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5G帶來寬帶應用及新網絡架構的風口。O-RAN的中國機會在哪？

2021-06-17 22:22:29 EETOP原創

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作為測試測量領域的行業標桿，2021年，是德科技陸續推出了好幾項創新新產品。其中N9042B UXA X系列信號分析儀和KORA解決方案便是其中兩個創新領域的典范。據了解，N9042B旨在幫助客戶應對5G應用、航空航天與國防以及衛星通信應用中的毫米波（mmWave）創新進行性能測試；KORA是一套O-RAN端到端系列解決方案，支持開放式無線接入網（O-RAN）廠商和移動運營商生態系統對基于O-RAN標準接口的多廠商5G網絡進行互操作性、性能、一致性及安全性驗證。

無線通訊行業一直都是一個相當熱門的產業。隨著5G的大規模部署，可以預見，未來十年，5G將會迎來蓬勃的發展。而作為繼5G之后的新一代通訊技術，6G的前沿技術儲備和戰略研發，也已經如火如荼的在開展。那么5G現在帶來的到底是什么？6G又將走向何方？為什么5G正式商用之際，全球許多大運營商都在部署建立O-RAN這種全新的無線接入網方式？

5G 、6G帶來的市場機會與應用趨勢

5G與前幾代通訊技術一個最大的區別就是To B垂直行業的應用，其中的應用代表就是汽車行業。是德科技大中華區市場總經理鄭紀峰預測，到2023年將會有70%的車會接入車聯網。將來的汽車會逐漸變成車聯網的汽車，會變成更多的無人駕駛在汽車上的應用。此外，到2025年全球將會有超過50億的移動終端用戶，不僅僅是移動手機用戶，而是移動終端用戶。

5G商用的第一階段，信號的帶寬可能已經到了百兆量級上，數據傳輸速率可能已經達到了千兆BPS的量級上。我們的終端將會越來越好，我們的視頻也將越來越清晰，我們視頻的應用更將會越來越多。未來數據使用的流量還會進一步的加大，對帶寬的要求也將越來越高。5G的第二個階段，將會向毫米波發展。讓寬帶變成幾百兆，四百或者更高的帶寬，或者進一步發展下去。

寬帶接入成為一個剛需，是寬帶應用一個非常強烈的需求。不過現在帶寬頻譜非常擁擠，其實很難達到需求，它們真正的應用的場景都是在毫米波這個波段上，甚至是在20G、40G以上，現在很多的應用已經從Ku、Ka上到Q波段、V波段、W波段發展，未來的6G可能還會在THz (太赫茲)這個波段上。

Release 15解決了超寬帶無線通訊網絡的需求；Release 16解決了低時延和高可靠性的問題；Release 17將會更注重垂直行業，尤其是應用的頻段，不僅是現在關注的Sub-6GHz波段，毫米波波段等，極有可能到更高的頻段，如E-Band (E波段)等。到了6G，將會有更高頻段的要求，如毫米波波段，以及更加復雜的信號要求。鄭紀峰展望說：“6G會將頻段移到更高，甚至達到GHz這樣一個帶寬的應用下來提供更寬的數據帶寬。而6G真正的商業化應用可能要到2030年。”

寬帶的應用，除了寬帶的無線接入，從而提供數據流量的服務之外。它另外一個比較熱點的應用便是自動駕駛。新能源車是一個比較典型的代表。在自動駕駛的過程中，我們需要很多的眼睛和耳朵，即傳感器。典型的傳感器有視頻的傳感器，有毫米波傳感器，有激光傳感器，有泊車用的超聲波傳感器。在這些領域，目前用的最廣泛的是毫米波傳感器。新型的汽車雷達其實已經從24GHz向77GHz或者79GHz發展了，不僅是向更高的頻段發展，而且它的帶寬其實也延伸到最大4GHz這樣的量級。從應用上來說，汽車的分辨率已經可以達到厘米級以上，相當于1.5視力的人眼，這樣的自動駕駛，安全性、可行性就會得到大幅度的提升。

當海量數據的應用成為我們日常生活的剛需時，高帶寬的應用成為必需。城市里的寬帶接入，可以通過5G或者Pre-6G網絡寬帶來滿足需求，但是在農村、山區等偏遠的地方，5G則很難覆蓋，即便是6G，更多的也是覆蓋中心城市的熱點區域。因此，廣義區域的寬帶覆蓋，也是現下關注度很高的熱點話題。一個解決方案便是運用商業航線里的低軌寬帶衛星。SpaceX星鏈計劃是這個領域里面最知名的一個項目。

星鏈計劃號稱第一期要發射四千多顆衛星，第二期到2030年再發射七千多顆衛星，總共要發射超過一萬顆低軌道商務衛星，真正組成這樣一個新太空的星鏈計劃。中國也在發射商用衛星。商業航天將會是未來一個很好的寬帶接入的補充。目前在北美以及歐洲的部分地區都已經試行了一些業務，最新測試速率已經超過500Mbps的下行速率。是德科技大中華區政府與服務市場經理李堅介紹說：“在低軌的軌道衛星上同樣要提供百兆量級的帶寬，才能實現這樣一種速率，而通過信道捆綁他能夠提高更高的速率。隨著信道捆綁的進一步的完善，未來達到千兆BPS的速率其實不是一個非常遙遠的夢，也許未來兩三年就能實現。”

從這一技術趨勢看，未來可能會工作在更高的頻段，要求更高的速率、更復雜的信號，以及需要新的網絡架構等。這些趨勢，無論是對設備商、終端制造商，還是測試的中間服務商，都提出了很多新的要求。無論是無線通訊，還是汽車，或者新衛星，都將工作在更高的頻段。是德其中最強的技術之一就是在微波跟毫米波波段擁有非常長期的積累，其實早在五六十年代開始就已經專注在微波跟毫米波波段的產品研發和解決方案的提供。鄭紀峰表示：“是德科技時刻為中國的用戶提供最新和最適合未來技術趨勢的測試解決方案的需求，希望通過這些新的方案，能夠推動整個產業在國內的發展。”

寬帶應用是風口，也是剛需

任何公司在推出一款新產品的時候都會有自己的價值定位。一個好的產品，應該能夠站到時代的風口上，應該能夠解決一個市場上遇到的熱點、痛點問題。李堅說：“N9042B UXA X系列信號分析儀瞄準的市場就是這樣的寬帶應用市場，這個市場其實正在成為我們這個社會的一個非常強勁的社會發展的推動力。”

寬帶應用帶來最直接的一個問題就是寬帶一定要在更高的頻段上。但即使是在更高的頻率下、更寬的帶寬下也不一定能夠實現最優信道傳輸。根據香農定理，信道的容量由它的帶寬和它的信兆比來決定，怎么樣能夠實現信兆比的極限性能？很大程度上要通過更加精準的編碼和調制來實現，達到信兆比可以提供的信道容量的極限。

越高的頻率會帶來越大的傳輸的衰減，越多的適配會帶來信號的不確定性，更寬的帶寬會帶來更多的噪聲，也會帶來更多的線性度和平坦度的問題。要解決這些問題，就得提升基礎材料與器件的性能、從整個行業的創新來說，最核心的就是材料與器件的創新。只有當器件的性能達到更低噪聲、更好噪聲系數、更加平坦度等，才有可能處理這些所謂的痛點。

信號分析儀其實是一個非常傳統的產品。李堅表示：“測試設備必須要跟客戶的設備、客戶的材料與器件同步進行。N9042B UXA X系列信號分析儀就是這樣一個創新性的產品。”據介紹，N9042B UXA X 系列信號分析儀可為客戶帶來以下優勢：

使用現成的測量應用軟件和信號分析軟件，確保設計符合最新標準。
提供連續掃頻、配有預選功能，從 2 Hz 到 110 GHz 掃描以及最高 11 GHz 分析帶寬，清晰地查看信號細節。
憑借出色的EVM，可以準確測試 5G NR發射機的真實性能。
憑借出色的DANL，可以快速發現雷達設計中的帶外發射或雜散。
使用經過校正的 4 GHz 分析帶寬，可以開發高吞吐量衛星通信設計。

與上一代產品N9040B相比，N9042B UXA X系列信號分析儀有非常多創新的特點，能解決更高頻率、更寬帶寬和更精準的性能。衡量一個信號分析儀最核心的能力就是噪聲底。N9040B大概在43、44個DB左右，而N9042B在這個基礎上大約提升了5個DB左右，即47個DB。李堅介紹說：“在復雜調制情況下，很多用戶設備的性能達到40個DB。如果希望能夠準確的度量我們客戶設備的性能，至少需要比40 DB多出三四個DB。通過提升，其實已經留出了一個相對來說比較大的量，可以幫助客戶更好的評估他的設備。“這個性能指標其實在業界是相當領先的。

除了有卓越的性能指標之外，在易用性上，N9042B UXA X系列信號分析儀的表現同樣優秀。是德科技將 PathWave X 系列測量應用軟件與 UXA X 系列信號分析儀整合為一體。這些軟件不僅簡化了復雜的任務，還能提供可重復的測量結果。是德科技提供先進的設計和驗證解決方案，旨在加速創新，創造一個安全互聯的世界。

跨平臺的應用軟件的支持

機遇與挑戰并存的O-RAN

O-RAN是一種新的開放的網絡架構。O代表open。O-RAN的出現實際上主要是為了打破由獨家單獨供貨的局面，同時提供更多的可能性，讓更多的市場玩家在不同的經過重新設計的O-RAN的處理單元之間能夠分別供貨，這樣能夠充分達到運營商而言簡化成本、降低成本，同時能夠引入競爭，并且也有效地使得一些新來的，不是處于電信業的，是IT業的一些客戶有機會進入到這塊領域和市場，一起推動創新。

OPEN RAN ARCHITECTURE

新的無線網絡的接入網架構，對整個設備的研發，包括網絡部署都提出了新的要求。機遇和挑戰總是并存的。O-RAN帶來機會的同時，也面臨著一系列的挑戰。如互操作性問題，安全隱患問題等，以及對于整個系統級來講，雖然運營商減少了成本，但也帶來了系統集成的麻煩。而且搭建一套系統或網絡的時候，還要面臨多個供應商的項目管理問題。此外，雖然O-RAN的概念很好，但如何把它推向大眾，如何普及，如何證明它跟傳統的網絡架構相比更具優勢，都是必須要解決的難題。

是德科技大中華區無線市場部經理白瑛介紹說：“無論是對于傳統的基站還是對于現在新引入的O-RAN，是德科技都是有解決方案去對應的。且我們認為，O-RAN是一次新的機遇。因此，是德科技很早就介入O-RAN的相關研發。”是德科技也因此開發出了自己的整個全套的解決方案，即Keysight Open RAN Architect，簡稱叫KORA。
據介紹，KORA產品組合包括OpenRANStudio、UeSIM、RuSIM、CoreSIM、DuSIM、CuSIM、RIC測試、ATIPentest、CyPerf、BreakPoint、VisionEdge、IxNetwork、CloudPeak和NemoOutdoor等一系列產品。該系列產品涵蓋3GPP和O-RAN測試，專門針對由芯片組制造商、網絡設備制造商（NEM）、移動運營商以及開放測試和集成中心（OTIC）組成的供應鏈工作流程進行了量身定制。用戶能夠以獨特方式訪問一組通用解決方案，并在從芯片預開發到云部署的整個工作流程中輕松共享工作結果。

是德科技在O-RAN聯盟的貢獻

從性能角度說，O-RAN和傳統的基站沒有太多的優勢，它最大的意義在于讓更多的中小型客戶，尤其是做小基站起家的甚至剛剛成立的新興的創業工業，也能在這個市場中分一杯羹。目前，雖然O-RAN總體規模遠不如傳統基站，尤其是在中國市場，迄今為止，還沒有運營商大規模部署O-RAN，它仍處于探索初始階段。以移動為代表的運營商就已經開始前期的調研和研發。另外，還有包括成都的創智聯恒、深圳的瑞芯通等廠商，也已經開始涉足O-RAN。

KORA解決方案是是德科技2021年重磅推出的產品之一，它不是一個單一的一臺儀表，不是一個單一的某一套軟件，而是一系列的、覆蓋層一到層七的、硬件加軟件加服務整個一系列的方案。白瑛介紹說：“KORA一經在全球推廣，就獲得了很多的好評，得到了許多口碑上的贊美。與此同時，也得到了很多生意上的回饋。”

—— 結束語 ——

是德科技通過一系列的收購，如收購了以前的安耐特（Anite）、Ixia，意大利的Prisma Telecom Testing、近期的Eggplant，夏威夷的Sanjole，是德科技有效的進行了產品的優化組合。整合起來以后，現在的是德科技，已經完成了“層一到層七”的5G的端到端的測試解決方案。所謂端到端，即從用戶端，到基站，到核心網，到運營商，到入網認證的測試機構，是德科技都能有相應的解決方案。

白瑛介紹說：“是德科技到今天為止我們可以看到我們有手機模擬、核心網模擬、O-RU模擬、O-DU模擬、O-CU模擬，還有路測設備，還有遠端的核心網模擬，包括我們在數據中心在云端的模擬等等，這一系列構成了一大套一攬子的解決方案，來去覆蓋整個Open-RAN的OTIC的實驗室的需求。”