5G共建共享网络发展总结及趋势分析

李福昌 贺 琳 周 瑶 魏进武

中国联通研究院 北京 100048

1 网络共建共享呈趋势化发展

网络共建共享并非新鲜事物，早在3/4G时代，3GPP R6版本已经从技术上支持基站共享功能[1]，而且在英国、波兰、香港等很多国家或地区也有商用部署应用，但受限于共享运营商间业务发展策略差异、共享网络投资决策效率低、共享网络同质化、共享资源分配不均衡等各种各样的问题，前期运营商间的网络共建共享大多不太成功，没有形成规模化。

随着全球逐步进入5G网络发展阶段，5G基站使用的频率多为C频段和毫米波频段，远高于2/3/4G，导致需要建设的单位面积的5G基站数量大幅上升；5G AAU(Active Antenna Unit,有源天线)与现网2/3/4G无源天线需相互独立部署，天面空间更加紧张；5G技术的复杂度使得5G基站的单站成本明显上升；5G基站的耗电量大约是4G的3～5倍，OPEX(Operating Expense,运营成本)将大幅提高。可见，在5G网络的建设和发展过程中，为进一步提高投资效率，打造绿色智能网络，网络共建共享的意义就愈加凸显，全球越来越多的运营商把5G网络共建共享纳入考虑范畴。

2 中国引领5G共建共享新模式

中国作为5G发展的引领者，更是先行先试了5G共建共享方式。2019年9月，中国联通和中国电信正式宣布开展5G网络共建共享，并达成协议在整个5G生命周期内共建共享一张5G网络，希望通过5G网络的共建共享降低运营商网络建设、运维等总体投入成本，快速实现5G连续广域覆盖的服务能力，从而提高行业整体竞争力，促进企业的高质量发展。截止到2022年初，中国联通和中国电信已经通过共建共享的模式建成了全球首个、规模最大的5G共建共享网络，共享基站超过70万站，累计节省网络建设投资超2 100亿元，每年节约网络运营成本约200亿元、节电超100亿度、降低碳排放600万吨。2020年5月，中国另外两家移动通信运营商中国移动和中国广电也宣布了5G网络的共建共享，并开始探索5G网络共建共享的模式，努力实现互利共赢的发展。此外，从2021年开始，国内四家运营商也在工信部的统筹推进下，开展四家运营商共建共享的试点验证。

由此可见，经过近几年5G共建共享网络的部署建设，国内运营商不仅积累了丰富的经验，更以实践证明5G共建共享是节约社会资源和企业投资、降低成本、加快建设速度的有效途径，有利于实现碳达峰、碳中和目标，也有助于共享运营商间实现其资源优势互补，最大化提升频率资源利用率，实现降本增效，为提速降费提供更大空间。

3 联通电信5G网络共建共享经验总结

中国联通和中国电信自4G时期就开始探索4G网络深度合作，于2016年首次提出4G现网升级改造的接入网共享方案，并积累了技术基础以及宝贵的经验。2019年，在5G网络建设之初，中国联通和中国电信又进一步开展5G接入网共享，并达成协议在整个5G生命周期内共建共享一张5G网络。不仅开创了5G大规模共建共享的先河，更在建设速度、建设规模、网络体验、网络投资节省等方面都取得了丰硕的成果。总结经验，具体可从以下三个方面概括。

1)上下同欲，严密组织

共建共享的达成，离不开共享双方企业的高度重视，只有共享双方共同站在国家5G战略、企业发展战略的高度，上下齐心，抓大放小，求同存异，才可能促成共建共享的共识。其次，两个运营商共建共享同一张5G网络，协同管理是关键，需要以“统一规划、分区建设、联合优化、协同维护”为目标，组建联合工作机构，重塑“规、建、维、优”流程，从而保障共建共享网络的高质量运营和发展，以及共建共享网络下双方用户的体验。

2)攻坚克难，协同创新

我国是全球首批5G商用的国家之一，在技术、产业、应用都是迈入“无人区”，无例可循。在此基础上，开展5G共建共享，两家运营商共同探索5G网络的建设新模式，所面临的技术问题更是前所未有，需要突破重重难关。

一是统筹兼顾网络演进需求，因地制宜制定共享方案。2019年，国内5G网络建设之初均采用NSA(Non-Stand Alone,非独立组网)模式。中国联通和中国电信在全球尚无成熟5G共享案例可供借鉴的情况下，从技术成熟度、标准成熟度、网络设备成熟度、终端成熟度、用户业务体验，以及现网改造难度等多维度，全面论证评估接入网共享和核心网漫游两种潜在的5G网络共享方案，最终提出电联5G共建共享采用接入网共享方式，并依据4G锚点基站共享方式的不同，又细分为单锚点独立载波方案、单锚点共享载波方案，以及双锚点共享方案等多种NSA接入网共享方案[2]，以满足不同业务场景的需求。同时，在实现NSA网络共享同时，还需兼顾考虑后续向SA(Stand Alone,独立组网)的演进，以保证5G全生命周期的持续共享[3]。

二是牵头国际标准，引领产业链发展。充分利用共享双方运营商频率和网络资源优势，依托电联5G中频频段相邻的优势，面向共享网络单频段大带宽和网络管理需求，牵头2.1G大带宽、5G共建共享网络管理等3GPP国标标准立项，推进2.1G频段45M大带宽、高功率基站设备的研发，并逐步实现网络以及终端等多个层面协同合作推进与部署应用，从而达到更优的网络性能。

三是产研用协同，推进5G共建共享规模商用。面向5G共建共享网络部署需求，推进3.5G 200M/300M大带宽、大容量、高性能共建共享基站设备的研发和提前商用，通过200M频率共享，于2020年底率先实现了全球中频段5G网络最高速率3.2Gb/s，达成了“规模翻倍、覆盖翻倍、速率翻倍、容量翻倍”的5G共建共享目标。在网络共享场景方面，更是全面实现室外、室内、高铁/地铁等多场景的共享建设。此外，2022年北京冬奥会上，中国联通作为唯一官方通信服务伙伴，创新科技冬奥全场景全天候5G技术，依托高质量的5G共享网络保障了冬奥会各项通信任务，向全世界首次呈现5G冬奥。

四是开创新型网络管理模式。在网络运营管理方面，引入双北向管理，在保证网管数据互通共享的同时，实现双方运营数据的可管可视，高效协同。

3)持续共建，深化共享

共建共享是利国利民的大事，双方通过共享实现了资源共享、优势互补，为加快业务创新、提升用户体验奠定了坚实基础，需要不断的发展和深化。一方面是共享规模的不断扩大，如从5G共享向4G共享扩展，利用双方资源互补优势，通过共享低成本解决双方4G弱覆盖问题，提升弱覆盖区域流量。另一方面，需要持续推进基础设施共建共享，如在室内分布系统、杆路光缆传输、管道光缆传输、铁塔租赁等电信基础设施方面的共建共享等。

4 共建共享网络发展趋势

4.1 推进行业共享是持续深化5G共建共享的重要方向

在当前信息时代大背景下，各行业技术都在发展，行业业务需求日益旺盛，而原有的窄带系统无法满足需求，有意构建下一代宽带通信网络，5G技术已成为多个行业的首选。而独立建设一套实现全国连续覆盖的5G网络，建设投资成本、后期升级、维护运营成本等费用昂贵。从全球其他国家的情况来看，多个国家的行业基础设施，均是选择与运营商合作来共同建设。如美国方面于2012年通过国会立法分配700MHz频段上2x10MHz专用频率以及70亿美元建设全国公共安全无线宽带网络，并由新成立的FirstNet Authority(简称“FirstNet”)来规划、建设、运营和管理。2017年AT&T与FirstNet签订25年合同，负责网络建设、运行和维护。

在推进行业共享方面，运营商具有天然的优势。首先，运营商在长期网络建设维护中积累了数十万网络优化和维护专业人才储备，可为专网用户提供专业服务，提高网络建设和运维的专业化和集约化水平。国内5G共建共享的规模化部署，已提前从技术上扫清了网络共享的技术难关，并且积累了较丰富的共建共享经验；其次，运营商在移动通信网络的运营和管理方面有着丰富的经验，若运营商与行业合作伙伴在5G公网上通过共建共享等方式拓展垂直行业，如图1所示，更易实现垂直行业网络的快速开通，并通过打造专业的运维/政企工程师队伍，更好地解决垂直行业需求碎片化以及需求模糊化等问题，在满足双方业务需求的同时，提升双方频谱资源利用率，实现行业内合作共赢的新模式。再次，运营商对产业生态环境的影响举足轻重，由运营商统一建设，多家共用，可以发挥运营商统筹资源，确保效率和价值最大化的优势，有助于降低网络建设成本。

图1 运营商与行业伙伴合作组网示意图

当然，为了更好地推进行业间共建共享，运营商有必要结合行业专网需求，发挥自身优势，提前开展如下工作：一是开展行业频率调研，为跨行业共建共享提前布局；二是与行业伙伴提前沟通，了解其特点及特殊业务需求，探讨合作可能性；三是推进设备、终端等全国产化，以满足行业专网自主可控需求；四是面向业务优先级保障、特殊业务需求保障等问题开展技术攻关，为行业间共建共享的推进提供技术保障。

4.2 可信共享是共建共享网络可持续发展的关键要求

随着共建共享的逐步深化，共享运营商间用户体验不对等、数据共享不完善、网络调整不规范等一系列精细化管理运营问题愈加凸显。为解决痛点问题，中国联通2020年9月以频谱资源可信为切入点，全球首次提出基于区块链的可信频谱共享方案，并对接现网在郑州开展试点应用，提供面向网络信任防篡改的频谱动态可信共享能力。同时，立足共建共享区块链可信方案，牵头ITU “IMT-2020及演进网络中基于区域块链的移动网络共享需求及架构”以及3GPP“5G共建共享网络管理”等国际标准立项，为区块链网管提供技术储备。基于前期技术研究及示范应用工作基础，2022年初，中国联通和中国电信正式发布自主研发的共建共享区块链调度平台，依托区块链链式数据结构，同时辅以共识机制、非对称加密、数字签名、智能合约等核心技术[4]，实现共享运营商多方数据的一致性、完整性和安全性，进而在不可信的竞争环境中建立网络可信共享体系，通过区块链为共建共享各方提供平等互信的基础。

随着国内5G SA网络的规模化部署，5G网络建设逐步向乡镇和农村延伸，国内四家运营商在工信部的统筹推进下，积极朝着“十四五”信息通信行业发展规划的“热点地区多网并存、边远地区一网托底的移动通信网络格局”逐步演进发展。因此，后续多家运营商的网络共建共享，甚至运营商与垂直行业间的共建共享都将涉及更多共享方，场景更为复杂，多方共享下的共享网络质量监控、数字身份认证、网络漫游结算等，都需以网络信任体系为基础，可信共享必将成为共建共享网络可持续发展的关键。以接入网共享为例，基于区块链的共享网络信任体系架构如图2所示，通过区块链技术，在不影响双方5G共建共享网络用户感知的前提下，实现无线网络感知数据、关键流程等按需动态上链存储和可信存证。

图2 基于区块链的共享网络信任体系架构示例图

现阶段，基于区块链的可信网络体系架构还处于初期探索阶段，一方面，区块链与5G共建共享网络处于松耦合状态，区块链以“外挂”的方式为5G共建共享网络提供多方可信存证[5]；另一方面，现阶段基于5G共建共享网络的区块链应用仍属于区块链网络规模化部署的早期雏形。随着区块链技术在电信领域应用的拓展，实现区块链网络规模化部署，还需要跨越至少两个阶段，一是通过跨链技术实现运营商区块链网络和垂直行业区块链网络之间的跨链互通，从而将区块链作为底层基础设施服务社会全行业；二是通过状态通道、链下计算等方式打通链上、链下连接，实现区块链网络与链下物理世界的泛在互联，进而实现泛在共享网络信任。

4.3 网络共享是未来移动通信系统基本特征

现阶段，国内的运营商网络均朝着 “高速泛在、天地一体、云网融合、智能敏捷、绿色低碳、安全可控”的智能化综合性数字信息基础设施方向发展，2021年3月发布的《中国联通6G白皮书(V1.0)》，提出以“智能、融合、绿色、可信”为主要特征的6G DNA愿景[6]。从趋势来看，高频通信、空天地一体化组网等领域的发展将是未来移动通信网络演进的重要方向[7-8]。但是，更高的工作频段将带来更大的路径损耗、更小的覆盖半径，以及更高昂的建网成本；而空天地立体化组网更是要以星座卫星(包括高、中、低轨)、高空网络(临近空间平台和航空互联网)、低空智联网和地面蜂窝网络共同形成多重覆盖，从而在未来市场引入更多的网络运营者[8]。因此，从业务需求、成本效益等角度来看，网络共享都将成为未来移动通信网络建设的重要方式。

当然，未来移动通信网络的“共享”理念还将更加宽泛、更加体现将有限资源服务于更多群体的共享本质。在共享范畴上，未来移动通信网络将不再局限于共享站址和设备，还会涉及共享频谱、算力等更多资源。共享范畴的扩大，还将引入更多的待攻关技术问题，如资源的智能编排问题，以频谱资源为例，除现有2/3/4/5G网络所使用的6G以下频谱以外，后续还会涉及毫米波、太赫兹等更多移动通信频段，而这些频谱的离散、跨度大等特点，势必需要在频谱聚合的同时，实现资源的实时、灵活编排，进而保证网络能力对用户体验的精准匹配。此外，网络共享具有多方参与特性，如何进一步提升保护数据隐私的多方安全智能网络服务能力也至关重要。

5 结束语

随着移动通信网络的发展，全球已经逐步进入5G时代，5G网络的高投资压力以及运营商增量不增收的局面必将带来全球运营商对于网络共建共享的进一步关注，国内运营商共建共享网络的规模部署不仅有效引导网络共享技术及产业链的发展，发挥网络共享技术的国际影响力，同时也为其他国家运营商的共享网络部署提供参考和借鉴。此外，随着国内运营商间共建共享网络的不断深化，可信共享以及持续推进行业共享必将成为共建共享网络发展的重要方向，运营商有必要依托自身优势，持续开展技术攻关，从而保证5G共建共享网络，乃至未来6G共建共享网络的高质量、可持续发展。