Open RAN架构中的DU和CU详解

Open RAN架构中的DU和CU详解

引用

CSDN

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https://m.blog.csdn.net/qq_36666115/article/details/143635628

Open RAN（开放无线接入网）是当前5G和未来6G网络发展的重要方向之一，它通过开放接口和解耦的架构，打破了传统电信设备供应商的垄断，促进了网络设备市场的竞争和创新。在Open RAN架构中，分布式单元（DU）和中央单元（CU）是两个核心组件，它们分别负责处理协议栈的不同层次，共同实现网络功能的灵活部署和优化。本文将深入探讨这两个组件的功能和作用。

了解分布式单元（DU）

分布式单元（DU）主要处理协议栈的较低层，包括物理层、媒体访问控制（MAC）层和无线链路控制（RLC）层。其主要职责包括：

• 数据组织和管理：DU负责准备要传输的数据，对其进行结构化处理，确保数据格式正确，以便高效地进行无线电传输。
• 与无线电单元（RU）的交互：DU直接管理与无线电单元的数据通信，将组织好的数据转换成无线电波进行传输，反之亦然。
• 减少延迟和提高效率：通过更接近RU并管理较低的协议层，DU可以确保最小的延迟，这对于实时数据交换应用程序尤其重要。

打个比方，我们可以将DU想象成交响乐团的技艺娴熟的技师，在演出前将乐器调音至完美状态。

缩略词解释

• 上物理层：这是物理层中最靠近MAC层的部分。它处理调制、编码等方面的问题，以及准备通过无线电波传输数据所必需的其他过程。
• MAC（介质访问控制）层：此层负责数据包在网络上的放置方式。它解决诸如何时传输数据等问题，并通过管理对物理网络介质的协议访问来帮助防止冲突。
• RLC（无线链路控制）层：此层确保用户设备和网络之间可靠的数据传输。它处理数据包的分段、重组和纠错。

了解中央单元（CU）

中央单元（CU）主要负责监督协议栈的较高层，特别是服务数据适配协议（SDAP）、分组数据汇聚协议（PDCP）和无线资源控制（RRC）层。其主要职责包括：

• 网络管理：CU管理网络内数据流的更广泛的方面，决定数据包如何通过基础设施。
• 与DU的协调：为了确保核心网络和无线电单元（RU）之间的一致通信，CU与DU进行联络，指导他们完成数据管理任务。
• 战略决策：对于总体网络决策，例如用户移动性和建立用户特定的通信承载，CU发挥着关键作用。

打个比喻，CU就像一个交响乐指挥，确保各个部分和谐地配合，以实现完美的表演。

缩略词解释

• SDAP（服务数据适配协议）层：该层负责QoS流和数据无线承载之间的映射，并在数据包上标记QoS流ID。
• PDCP（分组数据汇聚协议）层：此层在用户设备（UE）和网络之间传输用户数据和控制信息方面起着至关重要的作用。它处理诸如报头压缩、安全性（加密和完整性保护）以及上层PDU的按顺序传送等任务。
• RRC（无线资源控制）层：此层负责无线承载的建立、配置、维护和释放。它处理切换、系统信息广播、寻呼和UE测量报告控制等方面的问题。

融合与开放的重要性

Open RAN模型的主要优势之一在于其对供应商中立的承诺。无论涉及的具体设备或软件供应商是谁，这种互操作性都能得到保持，从而打破专有壁垒并培育出更加开放、更具竞争力的生态系统。

O-RAN联盟中定义的E2接口对此进行了扩展和增强，该接口与O1和O2一起实现了对CU和DU节点的管理、编排和实时遥测暴露和控制支持的标准化方法，从而将AI/ML网络智能引入RAN。

这种供应商中立性使网络运营商能够灵活地集成一流的解决方案，而不局限于单一的供应商。

缩略词解释

• 3GPP（第三代合作伙伴计划）：这是电信标准协会之间的合作，为制定定义3GPP技术的高度成功的报告和规范提供了稳定的环境。该项目涵盖蜂窝电信网络技术，包括无线接入、核心网络和服务功能，为移动电信提供完整的系统描述。
• O-RAN联盟：这是一项全行业倡议，旨在塑造更加智能、开放、灵活和高效的无线接入网络（RAN）的未来。该联盟正在为更加开放和智能的RAN制定标准。
• E2接口：这是RAN智能控制器（RIC）与无线电单元（或节点）之间的接口。E2接口允许实时控制和优化RAN。通过此接口，RIC可以使用来自网络的实时信息做出决策，然后指示无线电单元如何采取相应的行动。
• O1接口：此接口将O-RAN网络的各个组件连接到非实时RIC和服务管理和编排（SMO）。O1接口允许管理和编排网络资源、配置、故障管理和性能监控。