电信企业5G网络共建共享探析

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1、电信企业5G网络共建共享探析摘要：在我国5G网络建设迅速发展的背景下，工信部提出要进一步深化通 信业务，推进电信基础设施共建共享，强化统筹集约建设。因此，文章论述了电 信企业5G网络共建共享的必要性和实践方案，并对当前所面临的问题和难点进 行了分析。本文以电信联通的5G网络共建共享为实例，提出了共建共享的优化 方案，并对共建共享的5G网络架构进行了深入的探讨。关键词：电信企业；5G网络；共建共享引言5G技术的商业化进程，促进了 5G技术在各行各业的广泛应用和快速发展， 并形成了一系列产业发展的新模式，促进了社会经济的增长。预计2021年末， 我国5G基站将会增加60万个，累积达到120万个，由

2、于5G网络的特性，5G基 站将会大大增加建设、运营与维护的成本。5G的高频特性使其难以选定新的基站、 5G大带宽对承载网的要求更高、5G基站的高功率消耗等，这些问题都会导致5G 网络建设成本比4G要高得多。为此，国家提出鼓励基础电信企业建立共享5G网 络，坚持“集约利用存量资源、能共享不新建”的原则。5G时代，随着网络建设 投资的不断增加，网络建设的速度也越来越快，各电信企业之间的合作将会越来 越多，通过共建、共享的方式建设5G网络，可以更好的节约资金，实现带宽、 速度和覆盖范围的翻倍。一、电信企业5G网络共建共享动因分析2021年1月，中国移动与中国广电签署“5G战略”合作协议，双方将在今

3、年的5G网络中进行700MHz、2.6GHz的5G网络建设与共享，双方按照1:1的比 例，共同出资建造700MHz5G无线网络，并拥有700MHz的5G无线网络资源1， 中国移动为中国广电开放共享2.6GHz频段5G网络。中国移动与中国广电的合作， 将会摊薄双方的5G网络运营与维护的成本，进一步加快5G网络的建设。（一）跟随政策导向，避免重复建设5G时代，其基站密度越来越大，基站的建造和运行费用也越来越高。各电信 企业在使用传统的基础设施建设时，将会产生巨大的资源浪费。为了防止发生4G 时代的重复建设问题，在促进电信基础设施资源共享的背景下，中国铁塔孕育而 生，其建立的目的在于整合基础电信企业

4、资源，推动共建共享，进一步降低基础 设施建设成本、提升运营效率。国家工信部于2019年6月5号正式印发关于 2019年推进电信基础设施共建共享的实施意见刃，同一天，国资委有关领导亲 临中国联通进行了考察，并出席了中国电信、中国联通、中国移动的5G产业发 展论坛，指出：三大运营商应持续密切的合作，以避免对5G的重复投资。此外， 从运营商自身来看，2G、3G、4G等网络资源的建设较为充裕，但是利用率并没有 达到最优，各电信企业相互间的合作与共享，将会在降低投入成本、提高资产使 用效率与网络使用效率等方面取得突破性进展。（二）掌控节奏，加速5G布局当前，采用共建共享模式来降本增效、加速5G网络部署是

5、最佳选择。其中， 独立建设区充分利用了 4G网络的优势，而联合建设区域既是人口密集的大城市， 也是对5G技术需求更高的工业城市。通过共建共享模式的推进，将各电信企业 有限的资源高效的用于5G网络布局，能够极大的提升5G网络建设速度与精准度， 迅速满足关键区域对于5G网络应用的需求。这使得在短期内获得大量的设备， 从而推动了生产链条的日趋成熟，也给国内运营商带来了更多的机遇。中国电信 和中国联合网络通信有限公司于2019年9月9号就5G网络共建共享的方案达成 了5G网络共建共享框架合作协议书3，并顺利开展了5仔网络共建共享研究 与探索。双方在2020年底共同建成了 33万个5G基站，实现了我国所

6、有地市的 5G网络覆盖，为合作双方降低了建设成本，共节约资金达2000亿元，共建共享 的成果显著。（三）运营商自身竞争局面使然据各运营商今年上半年的业绩显示，中国电信、中国联通、中国移动三家企 业的业绩差距在逐年扩大，中国移动的收入、利润率、移动用户数多项指标比其 它两家总和还要多。在4G用户中，中国移动占比59%,中国电信占比22%,中国 联通占比19%，4同时，DOU也在不断增长。另在56投入方面，中国移动预计投 入240亿，中国电信预计投入90亿，中国联通预计投入80亿，中国移动的5G 建网投入比中国电信和中国联通之和还要多。在此背景下，中国电信与中国联通 在5G时代如不能取得战略性突破

7、，其与中国移动的差距将越来越大。因此，中 国电信和中国联通积极探索5G网络共建共享，可以显著降低成本、提高效率。 同时，由于中国电信和中国联通的5G频带的临近，5G带宽将会增加到200M，从 而使网络速度得到了进一步的提高，打破网络瓶颈，有效提升网络与服务品质。二、共建共享网络架构基于共建共享的5G网络架构，按照共享模式和共享的程度不同，一般可将 其划分为站址共享、MORAN(Multi-OperatorRadioAccessNetwork)、MOCN(Multi-OperatorCoreNetwork)、GWCN (GatewayCoreNetwork)四种。第一， 站址共享。运营商间仅共用

8、一个物理站址，包括：机房、铁塔、电源、天馈系统 等。因为站址的投入比较大，所以采用该方法可以充分利用站址资源，降低重复 投入、提高使用率。例如，中国铁塔为某地不同的运营商提供统一的站址基础设 施。第二，MORAN。即分载频共享模式，仅利用了基带和RRM，实现了对频率资源、 RRM、业务部署的分离。该方法还包括基于站点共享的基本无线接入设备(也就 是基站设备)，在各自的载频上进行广播。在此模式中，各承建商和共享方共用 一个站点的基本结构或网络设备，但是各承建商各自拥有一个单独的网孔，这些 单元叫做子载频率共用单元，每一个单元都是由运营商各自管理。该技术仅对基 站内的非无线资源进行共享，而不会共享

9、单元和频率。对移动电话而言，这就像 没有共用一个基站：每个电信企业的蜂窝和频率都是分开的，而移动电话则是按 照合约与他们自己的网络相连。所以，MORAN的实施比较简单，但不能完全共享。 第三，MOCN。也就是共载频共享模式，共享基带单元和射频单元，共享频率资源， 共享RRM，统一服务部署。该方法是建立在只有MORAN基站设备共用的基础上， 而基站中最关键的单元，也就是单元和频率点。不同的运营者的PLMN必须被广 播。在同一负载频率下的此模型中，承建商与共享者共用一个站点的基本结构或 网络设备，并共用一个载波单元。这种共同的单元叫做共用载波单元，共用一个 共同的载波单元是一个共同的单元，并且在同

10、一时间共享。小区同步广播承建商 与共用承建商的PLMN，而移动电话则依据各自的商业网络PLMN进行连结。由于 该方法涉及到在一个基站中进行资源的分配，所以它比较复杂，但是可更深入地 分享，更有利于扩展使用范围和共享效果。第四，GWCN，也就是共享RAN和部分 核心网络，它是以MOCN为基础的网络单元，实现了更大的共享。但是，由于核 心网络端存储了大量的运营商资源和用户数据，这就给运营商的控制带来了困难。 与此同时，由于核心网的存在，网络的更新、维护工作也会增加，I/O比率也会 随之下降。综上，站址共享、MORAN、MOCN和GWCN技术的共享程度日益提升，同 时也带来了容量和性能规划、参数变化

11、等问题，使得共享变得越来越困难。当前， 中国联通与中国电信共同构建了 5G网络共建共享模式。多家运营商5G主网均接 入同一 NGRAN，利用无线接入网实现资源共享。三、5G共建共享战略和意义目前，5G运营商对智能通讯网络和智慧办公的需求越来越大，因此，5G的 建设和运营成本成为亟待解决的问题。与此同时，5G网络的建设也面临着两大难 题。首先，与4G相比，5G部署的带宽大幅增加，尽管5G采用MIMO技术，但由 于上行覆盖能力的限制，导致单站的覆盖面积减小，当某一站的覆盖率降低时， 在需要连续覆盖的情况下，将会有更多的站点出现，5G的建设需要投入大量的资 金，从而增加了运营商的潜在成本。其次，在5

12、G网络中，要适应5G服务和数据 传输的要求，就必须增加频谱资源，增加系统带宽。5G基站数量多， MassiveMIMO技术的推行，使AAU拥有64个信道，在提高系统的性能的同时，不 可避免的造成了 5G基站能源消耗的升高，从而使得运营商的网络运行和维护费 用大增。在运营商为减少5G总成本带来的巨大压力下，构建共享5G网络是解决 高投入、高运维成本的有效途径。国外的运营商也遇到了同样的问题：在国外，由于运营商数量庞大，其运行 费用已成为制约其运营的一个主要因素。为了节约成本，很多运营企业都需要网 络的共建和分享，因此，我们对国外运营商的合作方式进行探讨，并从中吸取经 验。英国运营商C企业和D企业

13、，作为其国内第二大和第三大运营商企业，在竞 争中受到了很大的压力，为了迅速实现LTE覆盖，两大运营商都打算建立一个共 同的LTE基站，把英国划分成东部和西部两个主要地区。核心网络是独立的，包 含800MHz和1800兆赫（两家企业均使用两种资源）。ENodeB通过两个运营商的 C、D组成，它们采用了一个载波分享模式，各自拥有各自的品牌。瑞典运营商E 企业和F企业，是瑞典第二大、第三大运营商。其最大的运营商企业在2009年 末首次采用商用LTE技术，凭借先发制人的优势占领了市场。为缓解市场竞争的 压力，运营商E、F在LTE网络建设中共同组建了一个双方合资的企业，以减少 LTE业务的投入和运营费用

14、。将瑞典分为4个地区，其合资企业负责建设LTE站 点，但并不直接进行网上业务，它将LTE分段通过共用的载波租赁给运营商E和 F，并且按照业务的不同来进行单独的计算，运营商企业E和F企业利用各自的 商标向公用运营商提供LTE业务。5所以，无论是从国内的矛盾分析，还是从国外的实践来看，都必须实现5G 的创新与共享。通过“创新、开放、协作”的方式，构建“适应不同地区、不同 发展需求的5G网络”。四、共建共享安全风险在目前共建共享的环境下，存在多运营商场景、共享和非共享场景等多种边 缘场景，客观上使得共建共享面临诸多安全挑战。鉴于5G网络的安全性问题， 本文着重从接入网、承载网、核心网、网管系统等方面

15、进行了分析，并提出了一 些新的安全隐患。第一，接入网络存在着安全隐患。MOCN模式下的共建与共享， 两个人共用一个基站，承包商的基站要连接双方的核心网络，共用基站提供的互 联可以提高基站的使用率。为了保证系统的安全性和基站的物理安全性，厂商必 须制订切实可行的措施。若两个基站之间的加强不相容或缺少，一旦发生安全问 题，就会对另一方造成一定的影响。5G基站采用N2、N3接口将主网与其它基站 之间的Xn接口相连接，在共用基站时，由于共用基站与其它网元（例如UPF、 AMF等）的回程界面，会有较大的流量截获及重复攻击。第二，承载网安全问题。 承载网互连是实现共建和共享的根本，能否满足网络需求，对5G

16、网络的传输性 能有很大的影响。承载网互通会使网络使用者受到更多的影响，同时也会对胡同 节点的路由设备与组件提出了较高的安全性需求。比如，连接端口失效会造成通 讯中断，使其所承载的基站不能正常工作。这些漏洞可以被入侵者利用，通过网 络攻击或入侵设备，造成设备的资源可用性降低，路由信息泄漏或不正常的数据 流造成网络拥挤，而共享和可交互的单向网络将会面对大量的高流量。由于路由 拥塞和负载失衡，会造成路由节点、传送设备性能下降、路由拥塞、无法使用等 问题。第三，核心网安全问题。56核心网络采用了独立的控制和转发结构，以保 证移动管理和会话管理的独立性；56核心网是5G网络的大脑，它对整个网络进 行全面的管理与监视，因此必须重视其安全性。在传统的5G网络中，采用的是 自己的基站，具有较高的安全性。然而，一旦在基站共用之后，核心网就会与承 包商基站相连，这将会增加以承包商基站或转播网为跳板来攻击5G核心网的危 险。同时，还应注意到共用基站对AMF、UPF网络的攻击，以及5G与常规基站之