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摘要：什么是软件黑盒测试与白盒测试，什么是硬件白盒化，硬件白盒化的动机与挑战，硬件白盒化的五个阶段。
一、软件的黑盒测试和白盒测试
在了解什么是硬件白盒化前，不妨先了解一下成熟的软件测试中的白盒化概念。
1. 软件的黑盒测试：
又叫功能测试，把待测试软件对象看成一个黑盒子，只关注软件的对外接口，完全不考虑程序内部的逻辑结构和内部特性，依据程序的需求规格说明书，检查程序的功能是否符合它的功能说明。
2. 软件的白盒测试
有又叫结构测试，把测试软件对象看成一个打开的盒子，利用程序内部的逻辑结构及有关信息，设计或选择测试用例, 对程序的所有逻辑路径进行测试，通过在不同点检查程序状态，否与预期的状态一致。
二、什么是硬件白盒化
硬件白盒化中的“白盒”概念与软件的白盒化测试的“白盒”的概念是类似的，它是相对于黑盒而言的，目前，无线接入网的设备提供商家提供的硬件设备，如DU, RU，对于运营商而言，就是一个黑盒子，运营商其实并不关注设备内部的硬件设计，他们只关注设备的外部行为是否满足运营商的规格。
O-RAN的硬件白盒化，就是开放和标准化接入网设备硬件内部的功能模块以及硬件模块之间的接口，以便引入更多的厂家参与硬件的开发与生产，逐渐把专用硬件黑盒演变成白盒化通用硬件。
通用计算机主板就是硬件白盒化典型的案例。
三、O-RAN硬件白盒化的动机
1. 运营商降低成本的需要：
打破设备商专有设备的垄断，引入更多的厂家的参与，降低设备的成本。ODM厂商可快速制造大量廉价、通用的硬件，从而降低射频单元的采购成本
2. 5G 基站高密度部署
基站的覆盖范围与信号频率有关，信号频率越高，基站的覆盖半径越小。5G采用超高频信号，在解决了超高速数据传输的同时，信号覆盖范围也受到了限制。在4G时代，这种覆盖范围小的基站是宏基站的补充，而在5G时代，这种高带宽、低延时、小范围覆盖的小基站将是5G时代的运营商网络的主力军。如果再算上垂直行业的部署，这种小基站的数量还将成倍的增加。因此降低单个基站的成本需求就很强烈。
3. 垂直行业灵活部署的需求：
5G的大规模应用，垂直行业的应用起着极其关键作用，而垂直行业的种类繁多，客户需求千变外化，部署场景极其复杂。灵活、快速、伸缩性强的网络部署需求就应运而生，而硬件的通用性+网络功能的虚拟化成为解决上述需求重要的技术保障。
四、O-RAN硬件白盒化的挑战
1. 商业上挑战：
硬件的白盒化，势必进一步压缩了现有大型设备供应商在该领域的技术优势和生存空间。
2. 技术上挑战：
无线通信处理对实时要求极高，特别是L1 high和Radio层，对专用硬件的依赖度极高，通用的CPU根本无法满足其延时、数据计算、实时性等要求。短时间内，在RU层面，黑盒化的专用硬件还将存在很长的一段时间。
3. 标准上挑战：
在4G标准中，RU和DU之间的管理接口还是设备厂家私有的，在这种情况下，RU硬件白盒化的动力就不太强。O-RAN虽然也开放了fronthaul M-plane的接口，但还有不同厂家兼容性的问题，要到商业化的部署还有一定的距离。
另外、DU, RU的硬件白盒化并没有纳入3GPP的规范，从O-RAN规范到3GPP规范，中间还有很大的距离。
4. 性能上挑战：
虽然已经有白盒化演示性产品，但是否能满足商业部署的性能要求还有待进一步验证和改善。
五、O-RAN硬件白盒化的5个阶段
第1个阶段：基于通用的计算机硬件
直接利用现存的、通用的计算硬件平台上部署O-RAN的网络功能。如在通用的X86平台上部署O-CU逻辑网元的功能。
第2个阶段：基于通用硬件的通用接口的专用子卡
如果需要通用的硬件平台上增加一个增强的功能卡，如O-CU，O-DU的加速卡，或者在O-DU上增加一个CPRI接口卡。则接口卡需要采用PCIe的硬件接口，以支持在通用计算机硬件即插即用。
第3个阶段：专用硬件开放和标准化内部的硬件架构
如果特定的硬件一时无法通用化，如O-DU+O-RU一体化的5G小基站。需要对现有的O-RU内部的硬件架构进行总结、抽象，归类出通用的硬件架构、并在行业内加以规范化和标准化。
如上图，是开放和标准后的O-DU+O-RU的一体化的5G小基站内部的硬件架构，除了规范硬件内部的子模块，还需要规范各个子模块之间的接口。
第4个阶段：专用硬件上，通用的子部件
基于第三阶段的开放和标准化基础之上，引入更多专业的供应商参与到各个标准化的子模块的设计上，包括原先体现大型通信设备厂家技术能力的关键部件。通过充分的竞争，使得关键的核心硬件部件逐渐模块化和通用化，使得能够提供专用基站硬件的5G设备厂家的门槛得到进一步的降低。
第5阶段：专用硬件成为通用硬件
RAN系统内，所有逻辑网元的功能部件都是通用的、标准化接口的硬件资源，可以轻松的、即插即用的进行集成，组装成一个可以满足某种需求硬件。这个过程就像专用计算机变成通用计算机的过程。甚至在淘宝上可以买到这样的通用的嵌入是硬件模组。
结束语：
目前O-RAN的白盒化硬件已经到了第三阶段，正在制定和标准化5G小基站专用的嵌入式硬件内部的硬件架构。为啥从小站开始呢？个人观察，主要还是小基站相对于宏基站而言，无论是物理的机械结构，还是内部的硬件和软件架构，都相对比较简单，便于标准化。后续，再单独阐述O-RAN联盟推荐的小基站的内部各种白盒化硬件架构。
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