5G共建共享網絡發展總結及趨勢分析

李福昌 賀 琳 周 瑤 魏進武

中國聯通研究院 北京 100048

1 網絡共建共享呈趨勢化發展

網絡共建共享并非新鮮事物，早在3/4G時代，3GPP R6版本已經從技術上支持基站共享功能[1]，而且在英國、波蘭、香港等很多國家或地區也有商用部署應用，但受限于共享運營商間業務發展策略差異、共享網絡投資決策效率低、共享網絡同質化、共享資源分配不均衡等各種各樣的問題，前期運營商間的網絡共建共享大多不太成功，沒有形成規模化。

隨著全球逐步進入5G網絡發展階段，5G基站使用的頻率多為C頻段和毫米波頻段，遠高于2/3/4G，導致需要建設的單位面積的5G基站數量大幅上升；5G AAU(Active Antenna Unit,有源天線)與現網2/3/4G無源天線需相互獨立部署，天面空間更加緊張；5G技術的復雜度使得5G基站的單站成本明顯上升；5G基站的耗電量大約是4G的3～5倍，OPEX(Operating Expense,運營成本)將大幅提高。可見，在5G網絡的建設和發展過程中，為進一步提高投資效率，打造綠色智能網絡，網絡共建共享的意義就愈加凸顯，全球越來越多的運營商把5G網絡共建共享納入考慮范疇。

2 中國引領5G共建共享新模式

中國作為5G發展的引領者，更是先行先試了5G共建共享方式。2019年9月，中國聯通和中國電信正式宣布開展5G網絡共建共享，并達成協議在整個5G生命周期內共建共享一張5G網絡，希望通過5G網絡的共建共享降低運營商網絡建設、運維等總體投入成本，快速實現5G連續廣域覆蓋的服務能力，從而提高行業整體競爭力，促進企業的高質量發展。截止到2022年初，中國聯通和中國電信已經通過共建共享的模式建成了全球首個、規模最大的5G共建共享網絡，共享基站超過70萬站，累計節省網絡建設投資超2 100億元，每年節約網絡運營成本約200億元、節電超100億度、降低碳排放600萬噸。2020年5月，中國另外兩家移動通信運營商中國移動和中國廣電也宣布了5G網絡的共建共享，并開始探索5G網絡共建共享的模式，努力實現互利共贏的發展。此外，從2021年開始，國內四家運營商也在工信部的統籌推進下，開展四家運營商共建共享的試點驗證。

由此可見，經過近幾年5G共建共享網絡的部署建設，國內運營商不僅積累了豐富的經驗，更以實踐證明5G共建共享是節約社會資源和企業投資、降低成本、加快建設速度的有效途徑，有利于實現碳達峰、碳中和目標，也有助于共享運營商間實現其資源優勢互補，最大化提升頻率資源利用率，實現降本增效，為提速降費提供更大空間。

3 聯通電信5G網絡共建共享經驗總結

中國聯通和中國電信自4G時期就開始探索4G網絡深度合作，于2016年首次提出4G現網升級改造的接入網共享方案，并積累了技術基礎以及寶貴的經驗。2019年，在5G網絡建設之初，中國聯通和中國電信又進一步開展5G接入網共享，并達成協議在整個5G生命周期內共建共享一張5G網絡。不僅開創了5G大規模共建共享的先河，更在建設速度、建設規模、網絡體驗、網絡投資節省等方面都取得了豐碩的成果。總結經驗，具體可從以下三個方面概括。

1)上下同欲，嚴密組織

共建共享的達成，離不開共享雙方企業的高度重視，只有共享雙方共同站在國家5G戰略、企業發展戰略的高度，上下齊心，抓大放小，求同存異，才可能促成共建共享的共識。其次，兩個運營商共建共享同一張5G網絡，協同管理是關鍵，需要以“統一規劃、分區建設、聯合優化、協同維護”為目標，組建聯合工作機構，重塑“規、建、維、優”流程，從而保障共建共享網絡的高質量運營和發展，以及共建共享網絡下雙方用戶的體驗。

2)攻堅克難，協同創新

我國是全球首批5G商用的國家之一，在技術、產業、應用都是邁入“無人區”，無例可循。在此基礎上，開展5G共建共享，兩家運營商共同探索5G網絡的建設新模式，所面臨的技術問題更是前所未有，需要突破重重難關。

一是統籌兼顧網絡演進需求，因地制宜制定共享方案。2019年，國內5G網絡建設之初均采用NSA(Non-Stand Alone,非獨立組網)模式。中國聯通和中國電信在全球尚無成熟5G共享案例可供借鑒的情況下，從技術成熟度、標準成熟度、網絡設備成熟度、終端成熟度、用戶業務體驗，以及現網改造難度等多維度，全面論證評估接入網共享和核心網漫游兩種潛在的5G網絡共享方案，最終提出電聯5G共建共享采用接入網共享方式，并依據4G錨點基站共享方式的不同，又細分為單錨點獨立載波方案、單錨點共享載波方案，以及雙錨點共享方案等多種NSA接入網共享方案[2]，以滿足不同業務場景的需求。同時，在實現NSA網絡共享同時，還需兼顧考慮后續向SA(Stand Alone,獨立組網)的演進，以保證5G全生命周期的持續共享[3]。

二是牽頭國際標準，引領產業鏈發展。充分利用共享雙方運營商頻率和網絡資源優勢，依托電聯5G中頻頻段相鄰的優勢，面向共享網絡單頻段大帶寬和網絡管理需求，牽頭2.1G大帶寬、5G共建共享網絡管理等3GPP國標標準立項，推進2.1G頻段45M大帶寬、高功率基站設備的研發，并逐步實現網絡以及終端等多個層面協同合作推進與部署應用，從而達到更優的網絡性能。

三是產研用協同，推進5G共建共享規模商用。面向5G共建共享網絡部署需求，推進3.5G 200M/300M大帶寬、大容量、高性能共建共享基站設備的研發和提前商用，通過200M頻率共享，于2020年底率先實現了全球中頻段5G網絡最高速率3.2Gb/s，達成了“規模翻倍、覆蓋翻倍、速率翻倍、容量翻倍”的5G共建共享目標。在網絡共享場景方面，更是全面實現室外、室內、高鐵/地鐵等多場景的共享建設。此外，2022年北京冬奧會上，中國聯通作為唯一官方通信服務伙伴，創新科技冬奧全場景全天候5G技術，依托高質量的5G共享網絡保障了冬奧會各項通信任務，向全世界首次呈現5G冬奧。

四是開創新型網絡管理模式。在網絡運營管理方面，引入雙北向管理，在保證網管數據互通共享的同時，實現雙方運營數據的可管可視，高效協同。

3)持續共建，深化共享

共建共享是利國利民的大事，雙方通過共享實現了資源共享、優勢互補，為加快業務創新、提升用戶體驗奠定了堅實基礎，需要不斷的發展和深化。一方面是共享規模的不斷擴大，如從5G共享向4G共享擴展，利用雙方資源互補優勢，通過共享低成本解決雙方4G弱覆蓋問題，提升弱覆蓋區域流量。另一方面，需要持續推進基礎設施共建共享，如在室內分布系統、桿路光纜傳輸、管道光纜傳輸、鐵塔租賃等電信基礎設施方面的共建共享等。

4 共建共享網絡發展趨勢

4.1 推進行業共享是持續深化5G共建共享的重要方向

在當前信息時代大背景下，各行業技術都在發展，行業業務需求日益旺盛，而原有的窄帶系統無法滿足需求，有意構建下一代寬帶通信網絡，5G技術已成為多個行業的首選。而獨立建設一套實現全國連續覆蓋的5G網絡，建設投資成本、后期升級、維護運營成本等費用昂貴。從全球其他國家的情況來看，多個國家的行業基礎設施，均是選擇與運營商合作來共同建設。如美國方面于2012年通過國會立法分配700MHz頻段上2x10MHz專用頻率以及70億美元建設全國公共安全無線寬帶網絡，并由新成立的FirstNet Authority(簡稱“FirstNet”)來規劃、建設、運營和管理。2017年AT&T與FirstNet簽訂25年合同，負責網絡建設、運行和維護。

在推進行業共享方面，運營商具有天然的優勢。首先，運營商在長期網絡建設維護中積累了數十萬網絡優化和維護專業人才儲備，可為專網用戶提供專業服務，提高網絡建設和運維的專業化和集約化水平。國內5G共建共享的規模化部署，已提前從技術上掃清了網絡共享的技術難關，并且積累了較豐富的共建共享經驗；其次，運營商在移動通信網絡的運營和管理方面有著豐富的經驗，若運營商與行業合作伙伴在5G公網上通過共建共享等方式拓展垂直行業，如圖1所示，更易實現垂直行業網絡的快速開通，并通過打造專業的運維/政企工程師隊伍，更好地解決垂直行業需求碎片化以及需求模糊化等問題，在滿足雙方業務需求的同時，提升雙方頻譜資源利用率，實現行業內合作共贏的新模式。再次，運營商對產業生態環境的影響舉足輕重，由運營商統一建設，多家共用，可以發揮運營商統籌資源，確保效率和價值最大化的優勢，有助于降低網絡建設成本。

圖1 運營商與行業伙伴合作組網示意圖

當然，為了更好地推進行業間共建共享，運營商有必要結合行業專網需求，發揮自身優勢，提前開展如下工作：一是開展行業頻率調研，為跨行業共建共享提前布局；二是與行業伙伴提前溝通，了解其特點及特殊業務需求，探討合作可能性；三是推進設備、終端等全國產化，以滿足行業專網自主可控需求；四是面向業務優先級保障、特殊業務需求保障等問題開展技術攻關，為行業間共建共享的推進提供技術保障。

4.2 可信共享是共建共享網絡可持續發展的關鍵要求

隨著共建共享的逐步深化，共享運營商間用戶體驗不對等、數據共享不完善、網絡調整不規范等一系列精細化管理運營問題愈加凸顯。為解決痛點問題，中國聯通2020年9月以頻譜資源可信為切入點，全球首次提出基于區塊鏈的可信頻譜共享方案，并對接現網在鄭州開展試點應用，提供面向網絡信任防篡改的頻譜動態可信共享能力。同時，立足共建共享區塊鏈可信方案，牽頭ITU “IMT-2020及演進網絡中基于區域塊鏈的移動網絡共享需求及架構”以及3GPP“5G共建共享網絡管理”等國際標準立項，為區塊鏈網管提供技術儲備。基于前期技術研究及示范應用工作基礎，2022年初，中國聯通和中國電信正式發布自主研發的共建共享區塊鏈調度平臺，依托區塊鏈鏈式數據結構，同時輔以共識機制、非對稱加密、數字簽名、智能合約等核心技術[4]，實現共享運營商多方數據的一致性、完整性和安全性，進而在不可信的競爭環境中建立網絡可信共享體系，通過區塊鏈為共建共享各方提供平等互信的基礎。

隨著國內5G SA網絡的規模化部署，5G網絡建設逐步向鄉鎮和農村延伸，國內四家運營商在工信部的統籌推進下，積極朝著“十四五”信息通信行業發展規劃的“熱點地區多網并存、邊遠地區一網托底的移動通信網絡格局”逐步演進發展。因此，后續多家運營商的網絡共建共享，甚至運營商與垂直行業間的共建共享都將涉及更多共享方，場景更為復雜，多方共享下的共享網絡質量監控、數字身份認證、網絡漫游結算等，都需以網絡信任體系為基礎，可信共享必將成為共建共享網絡可持續發展的關鍵。以接入網共享為例，基于區塊鏈的共享網絡信任體系架構如圖2所示，通過區塊鏈技術，在不影響雙方5G共建共享網絡用戶感知的前提下，實現無線網絡感知數據、關鍵流程等按需動態上鏈存儲和可信存證。

圖2 基于區塊鏈的共享網絡信任體系架構示例圖

現階段，基于區塊鏈的可信網絡體系架構還處于初期探索階段，一方面，區塊鏈與5G共建共享網絡處于松耦合狀態，區塊鏈以“外掛”的方式為5G共建共享網絡提供多方可信存證[5]；另一方面，現階段基于5G共建共享網絡的區塊鏈應用仍屬于區塊鏈網絡規模化部署的早期雛形。隨著區塊鏈技術在電信領域應用的拓展，實現區塊鏈網絡規模化部署，還需要跨越至少兩個階段，一是通過跨鏈技術實現運營商區塊鏈網絡和垂直行業區塊鏈網絡之間的跨鏈互通，從而將區塊鏈作為底層基礎設施服務社會全行業；二是通過狀態通道、鏈下計算等方式打通鏈上、鏈下連接，實現區塊鏈網絡與鏈下物理世界的泛在互聯，進而實現泛在共享網絡信任。

4.3 網絡共享是未來移動通信系統基本特征

現階段，國內的運營商網絡均朝著 “高速泛在、天地一體、云網融合、智能敏捷、綠色低碳、安全可控”的智能化綜合性數字信息基礎設施方向發展，2021年3月發布的《中國聯通6G白皮書(V1.0)》，提出以“智能、融合、綠色、可信”為主要特征的6G DNA愿景[6]。從趨勢來看，高頻通信、空天地一體化組網等領域的發展將是未來移動通信網絡演進的重要方向[7-8]。但是，更高的工作頻段將帶來更大的路徑損耗、更小的覆蓋半徑，以及更高昂的建網成本；而空天地立體化組網更是要以星座衛星(包括高、中、低軌)、高空網絡(臨近空間平臺和航空互聯網)、低空智聯網和地面蜂窩網絡共同形成多重覆蓋，從而在未來市場引入更多的網絡運營者[8]。因此，從業務需求、成本效益等角度來看，網絡共享都將成為未來移動通信網絡建設的重要方式。

當然，未來移動通信網絡的“共享”理念還將更加寬泛、更加體現將有限資源服務于更多群體的共享本質。在共享范疇上，未來移動通信網絡將不再局限于共享站址和設備，還會涉及共享頻譜、算力等更多資源。共享范疇的擴大，還將引入更多的待攻關技術問題，如資源的智能編排問題，以頻譜資源為例，除現有2/3/4/5G網絡所使用的6G以下頻譜以外，后續還會涉及毫米波、太赫茲等更多移動通信頻段，而這些頻譜的離散、跨度大等特點，勢必需要在頻譜聚合的同時，實現資源的實時、靈活編排，進而保證網絡能力對用戶體驗的精準匹配。此外，網絡共享具有多方參與特性，如何進一步提升保護數據隱私的多方安全智能網絡服務能力也至關重要。

5 結束語

隨著移動通信網絡的發展，全球已經逐步進入5G時代，5G網絡的高投資壓力以及運營商增量不增收的局面必將帶來全球運營商對于網絡共建共享的進一步關注，國內運營商共建共享網絡的規模部署不僅有效引導網絡共享技術及產業鏈的發展，發揮網絡共享技術的國際影響力，同時也為其他國家運營商的共享網絡部署提供參考和借鑒。此外，隨著國內運營商間共建共享網絡的不斷深化，可信共享以及持續推進行業共享必將成為共建共享網絡發展的重要方向，運營商有必要依托自身優勢，持續開展技術攻關，從而保證5G共建共享網絡，乃至未來6G共建共享網絡的高質量、可持續發展。