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什么是ORAN、D-RAN、C-RAN和vRAN？

RAN是指无线接入网络，其将用户设备如智能手机、平板电脑等，与网络中的其他地方连接起来。RAN有三个组成部分：1.天线-将电信号转换为电磁波；2.无线电-确保电信号可传输；3.基带单元(BBU)-处理无线通信信号。这些BBU使用专有技术，锁定在供应商特定的软件。这种情况会增加操作复杂性，从而降低性能和协作。因此，电信行业开始寻找更好的解决方案，催生了ORAN、C-RAN、vRAN等技术；D-RAN是传统设置。

D-RAN

如上所述，RAN的三个组成部分是：

基带单元（BBU）：这些单元拥有关键任务所需的软件和电子设备，包括信号处理、安全实施、优化资源和错误检测。无线电：从BBU接收到适当的信号后，无线电将信号转换为可传输的形式。其还确保电波有足够的功率到达目的地，并处于正确的通道中。天线：这些设备将信号转换为电波；天线的尺寸取决于其所覆盖的区域。覆盖范围越大，天线尺寸越大。

所有这些组件都存在于D-RAN（即分布式RAN）的每个单元站点中。而从RAN到核心网的网络称为回程。资源优化可能很棘手，因为所有组件靠近每个天线。此外，这种情况使得网络扩展成本高昂。C-RAN旨在解决这种情况。

C-RAN

C-RAN或“云RAN”是一种集中式RAN架构，其中BBU不再位于蜂窝基站。特定区域中的BBU位于单个位置，在该位置管理资源变得更容易访问，从而获得更高的性能。此外，如果必须扩展网络，在单个位置添加更多BBU比在每个天线站点添加更多BBU更易于管理。除了回程，C-RAN还具有将BBU连接到不同区域的前传功能。然后，BBU像往常一样通过回程连接到核心网络。C-RAN结构还可以将BBU分为分布式单元（DU）和集中式单元（CU），创建另一条连接DU和CU的线路，称为中传。这种拆分缩短了CU与核心网之间的距离；DU将向无线电单元(RU)靠拢。

vRAN

尽管C-RAN使网络变得高效，但RAN单元运行在供应商的专有软件上。这种情况限制了多个电信企业之间的协作，因此解决方案是使用标准服务器并虚拟运行BBU、CU和DU。这意味着可以在同一台服务器上运行各种网络功能，如路由器、防火墙和负载平衡器，而不是在不同的设备上。这样就可以实现软件和硬件的分离，不再需要使用特定于供应商的软件。这降低了硬件成本，使网络扩展和协作变得更加容易。

ORAN

即使不受使用vRAN的特定硬件供应商的影响，仍然必须从同一供应商获得RU、CU和DU的虚拟化技术，因为它们的专有软件。ORAN旨在通过引入开源软件和制定标准来解决这个问题。可以使用不同的RU、CU和DU供应商。根据O-RAN联盟的规定，必须为每个RU、CU和DU使用特定规范，以使其具备ORAN功能。它们成为O-RU、O-CU和O-DU。OvRAN是这种开放式虚拟化RAN的名称。

D-RAN	C-RAN	vRAN	ORAN
每个站点上的BBU和RU	适用于多个站点的集中式BBU或CU/DU	BBU、CU和DU使用网络功能虚拟化在服务器上运行	服务器运行开源软件
仅从BBU到核心网络的回程连接	从RU前传到BBU，然后回传到核心网络，或前传到DU，然后中传到CU，然后回传到核心网络	前传至DU，中传至CU，然后回传至核心网络	前传至DU，中传至CU，然后回传至核心网络
资源优化困难依赖专有硬件和软件	加强资源优化	消除了对特定硬件的依赖	消除供应商锁定

O-RAN的目标

O-RAN联盟的目标是利用任何供应商来构建RAN架构。在目前的ORAN中，必须使用来自制造天线的同一供应商的RU。如此，可以拥有来自不同供应商的DU和CU。

5G对ORAN的需求

5G旨在加强广泛合作的许多工业部门的运营，因此，需要拥有高度协作的5G架构，而不是锁定于任何特定的供应商。而只有开放式架构才能满足这一标准，因此ORAN和O-RAN联盟对于高效使用5G技术至关重要。此外，5G的高速度、低延迟和高设备容量增加了网络攻击的风险。ORAN架构具有多项有利于5G基础设施的安全功能：

软件和硬件分解可以提高安全性。因为需要新的接口，这些接口具有单独的安全层。功能的分解确保任何安全漏洞都不会影响所有网络功能。ORAN架构实现了零信任安全，所有设备和用户都必须定期重新验证自身。

总之，蜂窝服务中的RAN架构经历了几代的重大转变。其从D-RAN变为C-RAN，以改进资源优化和软硬件分解的vRAN。最后，O-RAN联盟的目标是构建一个开放的RAN架构，可以在其中使用任何供应商来构建无线接入网络。除了消除供应商锁定和改进协作之外，ORAN对于5G架构也是必要的。由于软件和硬件分解，其提高了安全性，增加了额外的安全层。ORAN架构规范还包括信任实现，其中每个设备都会不时重新验证。