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新趨勢:Open RAN
- 2. 1. 4G時代的電信業者向品牌設備商承購基地台設備須面對系統封閉、中間商分利及建置彈性低的問題,
5G時代基地台需求增加伴隨高昂建置成本,迫使各國電信業者尋求商業新興模式。
2. Open-RAN 架構倡議無線網路接收軟硬體開源化,電信業者跨過品牌廠直接向設備供應商下訂單,避免
成本侵蝕、降低上游設備供應商進入5G市場競爭的門檻,並獲取過去未曾擁有過的市場。
3. 樂天電信為全球第一家採用全Open-Ran架構電信商,2020年4月4G服務上線,網路服務預計2021年3
月可覆蓋70%日本人口。
4. 台廠以軟硬體系統整合廠受惠較多,如中磊(5388.TT)已為美Sprint電信、日樂天電信提供虛擬基地站中
DU設備,訂單能見度佳;智邦(2345.TT)則以高階交換器打入AT&T Open RAN架構供應鏈,預計2021
反映在財報;其餘傳統硬體代工廠則積極策略轉型。
5. 全球主要電信商雖都為O-Ran聯盟成員,除了樂天以外,只有Vodafone提出Open-RAN開始建置計畫。
6. 5G Open-RAN的技術還尚未成熟,目前僅有日本樂天電信率先導入使用,而企業專網因規模較小,功能
要求比公網單純,可成為未來廠商布局5G Open-RAN的起點。
結論
2
- 6. 5G基地台數目增加、黑盒子問題 增加電信業者成本
• 由於 5G 低延遲、高頻譜的特性,其訊號傳輸距離比 4G 更短,為了提升訊號覆蓋率,基地台的建置密
度及數量都相對更高,電信業者的建置成本相對預期也會大幅增加。另一方面,由於5G建置在技術發展
及終端應用多元化下長期終將自NSA朝SA模式發展,背後伴隨龐大的成本支出,故如何降低電信商建置
成本承為發展5G應用及提供客戶服務的關鍵。
• 過去由於依靠單一國際設備供應商的產品與技術能力,如RU、DU、CU的功能及設備皆定於同一軟硬體
整合技術,從生產、建置、部署到維護都由其垂直壟斷,電信業者也無從得知內部結構及性能為何,更
無法彈性選擇其他廠商。
圖2-3 4G、5G頻譜比較 圖2-4 封閉規格黑盒子示意圖
6
- 7. ODM白牌基地台模式 可望突破國際品牌廠寡占
原廠委託製造 OEM
( Origin Equipment Manufacturing )
原廠委託設計 ODM
( Origin Design Manufacturing )
優勢
規模生產、壓低企業採購、
工廠管理成本的能力、
生產線優化能力
提高生產利潤、
服務多樣化、
協助減少客戶成本
劣勢
利潤低、議價能力低、
客戶未必採購關鍵零組件
生產效率低落、
技術能力不足恐致客戶流失
代表廠商 華為、思科、Ericsson、Nokia 廣達、智邦、中磊、啟碁、明泰
• 過去電信商直接向品牌設計廠下單訂購網通設備,透過規模生產及生產線優化降低採購成本,但同時由於
通訊業者都向同一品牌廠購買,維修軟硬體系統皆受制單一品牌廠,電信業者議價能力也相對較低。
• 跨越品牌廠、直接向基礎設備供應商的ODM模式可望降低SA 5G 基地台高成本,進而突破品牌商壟斷單
一市場、規格封閉封閉的黑盒子問題。
7
- 10. • 開放式無線電接取網路(Open Radio Access
Network,Open-RAN)架構由各國主要電信商聯合
推動,倡議建構標準化的虛擬雲端開放式硬體平台,
讓硬體的建置、採購跟升級更靈活,原廠配合軟體技
術也能提供電信業者更客製化、差異化的電信服務。
• Open-RAN架構使電信業者能在統一標準化的平台下,
採用不同供應商的軟硬體設備,不再受限於傳統設備
商,藉由跳過傳統設備商直接向設備業者採購,一方
面更有利於創建更靈活的無線網路服務,軟硬體製造
商也有望建構新商業模式進而獲利。
• 對電信業者而言,open-RAN架構藉由提供白盒子,
在透明公開空間建構網路,能降低網路建設、部署成
本、提高毛利;供應商也能享有更自由競爭的5G市
場。
Open-RAN架構有利電信、供應商 打破寡占及黑盒子
圖2-5 O-RAN架構及供應鏈示意圖
(以樂天為例)
10
- 11. 美電信商聯合籌組 ORAN 聯盟 打破品牌廠寡占
資料來源: IDC、安信證券、DRAMeXchange
• 為推廣 open-RAN 架構,美國電信業龍頭AT&T、Verizon及T-Mobile於2018 年倡議成立 Open-RAN 聯
盟,進2年各國主要通訊商逐步加入,迄今包含 Vodafone、SK 電信、德國電信、中國及日本前三大業
者及台灣中華電信等 26 個電信業者皆為成員。
• open-RAN 架構對資通訊廠商也是利多,微軟、IBM、DELL、三星、Intel 也已相繼加入Open--RAN聯
盟,相較於許多產業聯盟「雷聲大、雨點小」的成立,open-RAN聯盟的影響力有逐步增加的趨勢。
圖2-7 O-RAN聯盟 圖2-8 迄今已加入O-RAN聯盟成員(截至2020)
11
- 13. • 開放架構的拆分更加細緻:將基地台的元件
分成射頻單元 RU(Radio Unit)、分佈單元
DU(Distribution Unit)、中央單元 CU
(Central Unit),並訂定不同廠商之間的溝
通協定,讓電信商能夠跨廠牌選用零件,有
利於單元製造廠商提升議價空間。
• 3GPP 5G RAN定義接口,旨在不同端點間提
供開放性,某些接口可以使用人工智能(AI)
和機器學習(ML)來提高 mm Wave 網路傳
輸的性能和效率。
• 另外,廠商可以引入 Open-RAN 雲端化的編
排平台 Open-Cloud,該平台促進了信號雲
端資料庫中 Open-RAN 的靈活部署選項和服
務供應模型,讓資料的溝通得以更加地方便
以及客製化。
Open-RAN 模式適合用於 5G 或更複雜的通訊模式
13
圖2-1:Open-RAN 架構之下,支援同時使用多種 RU,且不同廠牌
的 RU、DU、CU 之間也互相支援
Open-RU1
Open-RU2
Open-DU Open-CU
Unit2
RRH Unit1 Unit3
▲ (無法支援跨廠零件的BBU)
圖2-2:傳統的 RAN 架構之下,不僅不支援不同的 RU 同時運作,
BBU 的中的零件也僅能使用同一家廠商的單元
資料來源:O-RAN 聯盟官網、新聞、網路資料整理
- 14. • O-RAN 聯盟(O-RAN Alliance)在 2018 年成立,宗旨為將 RAN 產業轉變為「開放,智能,虛擬化
和完全可互操作的」,重要的成員包括:
*電信商:中華電信、Docomo、AT&T、Verizon、T-Mobile、中國移動、德國電信、SK電
信、新加坡電信等
*電信設備廠:Nokia、愛立信等
*網路晶片商:微軟、IBM、戴爾、三星、高通、英特爾、ARM等
*核心網路軟體公司:NTT、Radisys等
*其他無直接相關廠商:德儀、賽靈思、博通、輝達、美國電塔、GigaTerra、臉書、谷歌等
• 溝通O-RU與O-DU的eCPRI介面,以及O-DU與O-CU間的nFAPI介面已經標準化完成。
• 根據今年 O-RAN 聯盟最新發表的應用示例白皮書,當前的 O-RAN 規範仍未支援本白皮書中介紹的
所有應用,未來的通訊規範才將支援這些用法。
O-RAN 聯盟已經制定出初步的通訊標準
14資料來源:O-RAN 聯盟官網、網路資料整理
- 18. 傳統電信大廠多加入O-RAN聯盟,但建置計畫遲未推出
用戶數
是否為O-Ran
聯盟成員
Open-RAN建置計畫
中國移動 9.46億 是 無
Vodafone 4.17億 是
將在愛爾蘭鄉村地區30處採用open-ran,並預計未來將在英國建立至少
2,600的電信站
AT&T 1.69億 是 於美國達拉斯城市部署Open Ran,採用愛立信與三星無線電設備
Verizon 1.4億 是 據三星公布,Verizon已向三星簽訂價值66億美元網通設備合約
T-Mobile 1.19億 是
CTO Ray 認為Open-ran還不夠穩定,最大疑慮為以往向愛立信、諾基雅採
購,有問題可以由設備商負責,Open-RAN可能為多個廠商共同建置,難
以釐清責任
來源:各家資料整理l
表3-3:全球主要電信 Open Ran計畫整理
• 全球主要電信雖都為O-RAN聯盟成員,但Open-RAN具體商用計畫除了Vodafone外,皆不明確
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- 26. • 愛立信在2020年9月發表白皮書對Open-RAN 的安全性提出警告,可能風險舉例如下:
1. 中間人攻擊:在O-RAN的架構下,O-DU和O-RU可由不同廠商提供,O-DU與O-RU的連結須通過
更高層的服務管理與編排曾來輔助管理,增加中間人攻擊的危險性。
2. 不同廠商元件衝突:Near-Real Time RIC中不同功能的xAPPs可以由不同的供應商提供,若xAPPs衝
突會導致網路不穩定或性能下降,產生網路安全漏洞。
3. 硬體脫鉤增加了對信任鏈(trust chain)的威脅
4. 開源代碼增加安全漏洞的暴露
Open-RAN 仍有安全性的疑慮
26資料來源: Security considerations of Open RAN, Ericsson
• 對於這些問題,愛立信表示在開源架構下,第三方硬體
可能會需要額外的安全保證與檢查層,以確保端對端的
零組件完整性,並維持一個可信任、安全的供應鏈。
圖:xAPPs與RAN功能的關係
- 27. • Rethink Technology Research預測,到2026年Open-
RAN的市場規模將達到323億美元,佔整體RAN資本支出
的58%與佈署量的65%,其中以小型基地台(small cell)
的安裝成長最快。
• Rethink表示,未來大多數的營運商可能將在一開始為次
級或小型基地台網路導入開放性介面,或是只在前傳連結
(front-haul links)導入,營運商也可能會在標案中載明支
援Open-RAN,但在一開始只選擇單一家供應商。
Open-RAN在2026年市場規模達323億
27
圖:Rethink預估Open-RAN基地台佈署情況
資料來源: Rethink Technology Research
- 28. • 目前全球只有日本樂天電信率先使用 Open RAN 開放架構推出 5G 行動通訊服務。由於樂天是 4G 行
動通訊的後進者,沒有過去 3G、4G 時代留下的大型基地台設備投資的折舊包袱,相對樂於投入新技
術,而且領先推出 5G 服務有助於其集團事業向顧客提供更多整合型的加值服務。
• 樂天採用了Open vRAN架構,以虛擬化解構硬體及軟體,精簡化基地臺的設計,不僅易於管理維護,
還能降低成本,基地臺設備體積縮小也更容易取得設置站點。
• 2020年3月,樂天與日本電氣公司( NEC Corporation )宣布,共同開發設計MIMO 5G天線無線電單元
(RU),NEC在其中不僅擔任RU設備生產商,也作為系統整合商的角色,整合不同元件供應商來製
造,並分擔供應商的責任。
• 樂天首席技術官Tareq Amin表示,其MIMO 設備完全符合O-RAN聯盟制定的開放介面規範,且成本
為是傳統OEM設施的50%;與傳統移動網絡相比,樂天在建置5G基地台的資本支出和運營支出僅為
70%和60%。
樂天電信率先使用Open-RAN 架構提供5G服務
28
- 29. • 目前5G Open-RAN的各項標準尚未有統一的規範,該技術還未在電信級程度廣泛應用,但在5G企業
專網與農村地區先行部署,為5G Ope- RAN的可能方向。
1. 5G企業專網:
由於專網或私有網路屬於封閉性網路環境,只能在區域內使用並連接特定設備,應用上相對公網規模
較小,功能也較單純,例如工廠、醫院或企業內部等,設備提供商可在專網環境設置Open RAN來當
作實驗性場地。
2. 農村地區:
在農村或其他尚未建置網路設備的地區(greenfield),也有不少廠商率先試驗推動5G Open-
RAN,如英國電信商Vodafone已在英國Builth Wells小鎮使用Open-RAN網路,並預計2023年能在
農村地區大量部署,但要到2025年才能在人口稠密的城市和郊區大規模使用。
5G Open-RAN可先行部署於專網或新建設施
29
- 31. 1. 4G時代的電信業者向品牌設備商承購基地台設備須面對系統封閉、中間商分利及建置彈性低的問題,
5G時代基地台需求增加伴隨高昂建置成本,迫使各國電信業者尋求商業新興模式。
2. Open-RAN 架構倡議無線網路接收軟硬體開源化,電信業者跨過品牌廠直接向設備供應商下訂單,避免
成本侵蝕、降低上游設備供應商進入5G市場競爭的門檻,並獲取過去未曾擁有過的市場。
3. 樂天電信為全球第一家採用全Open-Ran架構電信商,2020年4月4G服務上線,網路服務預計2021年3
月可覆蓋70%日本人口。
4. 台廠以軟硬體系統整合廠受惠較多,如中磊(5388.TT)已為美Sprint電信、日樂天電信提供虛擬基地站中
DU設備,訂單能見度佳;智邦(2345.TT)則以高階交換器打入AT&T Open RAN架構供應鏈,預計2021
反映在財報;其餘傳統硬體代工廠則積極策略轉型。
5. 全球主要電信商雖都為O-Ran聯盟成員,除了樂天以外,只有Vodafone提出Open-RAN開始建置計
畫。
6. 5G Open-RAN的技術還尚未成熟,目前僅有日本樂天電信率先導入使用,而企業專網因規模較小,功能
要求比公網單純,可成為未來廠商布局5G Open-RAN的起點。
結論
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- 34. • RAN(Radio Access Network,無線電接取網路/接入網)可理解為無線基地台,由天線、RRU
(Remote Radio Unit,遠端射頻模組)及BBU(Baseband Unit,基頻模組)三個部分組成,其中
RRU負責收發訊號、BBU負責處理訊息。
• RAN技術發展深受技術及成本考量影響,鑒於1、2G時代的BBU及RRU等供電裝置設備裝設過於擁
擠, D-RAN(分散式無線網路)的分散式基地台概念在3G時代問世,將BBU及RRU分離。
RAN模式發展受技術及成本影響 DRAN為最早雛形
34
DRAN 分散式無線網路
CRAN 集中式無線接取網路
xRAN 分步式無線網路
O-RAN 開放式開放式無線網
路
天線
RRU
BBU
AAU
(主動天線模組)
天線模組+RRU+饋線
CU(Centralized Unit)
集中模組
DU(Distribute Unit)
分布模組
圖1-1 4G(左)、5G(右)基地台組成部分示意圖 圖1-2 不同RAN模式發展時間軸
2018
2016