經過幾年發展，O-RAN設備是否真的實現最初描繪的開放願景？觀察O-RAN設備發展現況，本文分別從互通性、性能和成本，分析O-RAN現階段的挑戰及未來機會。
性能/功耗/彈性缺一不可 RU設計考量攸關基地台表現
(承前文)射頻單元作為基地台不可或缺、唯一無法虛擬化的部分，其設計也是影響O-RAN性能的其中一環。ADI應用工程師陳偉峰(圖4)表示，隨著業界對於中高功率(大於10W)應用的需求增加，前端射頻部分的設計難度也隨之提升，同時在散熱和功耗方面將面臨更多挑戰。
ADI應用工程師陳偉峰(圖4)表示，隨著業界對於中高功率(大於10W)應用的需求增加，前端射頻部分的設計難度也隨之提升。
陳偉峰指出RU在設計上的三大考量：(一)高性能，RU需要具備高性能的射頻處理能力，以滿足5G NR等新一代無線技術的要求，尤其是5G的高流量將為微波射頻前端的線性度以及動態範圍帶來更嚴苛的考驗；(二)低功耗，RU需要具備低功耗設計以降低網路營運成本，隨著O-RAN逐步邁向成熟階段，將越來越重視功耗與節能方面的要求；(三)高彈性，O-RU的設計需要能夠針對不同場域的要求進行對應調整，例如室外、半室外、室內等。
因應5G O-RAN對於RU的設計要求，ADI高度整合的收發器(Transceiver)晶片能夠縮小RU體積並降低整體功耗。陳偉峰表示，ADI也持續配合RF功率放大器廠商、基頻SoC廠商、DU平台廠商、儀器廠商等業者，支援跨廠商的系統合作。例如，ADI在MWC 2023中，便以RadioVerse收發器SoC和Marvell的OCTEON 10 Fusion 5G基頻處理器結合，打造尺寸更小、能耗更低的方案。
智慧控制技術亮眼 O-RAN節能成未來焦點
除了硬體射頻單元，5G O-RAN走向軟體定義/虛擬化的趨勢也值得關注，將藉此實現更多過往基地台無法做到的功能。耀睿科技資訊安全部協理蔡志明(圖5)解釋，O-RAN架構將原本歸屬於核心網路(Core Network)的功能放入接取端，基地台中具有SDN和NFV，可將基地台視為雲端，xAPP應用因此能夠在接取端快速和終端設備進行結合。在此架構下，基地台已不只是原本4G時代的傳輸設備，開始提供更豐富的功能及服務。
耀睿科技資訊安全部協理蔡志明表示，在5G O-RAN架構下，架構下，基地台已不只是原本4G時代的傳輸設備，開始提供更豐富的功能及服務。
蔡志明表示，RAN智慧控制器(RIC)可視為是基地台的大腦，是O-RAN十分重要的技術之一。透過RIC，基地台能夠提高資源使用效率，在基地台之間進行流量的智慧化管控和協調。目前，O-RAN聯盟中的次世代研究小組(nGRG)也正在進行AI/ML規範的定義，預期未來O-RAN網路從5G邁向6G，智慧化程度將持續提升。
軟體定義/虛擬化架構加上智慧化基地台控制器，讓O-RAN基地台能夠探索更多應用服務，而當前最受到關注的莫過於節能相關應用。MWC 2024期間，耀睿也攜手工研院(ITRI)展出Energy Saving xApp(ES-xAPP)和RIC互通性的驗證方案，可測試近即時RIC(Near-RT RIC)的內部介面，例如A1、O1、E2介面。
圖3 O-RAN架構 (圖片來源：O-RAN Alliance)
分散式設備成本仍高 理想O-RAN架構擘劃5G未來
成本是電信營運商最初推動O-RAN開放架構的動力之一，然而，從2018年發展至今，O-RAN基地台在單價上依舊不見得具備競爭力；比較All-in-one的O-RAN方案和清楚劃分出CU、DU、RU的解決方案，整機式基地台價格也更加低廉。資策會軟體院組長李穎芳(圖7)舉例，台廠目前最便宜的All-in-one小型基地台已經可以將價格壓到15萬，但如果採用伺服器劃分CU、DU，單是伺服器的價格就可能從30萬開始起跳，再加上RU本身的成本，導致價格始終難以壓低。
圖7 資策會軟體院組長李穎芳(左)、資策會軟體院組長陳正昌(右)
從技術上來說，若將CU、DU、RU完全分離，元件之間的對於傳輸延遲的嚴格要求，也將為基地台穩定運行帶來挑戰。雖然短期內分散式O-RAN在成本和性能表現上不占優勢，但長遠來看，O-RAN的開放程度對於降低5G基地台的布建成本至關重要。
李穎芳說明，理想中，技術成熟的O-RAN架構，是可以用一個CU加上多個DU、每個DU再和多個RU連接，在硬體能夠負荷的前提下呈現樹狀擴散。此架構若可成真，預期將加快行動網路的換代速度。資策會軟體院組長陳正昌(圖7)表示，布建成本是5G迫切想要解決的問題，由於5G運行頻率更高、覆蓋範圍更小，因此需要布建更多基地台，而如果每個基地台都是完整的一套RAN設備，成本將十分可觀。未來如果O-RAN技術成熟且穩定性高，可以整座城市只採用一座大型伺服器擔任CU，每個區域部署一個DU，接下來在區域內部散布RU。從原本需要架設一整座基地台轉為RU設備，成本將可顯著降低。
開放技術演進速度快 O-RAN設備潛力無窮
O-RAN發展至今，難免會產生理想很豐滿，現實很骨感的失落感。然而，儘管現在O-RAN設備的開放性和互通性皆有待加強，卻也能夠視為是新技術在成功站穩腳步前的陣痛期，而開放式技術帶來的良性競爭，也將加快產業發展速度。隨著標準陸續完善、生態系統業者持續增加，預期O-RAN設備不僅將一一攻破互通、性能和成本上的難關，也將帶來行動網路此前不曾出現過的創新應用。O-RAN開枝散葉的那天值得期待。
逐一克服互通/性能/成本挑戰 O-RAN改善性價比贏未來(1)
逐一克服互通/性能/成本挑戰 O-RAN改善性價比贏未來(2)