展初期便積極研發相關技術,例如Nokia早在2019年就開始和AT&T共同開發RIC平台,並於2020年成功於商用網路中驗證RIC效能,雙方更進一步於2023年宣布於原生E2介面驗證創新的Near-RT RIC xApp;Ericsson則於2021年底推出Intelligent Automation Platform,為SMO概念的實作方案,平台中包括Non-RT RIC,可運行Ericsson或其他第三方的rApp。

網通和軟體業者也紛紛投入RIC和其應用程式市場,例如Juniper Networks便和Netsia簽署獨家全球授權協議,將Netsia的RIC技術轉移至Juniper;電信軟體供應商Cohere Technologies則提供其Universal Spectrum Multiplier軟體的xApp版本。

儘管虛擬化和開放式介面將同步帶來資安風險,不同業者間的RIC平台和xAPP/rAPP的相容性也有待持續驗證,基於行動通訊朝向智慧化的發展趨勢,預期RIC仍將在未來占有重要地位。現階段,O-RAN硬體技術已漸趨成熟,軟體服務將成為業者關注的另一面向,無論是對於基地台解決方案供應商或是電信營運商來說,RIC及其應用程式都是將效能提升、建立產品特色的關鍵,其發展值得長期觀察。

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