发牌三年:中国5G最大创新是什么?
通信产业网|2022-06-02 19:20:12
作者:党博文来源:通信产业网

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【通信产业网讯】(记者 党博文)2019年6月6日,工业和信息化部向中国电信、中国移动、中国联通、中国广电发放5G商用牌照,标志着我国5G正式迈进5G时代。三年过去,中国5G的网络覆盖广度、深度进一步提升,目前已建成5G基站逾160万个,成为全球首个基于独立组网模式规模建设5G网络的国家,5G基站占移动基站总数的比例为16%,5G应用涵盖交通、医疗、教育、文旅等诸多生活领域,案例累计超过2万个。

成绩背后,是通信行业上下的持续地奋进。在如此短的时间内、在新冠疫情的广泛影响下,中国通信业如何快速建成并规模商用全球最大的5G网络?中国5G三年成长背后最大的创新是什么?

适度超前的“捷径”

作为“新基建”的主要代表,5G网络部署是一项庞大的建设工程。在频率、部站、新技术运用、能耗等诸多条件制约下,5G的投资和运营成本均显著高于4G。

然而,移动通信新网络的迭代,没有适度超前的网络覆盖,就无法形成用户和产品,无法加速产业链的跟进,亦无法形成商业反哺。因此,对运营商来讲,围绕建设成本、技术挑战、时间周期等维度,如何在短时间内低成本、高效率的“适度超前”覆盖一张无死角的5G网络至关重要。

具体来看,移动通信网的建设复杂,需要考虑基站选址,同时要建设核心网、基站连接、线缆、电源、空调等配套设备,涉及环节众多。与此同时,5G为了适应三大主要应用场景,需要具备比4G更高的性能指标,同时为了大幅提高网络部署和运营的性价比,需要10倍以上提高频谱效率、能源效率、成本效率。

这些5G建设的挑战,对全球运营者来讲都是需要破解的“课题”。纵观全球,虽5G频谱拍卖基站顺利,但5G网络的部署却进展缓慢,特别是规模部署明显乏力。

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由于5G频率多为3.5GHz和5GHz,比4G的1.8GHz-2.6GHz高约2倍,电波的传播路径损耗大,5G基站覆盖半径是4G的二分之一,要想实现4G时代的网络覆盖,5G的总基站数约为4G的4倍左右,参考我国约590万的4G基站,总成本不言而喻。

虽中国广电携700M黄金频谱入局降低了部分覆盖成本,但相比改造4G基站,构建全新的5G SA网络,价格仍居高不下,结合每年至少60万站的规模建设压力,这对每一个单一运营商都是单一挑战。为了实现高质量低成本的网络覆盖,在适度超前的政策引领下,中国运营商创新式的“共建共享”,为5G网络建设探索道路。

“2+2”破局

经过20余年的通信市场改革,5G时代,在高建网成本与中国广电以第四大运营商新入局的背景下,运营商从传统的“各自为营”走向互促互建,迈向“2+2”的全新竞合时代。

2019年9月9日,中国电信与中国联通签署《5G网络共建共享框架合作协议书》,约定在5G全生命周期、全网范围内共建一张5G接入网,共享5G频率资源,划片建设、分区负责,独立经营、精简结算。

这是自中国铁塔成立以来,共建共享在通信产业发展中的一次新的升级,即由站址共享迈向接入网共建共享。

我国为运营商分别分配了相关5G频段,就中国电信和中国联通两家而言,中国电信与中国联通均拿到的是n78频段,这也为两家合建5G网络提供了基础,与此同时,除了3.5GHz之外,在2.1GHz频段上,电信和联通双方的频谱也是连续的,中国电信和中国联通3.5G+2.1G双频协同建网战略,兼顾竞争力和降投资,双方资源禀赋整合实现了1+1>2的效应。

截至2022年1月底,中国电信与中国联通部署共建共享5G基站70万个,占全球已建5G基站数40%以上,建成了全球首个、规模最大的5G独立组网(SA)共建共享网络,实现了大规模产业化应用,同步推进了4G接入网共享,拉动了上下游产业链,引领了全球5G发展,无论从产业发展还是社会责任,电信联通的共建共享都功不可没。

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而如果说中国电信与中国联通是因为频率高度重合而开启的“共建共享1.0”,那么,中国移动与中国广电的共建共享,则是开启5G共建共享的2.0时代。

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在2020年5月,中国移动和中国广电签署5G网络共建共享合作框架协议。双方将共同建设和享有黄金频段700MHz的5G无线网络资产,并且,中国移动将向中国广电有偿开放2.6GHz频段5G网络,以及2G/3G/4G网络,共同打造“网络+内容”生态,这不仅促进后进者广电的快速5G覆盖,促进移动对700M频率的共享,更实现了5G运营市场1+1与1+1的格局重构,也把广电与电信行业的三网融合推向崭新境界。

目前,中国移动与中国广电的700M无线网的全面建设工作也早已开启,最初的招标额为48万基站,2021年已建成20万基站,2022年将完成剩余的28万基站建设,届时拥有48万700M 5G基站的移动广电不仅拥有一张全国最大范围覆盖的5G基础网络,双方也将共同打造“网络+内容”生态,推动5G融入百业、服务大众,在实现规模覆盖的同时,也极大的加速了第四个持牌运营商中国广电的5G入局与商业化。

“分片包干”后的关键创新

共建共享不是“分片包干”。按照3GPP的定义,5G技术既包括大规模天线、超密集组网、新型多址技术、全频谱接入及新型网络架构等关键应用技术,也包括新型信息中心网络、软件定义网络、虚拟化、AI等基础支撑技术,因此,在5G网络的共建共享上,也涉及诸多难点。

《通信产业报》全媒体记者了解到,5G共建共享推动过程中面临一系列的难题和挑战。一是需要解决带宽翻倍、多频共存引发的高维基带信号处理、多频共存干扰、强记忆非线性等前所未有的技术难题;二是需要面对两网合一带来的4G非共享用户和5G共享用户混合共存、跨运营商存量不同语音解决方案兼容、边界优化保持业务连续性以及不同业务调度系统网络管理、资源公平高效调度、共享网络下专网保障等史无前例的运营挑战。

与此同时,目前的5G标准还未全面冻结,由于必须考虑技术标准、网络演进、用户策略,以及双方还得保持步调一致,在无成熟案例可借鉴的情况下,运营商还需通过持续的技术攻关和创新来解决。

以电联共建共享为例,目前,中国电信和中国联通联合中兴通讯、华为技术、中信科、北京邮电大学等合作伙伴,开展了近10年的产学研用、协同创新,通过关键技术创新与产业化项目解决了共建共享带来的全球最高C波段大带宽、高功率和高维计算复杂度、高功率射频前端国产化关键自主器件、5G接入网超大规模组网和运营等一系列难题和挑战,在5G共享技术、器件、设备、组网、运营等方面取得了重大突破,形成了5G“一张物理网,两张逻辑网,多张定制专网”的协同组网架构,实现了业务调度、网络管理和运营协同。

该项目也取得了近500项授权发明专利,其中包括50多项PCT授权发明专利。项目组主导制定了12项国际标准、8项行业标准,也获得了通信产业金紫竹奖、通信行业企业管理现代化创新一等成果、GSMA全球移动大奖、GSMA亚洲移动大奖、2021年“德国IF工业产品设计奖”等。

而随着中国广电5G与现有三大运营商中国电信、中国联通和中国移动的5G网络实现全面的互联互通,作为5G的新进入者,全国广电5G放号运营也正在尽早实现,而基于700M 5G频段的创新应用与解决方案也将会持续推陈出新,更好的服务千行百业。

无疑,5G共建共享不仅实现了关键技术创新与产业化,加快了我国5G商用部署步伐,更为全球共建共享网络技术创新和发展起到了重要引领作用,填补了全球产业空白,取得了重大的经济和社会效益。

树全球5G发展“范式”

当前,5G作为新一代信息通信技术的先锋代表和数字化转型的重要引擎,已成为全球大国科技竞争的制高点和构筑国家竞争优势的驱动力,在加快构建新发展格局、推动实现高质量发展中起到了重要作用。

“十四五”规划纲要提出,要统筹推进传统基础设施和新型基础设施建设,打造系统完备、高效实用、智能绿色、安全可靠的现代化基础设施体系。坚持节能优先方针,深化工业、建筑、交通等领域和公共机构节能,推动5G、大数据中心等新兴领域能效提升,强化重点用能单位节能管理,实施能量系统优化、节能技术改造等重点工程,加快能耗限额、产品设备能效强制性国家标准制修订。

《“十四五”信息通信行业发展规划》更是明确提出,力争建成全球规模最大的5G独立组网网络,力争2025年,每万人拥有5G基站数达到26个,5G用户普及率从2020年的15%提高到56%。进一步凸显了信息通信行业的功能和定位。

目前,据“十四五”规划,我国5G基站据364万站总目标仍有200万站的建设差距,用户普及率也有巨大发展空间。显然,在用户需求与产业需求持续走高的背景下,在运营商三年的5G实践中,高效覆盖与绿色低碳仍是需要持续解决的挑战。

回看三大运营商近三年5G相关投资,2019年5G相关投资总和为1178亿元,2020年5G相关投资总和为1757亿元,2021年5G相关投资总和为1837亿元。虽运营商5G相关投资持续上升,但运营商在5G投资的增长趋势也正持续放缓。

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以电信联通为例,截止2021年底,双方累计节省5G网络投资超过了2100亿元,每年节约网络运营成本达到了200亿元,节电超过100亿度,降低碳排放超过600万吨,推动了5G产业高质、健康、绿色发展。

无疑,任何一个网络,随着规模化的部署,网络成本会越来越低。公开计划显示,中国电信预计2022年资本开支为930亿元,其中5G网络投资占比36.6%,具体的金额为340亿元,同比下降约10.5%;中国移动预计2022年5G相关资本开支约1100亿元,同比下降3.5%;中国联通虽未公布具体数字,但鉴于与中国电信共建共享方针,预期5G相关投资呈下行趋势的可能性也较大。

中国移动董事长杨杰曾指出,2020至2022年这三年是5G投资高峰期,2022年将是公司5G投资高峰期最后一年,从2023年开始,若没有其他重大事项,5G资本开支会呈现逐步下降趋势,预计三年后,5G资本开支占营收的比重会降低到20%以内。

可见,共建共享在帮助运营商持续减少资本开支同时,而面对今后5G的高质量发展,共建共享必将持续深化。未来的共建共享不仅从建设成本出发,更将在简化体系,智慧运维、安全可控等技术方面突破提升,增加行业应用的适配性。

相关数据显示,截至2021年底,全球已有200多家运营商部署了5G商用网络,5G用户数超过7亿。目前中国的连接数已占全球5G连接的75%,5G用户数量达3.84亿户,占全球5G用户数55%。显而易见,全球200家运营商的5G用户渗透缓慢。事实上,用户数字背后,是5G网络建设规模的“捉襟见肘”。

与中国相比,全球5G覆盖效果仍不理想。中国式的共建共享,无疑为全球运营商快速导入5G网络的规模化提供思路,让运营商能更加稳步、精准、动态投资5G网络建设。共建共享,中国5G的这个最大创新,无疑为全球5G规模开展树立了最佳范本。

共建共享成就了5G发展的中国速度,相信随着新网络和数字化的永不停息迭代,共建共享,这个中国5G的最大创新,还会在深度和广度上不断演进、升维,助推通信产业在数字经济新阶段的高质量发展。

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责任编辑:晓燕

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