“四大天王”大比拼:華為、愛立信、諾基亞、中興5G哪家強?

5G商用的腳步聲越來越近,不少運營商都想拿下全球第一家5G商用的桂冠。

一、四大主流5G RAN供應商各有優勢

知名諮詢公司GlobalData最新發布了《審視5G技術的成熟度和商用進程》(Review of 5G technology readiness and commercialization)報告,對5G RAN、5G Core、5G Transport三個領域的關鍵技術進行了評估,並評選了領域內的主流供應商,分別是華為、中興、愛立信和諾基亞四家。

報告也對挑戰者三星,和新進入的RAN供應商Altiostar、Mavenir、ASOCS、SpiderCloud(已被Corning收購)進行了點評。

3GPP已在2017年底完成了第一版的 5G NR 標準 (側重移動寬帶) ,後續版本 (側重物聯網) 將在2019年底定稿。

移動運營商已基於這些標準版本,密集地測試和試用5G網絡。標準定稿後,供應商將微調設備,使其滿足標準,讓運營商快速部署。統一標準,有助於確保運營商5G網絡的一致性和可預測性,同時確保多家供應商的5G 解決方案在其網絡中實現互操作。

5G網絡採用的關鍵技術

首先要提到的是密集組網和Cloud RAN技術,5G時代對網絡容量的需求暴增,也加速了對密集組網的需求,尤其是在大量覆蓋能力較弱的高頻頻段的使用情況下。另外,行業應用和物聯網業務的興起,還需要另一種密集組網,即滲透企業。隨著無線終端種類的激增,採用密集組網和Cloud RAN技術能夠更好的協調資源、提升效率。Cloud RAN採用了虛擬化技術,比如對基帶處理功能的虛擬化,對5G網絡來說至關重要。不過,在密集組網的早期階段,很多運營商對這些技術的採用還處於緩慢接受狀態。

其次是網絡切片,儘管網絡切片技術在很大程度上是在核心平臺實現的,但也必須要RAN支持,以便網絡可以為不同的應用配置不同的高速率、低延遲特性,而不是一刀切地向所有應用提供一樣的配置。

再就是邊緣計算,為了滿足 5G 的低時延要求,運營商可以將網絡功能部署到網絡邊緣, 從而減少與最終用戶之間的跨度。一些供應商提出了多接入邊緣計算(以前稱為移動邊緣計算,MEC),用於實時應用程序的分佈式處理,可以根據需要在各個位置之間動態切換。然而,幾家RAN的供應商還沒有就支持MEC 達成共識,阻礙了邊緣計算技術的進展。

主流供應商各有優勢

2015年,愛立信比多數競爭對手更快一步,推出了針對5G 演進的新RAN產品組合。隨後加入了 ERS 高容量基帶單元軟件“Plug-Ins”,以協調各種5G 組件(如超大規模MIMO), 從而使運營商將現有網絡靈活演進到5G。緊接著,愛立信推出了無線硬件,包括超大規模 MIMO。但相比較其他供應商,愛立信在Cloud RAN和 MEC 上的聲音較小,只是宣稱支持。

華為為了維持其可觀的全球市場份額,強調從4G 到5G 的平滑演進(例如,4.5G增強功能)。華為一直積極主動地向市場推廣大規模MIMO 解決方案,並將Cloud RAN作為其5G 願景的核心。2017年,當華為推出一款全新的Cloud RAN基站產品時,感受到一些遲疑運營商的阻力。此後,華為調整策略,開始強調“集中化”RAN,而不是“虛擬化”RAN。華為在MEC技術上的聲音一直比較響,而且多年來已經將這一技術應用在了提供給企業客戶的Small Cell解決方案。

諾基亞在2016年發佈了“5G-Ready”AirScale 基站,聲稱超越了最接近它的對手愛立信。從那時起,諾基亞一直在努力傳播 AirScale 及其傳統基站 (Flexi Multiradio 10)的價值。然而,在大規模MIMO的商用化上,諾基亞比大多數同行都慢。儘管如此,諾基亞最早推廣MEC技術,其Cloud RAN的產品組合也是比較全面的,不只是基站,還包括虛擬控制器。

中興通訊在2014年率先提出“Pre5G”概念,並一直在大力推進“Pre5G”的演進。在大規模 MIMO 方面,中興可能比任何同行都更積極主動,也領先於其大多數競爭對手,中興在中國本土主要運營商率先商用了Massive MIMO。中興通訊在2017年推出5G基站,使用了自研的芯片組,具有強大的多模支持能力。展望中興通訊的未來,必須爭取更大的全球份額,避免業務過度集中在中國。

二、5G Core主流供應商優勢點評

在5G Core領域,GlobalData評選出五家主流供應商,分別是華為、中興、思科、愛立信和諾基亞。

Affirmed Networks、Mavenir、Radisys、Core Network Dynamics、NEC/Netcracker被GlobalData列為挑戰者,由於5G Core可以通過軟件部署,門檻有所降低,這個領域也進入了多個新玩家,如Athonet、Connectum、ExteNet、Hitachi、NEC/Netcracker、三星和VMware。

5G核心網的關鍵技術

首先要提的是雲原生VNF,基於雲原生的虛擬化網絡功能(VNF)雖然非5GC的必須要求,但由SBA帶來的業務敏捷性要求網絡功能以一種新的形式呈現。基於雲原生的VNF,應用邏輯和應用數據進行明確分離,採用微服務架構,對功能進行更小顆粒細化,對邏輯組件進行重用,使得5GC具備更簡易上線和編排的能力。

其次是通用VNF數據管理,整個5GC的統一應用數據管理需要VNF的數據進行共管。VNF數據需要在整個核心網可接入(可能擴展到傳統邊緣網絡) ,促進VNF彈性、切換和升級。另外網絡數據通過標準應用編程接口(APIs)進行對外開放,實現網絡優化或網絡貨幣化。

再就是網絡切片編排,在物理網絡之上依託“Network Slicing”對虛擬網絡切片進行創建和管理,適用於接入網和核心網。從核心網角度,AMF可以包含NSSF(Network Slice Selection Function)功能,兩個NF使用同一個切片標識符(Slice Identifier),所有的網絡功能都在NRF上進行註冊。5G端到端切片編排是基於ETSI現有NFV管理和網絡編排(MANO)架構的擴展。

還有控制面和用戶面分離(以下簡稱CUPS),利用CUPS技術對核心網的控制面和用戶面進行分離,實現清晰的功能拆分和獨立的資源彈性。新SBA架構使得核心網絡和接入網絡進一步解耦,促使核心網部分功能更加靠近邊緣網絡來滿足5G低時延需求。CUPS技術被引入4G EPC網絡,同時為4G核心網向5G核心網平滑遷移提供保障。

5GC另一個需要關注的技術趨勢,是向一張融合核心網演進。目前技術已經可以使核心網同時支持2G/3G/4G和5G的接入。比如,3G/4G IMS業務可以進行網絡切片,用於特定行業的分組核心網可以網絡切片,甚至2G / 3G固移軟交換可以支持雲原生VNF。

能夠看到,5GC網絡呈現的是演進而不是革命,基於SBA的5G核心網在網絡設計層面發生根本性改變,但演進到5G核心網必須是一個平滑的過程。5G網絡的核心是必須具備多種網絡模式接入能力,包括固移融合。對於現有核心網來說,在架構上引入兩項新興技術,NFV和CUPS(Control & User Plane Separation)可以助力實現平滑演進。

基於CI/CD實現軟件流程自動化。持續創新、 持續開發和持續部署目前已被電信界廣泛採用。不但改變了廠家向運營商交付軟件的方式,也改變了運營商在網絡中部署新軟件的方式。運營商部署軟件採用自動遞增的方式,功能在不斷的迭代更新,保證核心網始終具備最新功能。

5GC還必須具有分析能力,為了解決管理複雜性,同時確保服務可用性和服務質量,5G核心網解決方案需要利用先進的遙測和分析,來提供準確的網絡視圖,包括關鍵網元和流程。分析與網絡自動化相結合,有助於降低運營複雜性,並最小化宕機時間。足量的分析也可用於新的業務規劃,幫助網絡適應不斷變化的流量模式。

5G核心網的競爭格局:五家領導者

思科的超級分組核心網(Ultra Packet Core,UPC)利用其在IP和虛擬網絡的領先地位,推出了滿足當前4G網絡需求的解決方案,並支持VoLTE,WiFi呼叫,物聯網和5G等業務。

思科在RAN領域不可知的市場地位,成了它對付競爭對手的關鍵營銷賣點,後者因為在移動接入領域的成功,反而使其受到創新的束縛。

思科的Ultra Services Platform(USP)為所有虛擬化網絡和移動應用程序和功能提供支持,併為UPC提供了空間。思科推出了Ultra-M,以迎合規模略小的網絡和垂直市場機遇,這為所有供應商帶來了巨大的增長機會。

與所有5G核心網廠商一樣,愛立信強調,要成為5GC第一家運營商,首先得在完整的SBA架構標準化之前,引入帶有CUPS的5G EPC(即核心網路徑清晰)。 愛立信很早就將(數據包)核心網包含在網絡切片中,並且在與運營商聯合展示網絡切片方面獨一無二。近期,愛立信宣佈與多家關鍵運營商進行了多項核心網升級和現代化項目,包括Melita和Cosmote。俄羅斯運營商MTS還選擇愛立信進行5G和物聯網網絡轉型,利用愛立信無線電系統和核心網解決方案升級其網絡,為5G和物聯網做好準備。

華為的CloudEdge是“one mobile core”解決方案的一部分,能夠支持2G/3G/4G和5G接入網絡。2017年9月,華為在愛立信和諾基亞之前完成了由IMT-2020(5G)推進組主導的5G研發試驗第二階段的5G核心網測試。同時,華為為阿聯酋運營商du,浙江移動部署基於CUPS架構的網絡。寧波電信宣佈華為將為其部署MEC網絡,在鎮海區打造一個MEC(多接入邊緣計算)智能工廠網絡項目。華為CloudEdge解決方案還在2018年世界移動通信大會上獲得“最佳網絡軟件突破”獎。

諾基亞的5G“Future-X”網絡架構在2016年定義了8段5G架構,遠早於競爭對手。在2018年一季度,諾基亞公佈Future X 5G端到端方案,包括5G RAN、採用SDN技術的“anyhaul” 傳輸網,以及5G核心網解決方案,通過自動化和機器學習降低TCO(Total Cost of Ownership )。諾基亞的CPC解決方案部署了雲和Web技術,同時利用其先前的分組核心知識庫提供了多種部署選項。CPC使用雲原生架構,其中包括軟件解耦,採用“更有效的狀態”處理機制即無狀態軟件設計,以及公共數據層。CPC支持網絡切片以及集中式和分佈式部署模型,以實現靈活的擴展性、高性能、高靈活性和高可靠性。

中興通訊在2018年1月發佈了面向商用的全融合Common Core解決方案,即一張融合核心網同時支持2G / 3G / 4G / 5G /固定接入,以最少的投資建網,並且實現向目標網絡平滑演進。

中興通訊一直積極推廣其5G-Ready的全虛擬化核心網(vCN)成功案例。中興通訊公佈了多個商用部署案例,包括與印度的Bharti Airtel利用原生雲和容器化技術進行部署的項目,與法電集團合作開發的5G用例,與Wind 3在意大利開展的5G項目,完成了IMT-2020(5G)推進組主導進行的5GC實驗室測試,驗證了基於關鍵服務的架構(SBA)、網絡切片、CUPS和MEC功能。中興通訊還與西班牙電信Telefonica成功完成了5GC驗證測試(第2階段)。

三、5G承載關鍵技術與主流供應商

在5G Transport領域,GlobalData評選出華為、中興、愛立信和諾基亞為四家主流供應商。Ciena、Infinera和Fujitsu入選挑戰者陣營。

5G 承載的關鍵技術

5G應用場景尤其是實時性相關的物聯網應用中,無論是對5G承載(前傳,中傳和回傳)還是整個傳送網絡,都要求具備超低時延的性能。同時,承載網的帶寬需求也隨著無線信道帶寬的變化而改變,比如,信道頻譜帶寬由10-20MHz擴展為200MHz時,前傳所需的帶寬也由幾個Gbps提升至數十Gbps。

5G還在承載網中引入了非常嚴格的時間同步標準。ITU-T和3GPP定義的5G標準全網同步精度最大偏差為1.5 μs。此外,帶間CA要求+/-130ns以內的時間精度,而5G高精度定位要求同步精度達到+/-10ns以內。

承載網的管控系統需要和無線的管控系統緊密結合,為5G應用場景提供動態網絡切片,這就要求承載網的管控系統引入SDN和實現自動化運維,並在跨IP和光網絡域中引入SR 等技術。

5G承載的競爭格局:四家領導者

愛立信在2018年9月推出了5G承載產品,同時結合了Juniper和ECI兩位合作伙伴的產品,構成了自己的端到端解決方案。在合作中,Juniper提供路由器組件(也應用於愛立信6000路由器的Junos操作系統),而ECI提供光回傳和城域分組光平臺,愛立信通過提供統一的控制、管理和編排功能,將5G承載與其他網絡統一管理,並提供網絡自動化功能。不同於愛立信在5G承載方案的合作方式,華為,諾基亞和中興通訊均自行完成5G承載所有設備和方案的研發。

華為在2017年8月推出了5G-ready承載解決方案X-haul。該方案包括光傳送、路由器、微波在內的多種技術。華為的解決方案支持源路由、FlexE、50GE接口、高精度同步選項以及控制和管理功能。華為的微波解決方案實現了10GE到基站,其光傳送可以通過全室外WDM設備提供高達100GE的鏈路帶寬。華為5G傳送支持端到端網絡切片和自動化功能,包括網絡SLA自我優化。

諾基亞於2017年2月推出了Anyhaul移動承載解決方案。方案包括用於前傳、中傳和回傳的5G ready解決方案,分為微波、光纖、IP和寬帶四個部分。諾基亞的5G承載方式一開始以10GE站點連接作為標準,並在整個單板上實現SDN和虛擬化,提供可編程的IP互連滿足更高的業務要求。諾基亞提供7250 IXR-R6路由器、1830 PSS和VWM光傳送組件、Wavence微波產品、7360 ISAM FX和支持ISAM ONT 10Gbps的PON設備作為Anyhaul解決方案的組成部分。

中興通訊於2017年2月的MWC展上推出5G Flexhaul承載解決方案,並陸續在2017年和2018年推出了多款5G承載產品。中興通訊5G Flexhaul解決方案基於SDN的SR和FlexE技術,提供簡化的可編程IP連接。5G Flexhaul採用基於FlexE拓展的FlexE Channel,可實現超低延遲轉發和快速業務保護切換,以滿足5G嚴格的QoS要求。中興通訊提出的3A(精確時間源、高級時間戳、自適應時間算法)同步解決方案,可實現+/- 100ns以內端到端同步精度。

“四大天王”大比拼:華為、愛立信、諾基亞、中興5G哪家強?


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