【科技前沿】运营商共建共享5G网络
| 导读 | 近日，广电和移动的5G网络共建共享协议签订，700M这个“黄金频段”的建设方式终于尘埃落定。 |
近日，广电和移动的5G网络共建共享协议签订，700M这个“黄金频段”的建设方式终于尘埃落定。
早在一年多前，中国电信和联通就已决定5G共建共享，共同建设3.5GHz网络，充分发挥双方在该频段上大带宽的优势。
至此，中国4家运营商在5G网络建设中已形成了两大阵营。
电信和联通拥有中频3.5GHz 200M带宽，加上2.1G 45M带宽;移动和广电则拥有700MHz上30M带宽，以及2.6GHz上的160M带宽和4.9GHz上的160M带宽，高中低频配齐。
下文，蜉蝣君将解析共建共享背后的原理。
根据共享程度的不同，网络共享分为以下5种：漫游，站址共享，MORAN，MOCN和GWCN这五种方式。
在这种方式下，有一个运营商完全没有实体网络，小区，基站，核心网都租用别人的，自己只需要建设用户管理和业务平台就行。
这种方式虽说不用费劲建网，还可以借助迅速别人的成熟网络迅速开展业务，但是资源的使用优先级必然靠后，没有任何网络自主权。
因此，漫游通常来说只是权宜之计，建设自己的网络才是掌控命运的不二选择，哪怕是共建共享。
在这种方式下，两个运营商只共享物理站址，包括：机房，铁塔，电源，天馈系统等系统。
在中国，这部分基础设施是由中国铁塔公司负责的，然后提供给三大运营商。也就是说，站址共享是默认支持的。这就是中国铁塔存在的意义：资源共享，减少重复投资。
这种方式的共享比站址共享更近了一步，把无线接入网的主设备——基站也共享了。虽然共享，但是程度还不彻底，只共享基站内部和无线接入资源无关的模块，而最关键的部分：小区和频点，仍然各用各的，各行其是。
因此，对手机来说，MORAN的表现和不进行共享是一样的，由于各个运营商的小区独立，它们各自在各自的小区广播中发送自身的PLMN编码，手机按自己的网络进行接入即可。
所以，MORAN的实现比较简单，也不需要标准制定组织3GPP对其进行额外的标准化。
这种方式的共享又比MORAN更近了一步，不但共享了无线接入网的主设备——基站硬件本身，还把基站内部和无线接入资源相关最关键的模块：小区和频点也共享了。也就是说，多个网络共享的运营商将共用小区和频谱。
那么这个小区到底属于谁呢?这就需要在小区广播中同时发送参与共享的所有运营商的PLMN码，手机按自己的服务网络的PLMN进行接入。这一过程涉及到小区和手机之间的信息交互，因此需要3GPP对其进行标准化。
于此同时，基站侧同样也要做大量工作：同一小区内的各个运营商之间的资源怎么分配?谁的优先级高?拥塞了怎么处理?这需要多方协商才能确定，是一个比较复杂的过程。
如上图所示，空口无线资源的分配大体有四种策略：静态分配、半静态分配、资源池以及过盈分配(Overbooking)。
静态分配：共享的运营商按照固定的比例来分配资源，比如运营商A占60%，运营商B占20%。那如果运营商B的网络拥塞了，而运营商A还有资源空闲了该怎么办?对不起，资源就是这么分的，拥塞了也不能用别人的，就是这么简单粗暴。
半静态分配：资源总共就那么多，先拿出一部分作为共享资源大家一起用，剩下的还是按照固定的比例来分配，比如运营商A和运营商B各自固定分40%的资源，剩下的20%共享使用，谁的业务多谁先占用。半静态分配比静态分配灵活一些。
资源池：各运营商完全共享资源，没有任何保留，资源完全是按照业务量的多少，先占先得，用完释放。这种方式虽然灵活，但在实际分配实现上需要充分考虑公平性，避免饿死一家撑死一家这样局面的出现。
过盈分配(也叫Overbooking)：这种分配方式是基于固定分配的。我们再来重新审视这个问题：如果运营商B的网络拥塞了，而运营商A还有资源空闲了该怎么办?
在固定分配方式下这个问题是无解的，那么我们变通一下，既然你运营商A的资源还有空闲，那么临时让运营商B用一下不是大家都好么?
也就是说，有一段资源虽然是固定分配的，但在空闲时还可以临时借给别人用，自己要用了可以随时拿回来。
这种方式的共享又比MOCN更近了一步，不但共享了无线接入网的主设备——基站硬件和无线接入资源相关最关键的模块：小区和频点，连核心网的部分网元也共享了。
对于无线侧来说，GWCN的表现和MOCN一样，都需要考虑基站内部的资源分配和管理问题。对于核心网来说，共享的网元也需要考虑容量的分配，除此之外，作为用户管理的HSS是核心网中的核心，不进行共享，高层的业务平台具体运营商的业务具有差异性，也不进行共享。
对于MORAN，MOCN和GWCN这三种方式，由于共享了基站设备，必然涉及到容量和性能的规划，参数的修改等问题。既然大家都要网络共享了，这些实际操作上的问题都是在网管上配置的，网管该怎么操作呢?
这里再引入两个概念，用于对共享的运营商做个区分。通常情况下，实际花钱建设网络，并把网络共享出去的运营商叫做“主建运营商”，而自己不建设网络，租赁别人网络的运营商叫做“租赁运营商”。
显然，主建运营商作为网络的所有者，理所应当地拥有全部的网管权限，而租赁运营商就只能得到有限的权限，只能修改，查看和自己网络相关的参数。
或者，为了避免参与共享的运营商相互之间的推诿扯皮，提高网络运维效率，他们还可以共同出资成立一家合资运维公司，负责共享网络的规划，部署，运营和维护，如下图所示。
上面这些网络共享的模式是通用的，适用于从2G到5G的各种技术。但是在部署5G时，各个运营商在共建共享时，还需要从实际出发，制定对双方最有利的策略。
在2019年9月，中国联通和电信宣布进行共建共享。我们不妨炒炒冷饭，从技术的角度来看看这份协议书上到底说了些什么：
1、中国联通和电信在全国范围内合作共建一张5G接入网，双方按照划定区域来分区建设。
2、在各自的5G建设区域内，谁建设，就由谁投资，维护并承担网络运营成本。
3、双方的5G频谱资源共享。
4、核心网各自独立建设，不进行共享。
从这些只言片语中，我们可以大致窥见这张5G接入网的概貌。通过前面介绍的5G网络共享的基本方程式，代入上面4个问题即可得到答案。
首先，联通和电信两家是分区建设，谁建设，就由谁投资，维护并承担网络运营成本。这一点表明了两家各只需建设一半的5G基站，并互相把自己建设的站点共享给对方，站点的运维全部由主建方代理。
然后，双方的5G频谱资源共享，核心网独立建设，不进行共享。
由于联通和电信的5G频谱各有100MHz且紧挨着，且在3.5G频谱上最大的载波带宽就是100MHz，因此采用MOCN的方式建网，部署两个共享的100MHz的5G载波。
时隔一年多，在2021年1月26日，中国广电和中国移动在北京签署“5G战略”合作协议，也正式启动了 700MHz 5G网络的共建共享。
双方的协议内容总结如下：
1、双方1:1的出资比例建700MHz网络，双方都有权充分使用。
2、700MHz网络的传输等承载网由中移动提供，广电有偿付费使用。
3、5G方面中移动提供2.6GHz，有偿给广电使用。
4、2G和4G网络，中移动有偿提供给广电使用。
5、网络运维、优化、巡检、故障处理等等全部由中移动包了，广电只出钱就可以了。
广电出700M频段，出一半700MHz建设费用，其它都不管，有权使用中国移动的全部移动网络，但是需要付费。
双方的合作协议共10年，分为两个阶段：2021年是第一阶段，后面的2022年到2031年为第二阶段。
在第一阶段，移动将把自己的2G，4G网络，以及刚刚建成的2.6GHz的5G网络共享给广电，通过漫游共享的方式接入。此时的广电没有网络，相当于虚拟运营商。
到了第二阶段，700M网络已初步建成，广电和移动通过MOCN的方式进行共享，用来做5G基础覆盖。同时，移动的2.6GHz网络也通过MOCN的方式持续和广电共享。
也就是说，这个时候广电和移动的5G网络都是由700M和2.6GHz这两个频段组成的，后续还有4.9GHz也可以共建共享，高中低频兼具，覆盖和容量兼顾。
5G的频段网络建设投资大，周期长，加之联通和电信的频谱接近，移动和广电各取所需，合则两利，斗则俱伤。这两大集团进行5G网络共建共享，对双方而言都十分有利。
至于吃瓜群众是否能享受到更快的网速和更好的服务，就要看在后面这两大集团能否交上令人满意的答卷了。
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