我国5G公网专用发展分析_苑东平.pdf

News Focus Focus Focus|聚焦中国电信业CHINA TELECOMMUNICATIONS TRADE505G 发展不同于 2G/3G/4G，5G 是移动通信发展有史以来最“出圈”的一代，5G 时期 to B 成为最大蓝海市场，占据 5G 应用场景的80%。要撬动 5G to B 市场，5G 行业专网成为必然选择，5G专网在确定性、可靠性、带宽、时延、连接数量等方面优势显著。据 IDC 最新研究预测，到 2026 年，全球私有 LTE 5G 基础设施收入将达到 83 亿美元，5G 专网市场潜力巨大。5G行业专网组网方式多样，主要有两种：一种为独立部署模式(SNPN)，即“5G 专频专用”，是通过监管机构为垂直领域分配单独的5G 专网频段，企业独立建设运营 5G 专网；一种为公网集成模式(PNI-NPN)也叫“公网专用”，是电信运营商基于公网，通过切片、部分核心网元下沉以及提供专用无线接入网等虚拟专网的方式，为企业提供专网级的服务。本文将两种模式概括为“专频专用”和“公网专用”，本文界定的我国5G“公网专用”模式，本质上就是当前三大运营商基于公网基础设施能力和我国 5G 公网专用发展分析 苑东平 张园 陈亚楠 文 已授权频段，为行业提供的5G专网服务。全球 5G 专网发展概览现状与背景伴随着 5G R17 推进，全球 5G 专网进入加速发展阶段，越来越多的国家正在探索为企业分配5G专网频段，尤其是德国、日本、法国等海外发达国家将企业建设独立 5G 专网作为 5G 专网建设的核心路径，陆续出台专用频谱政策支持 5G 专网专用。5G 带来信息通信技术变革，成为国家基础性战略资源，是国家竞争力的战略制高点之一。海外各国积极推进 5G 发展，纷纷选择 5G 专频专用，主要原因包括两方面。一是 5G 公网基础设施建设不完善。受频谱拍卖费用高、5G 建设投资巨大、企业债务负担沉重等因素影响，海外运营商对 5G网络建设经费支出不足，5G 公网建设缓慢、51January 01 2023 26551中国电信业CHINA TELECOMMUNICATIONS TRADE5G 发展覆盖不足，未达预期。伴随各垂直行业企业需求逐步释放，政府通过释放 5G 专网频谱，一方面可以满足行业龙头企业的需求，另一方面在运营商投入乏力时，激活垂直行业力量加强投资，有利于补充 5G 公网覆盖盲点，加快本国 5G 建设和应用步伐。二是鼓励企业探索自建 5G 专网，延续当前 OT 技术垄断格局。5G 将成为颠覆制造业工厂现有通信方式的新型工业网络技术，将破解当前工业控制协议“七国八制”的格局，破除普遍由工控巨头技术垄断的现状。海外监管机构释放更多专用频谱鼓励行业龙头企业创新实践，便于持续掌控工业制造领域“卡脖子”技术，持续巩固其在工控领域产业链链长的领先优势。问题与挑战海外出台专用频谱政策，鼓励企业基于专用频谱自建 5G 专网，但海外企业积极性却逐步减弱，5G专网建设实际进展较为缓慢。分析海外 5G 产业发展情况发现，企业自建5G 专频专网面临三重挑战。一是投资成本高昂。建设一张企业拥有所有权的 5G 独立专网需要大量的投资，包括频谱资源成本、建设费用、运维费用等，需付出高昂的成本，有数据显示，德国、英国和韩国的频谱定价分别为 1600 万美元/MHZ、1100 万美元/MHZ、1000 万美元/MHZ。只有龙头企业才能享受 5G 带来的专属服务，规模更大的中小企业群体远无法参与这一“奢侈”游戏。二是运维难度大。5G 行业专网运维涉及 5G 基站、传输、核心网配合，技术难度较大，需要相关专业技术人员时刻保持在线处理网络故障的监控与排除。企业需配有专业的本地运维团队，提供集中运维管理。除了前期建网成本外，企业还需要在技术、人才等方面付出庞大的运维成本。三是产业链不成熟。5G 在部分国家刚刚启动商用计划，5G 行业市场处于导入期，产业生态还不成熟，尤其是 5G 行业终端、模组价格偏高，行业终端生态尚未形成。我国 5G 公网专用发展基础及优势发展基础不同于海外国家，我国发展 5G 公网专用具有一定现实条件和发展基础，促使我国更适合选用 5G 公网专用模式。“双碳”目标驱动信息通信业绿色发展。信息通信产业对于能源尤其是电力消耗巨大，5G 专网专频更将加剧能源消耗，5G 公网专用有利于优化 5G 网络布局、减低碳排放，加速推进我国信息通信行业集约化绿色发展。保障国家经济命脉关键行业领域安全达到前所未有的高度。在当前网络安全“三法一条例”的出台，将安全提升到重要高度，滴滴数据泄露等安全事件出现更映射出党管数据的必要性。由运营商提供 5G 公网专用模式，可以提升 5G 全程全网内生安全，更有利于国家从整体上掌控各行业数据安全和网络安全，及时发展并处置全局性安全威胁，保障国家经济和生产安全。适度超前建设的 5G 公网为5G TO B 行业应用奠定发展基础。国家高度重视 5G 发展，以建促用、适度超前推进 5G网络建设，5G 基站已覆盖全国所有地级市和县城城区；技术领先，采用 SA 组网，为切片等新技术应用提供架构基础。我国电信运营商具备全程全网一体化服务能力。我国电信运营商充分发挥网络优势，推进专业化运营，已经建立起端到端的 5G 专网规划建设运营维护的服务能力，为行业客户提供一体化解决方案。且我国三大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News Focus Focus Focus|聚焦中国电信业CHINA TELECOMMUNICATIONS TRADE525G 发展储备，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。优势分析相较于国外独立专网，我国的 5G 公网专用模式在成本、效率、生态等方面具有明显优势。成本方面：避免重复建设，降低行业建网成本。面向差异化场景需求精准化集约化建网，持续降低 5G 建网成本是 5G 行业专网行稳致远的有力保障。公网专用采用网络切片等新技术实现基于一个物理网络构建多个端到端、按需定制的专用逻辑网络，这种“一个物理网多张逻辑网”的理念可以为不同行业提供差异化的 5G 专网，有效提高资源利用率，降低网络建设和运营成本；当前已有的 5G 公网专用方案已充分考虑与原有系统的融合，提供“即插即用”的网络部署能力，对原有系统改动量小，可有效降低融合改造成本。同时，由运营商负责网络建设和运维支撑，还可提供网络能力开放服务满足企业自服务自管理需求，帮助企业解决复杂的网络设备运维难题。效率方面：避免频谱资源浪费，提高频谱资源利用率。频谱作为一种稀缺宝贵资源，保证频谱使用效率的最大化和最优化是关键。为行业分发 5G 专用频谱，会带来众多分散的参与者参与频谱划分，导致频谱分散、频谱使用碎片化，且跨领域的频谱管理复杂性更高，存在交叉监管、流程复杂、职责不清等弊端。5G公网专用可以避免频谱资源浪费，提高频谱资源利用率。一方面，电信运营商可利用丰富的频谱资源整体统筹网络布局，借助低频段网络覆盖优势和高频段局域热点补充方式，充分、合理、有效利用频谱资源，满足不同场景需求。另一方面，电信运营商同时作为 5G 公网及 5G 行业专网规划与优化的责任主体，可有效减少 5G 网络自干扰导致的业务性能下降问题，极致化频谱利用效能。生态方面：避免资源分散，有利于打造完备产业生态。从设备供给来看，5G 终端、基站、传输以及核心网设备的技术研发与产业化日趋成熟。复用公网成熟的 5G 产业链，发挥公众网络的规模效应，避免产业分散，有利于 5G 专网生态的扩展和多样性应用，加速 5G 专网创新和运营服务交付，从而更敏捷、更弹性地满足行业多样化网络需求。我国 5G 公网专用规模发展面临的问题与挑战我国 5G 公网专用应用实践走在全球前列，5G 应用覆盖工业制造、采矿、能源、医疗、交通等 40 个国民经济重点行业和有关领域，有效提升社会生产效率，显著降低生产成本。但总体来看 5G 专网面向行业的渗透依然不足，一是垂直行业渗透率低，以工信部最新公布的 5G 应用案例数据为研究基础，经分析发现 5G 在医疗、钢铁、煤矿、电力和港口等行业的 5G 渗透率不足 5%，处于较低水平。二是中小企业渗透率低，目前的 5G应用主要是大型企业、行业龙头，但是我国中小企业数量占九成，中小企业作为市场主体重要组成部分，也在国民经济中占据非常重要的角色。5G 专网适配行业应用规模化发展还面临诸多挑战，具体来看：一是 5G 关键网络技术尚未成熟。当前R15、R16、R17 均已冻结，5G 融入行业的特性逐步释放，也更加与行业深入渗透和融合，但部分关键网络特性和技术成熟度依然不够。一方面体现在产业链主要处在 R16 版本关键技术攻关阶段，已经商用的部分关键53January 01 2023 26553中国电信业CHINA TELECOMMUNICATIONS TRADE5G 发展网络技术，大带宽低时延技术在实际的项目案例中，仍存在时延损耗，导致场景中的效率损耗，对客户来说全面商用铺开还存顾虑。另一方面面向R17中涉及到的Redcap终端、NR 定位等关键技术还未走向商用。二是 5G 专网与企业现有生产网络融合不够。当前行业现有网络的协议众多，兼容较难，网络架构复杂，存在局域、广域、跨域连接的复杂需求和现实情况，5G 与现有企业内网、工业环网、物联网、监控网络等的融合方案、标准不完善。目前三大运营商已陆续推出面向行业的 5G 专网部署方案和产品，但在与企业内网及 OT、IT 网络的融合方案，融合架构涉及融合的网络部署架构、融合的终端技术、融合应用技术以及融合的网络安全技术方面仍存在挑战。三是 5G 芯模终端成本高，丰富度不够，产业链有待成熟。当前5G终端丰富度不够，商用规模偏小，缺乏规模效应，规模化的产品主要集中在 CPE 等数传类通用应用终端，而面向行业的 5G 终端应用率较低，如工业DTU 中，5G 占比依然在 10%以下。此外，5G 模组成本较高、5G 差异化行业特点未显现、5G 终端开发定制难度大、5G 商用芯片行业支持不足等方面的挑战也依然严峻。5G 公网专用发展的策略建议加强多方协同，实现价值共赢5G 专网应用是一个融合 CT、IT 和OT 的复杂的端到端系统，运营商与垂直行业之间存在巨大的知识和技术鸿沟，需要运营商、设备供应商、系统集成商、云服务商、信息技术服务商、垂直行业等各方携手合作。一是建议运营商作为最具整合能力的 5G 行业市场的产业核心力量，应聚合产业生态，搭建创新能力孵化平台，制定积极的价值分配政策，探索“联合共建、收益分成”为导向的发展模式，实现产业伙伴聚拢。二是建议充分激发中小企业、行业信息化企业、创新型企业的积极性，探索新模式、新机制，形成充满活力、良性互动、需求供给互促的产业协同、企业协同的 5G 应用创新生态。加强技术攻关，突出产品服务供给加速关键技术成熟。5G TO B 的应用具有行业特性，行业对网络覆盖、可靠性、安全隔离性、数据保密性、设备移动性、网络控制权等特性的要求千差万别，需要突破网络供给能力瓶颈，结合 3GPP R16、R17 标准，面向垂直行业增强技术，加速推动网络切片、确定性网络、5G+TSN、5G+云化 PLC、5G 室内精准定位、5G LAN、5G 安全等方面的技术方案成熟，加强面向重点领域的行业 5G 融合网络新型架构研究和试点验证。加速服务标准化供给和商业模式创新。积极开展商业模式创新探索，探索改变资费量纲，把速率、时延、连接、新形态（云、切片）、业务等因素统筹考虑在内，结合场景化维度和价值量维度，为企业提供差异化的产品/服务，持续推动 5G 专网产品标准化、服务标准化、资费标准化。加速行业渗透，推进垂直行业专业化运营坚持“专精特新”方向，积极开展生产组织创新。推进垂直行业专业化运营，积极与行业龙头企业联合成立面向垂直行业服务的合资公司，聚焦垂直市场，深耕细作，为客户提供一体化的解决方案。加强 5G 融合应用行业标准的互认，将 5G 专网技术与行业系统内各领域的标准规程等进行深度融合，加强跨行业融合的标准互认和推广应用。作者单位：中国联通研究院