中立的主机网络 ： 绿色和经济高效部署的解决方案

Contents 03执行摘要 0404051. 5G 趋势和发展1.1. 5 Gsubscriberandtraffictrends1.2. 5 部署趋势 2.06网络共享模型 06072.1. SharedInfrastructure2.2. Sharedspectrum 0808123. 中立主机网络3.1. Methodology3.2. Key results & discussion 15154.1. Communicationserviceproviders4.2. Regulatorsandcitycounters 16关于 ABI 研究 关于这项研究 5G的arrival已经transformed企业的连接和消费者的服务。然而，随着网络需求的增长和环境问题日益凸显，通往真正互联互通未来的道路也带来了新的挑战，需要新的解决方案。 为了更好地了解最有效的approaches，Boldyn Networks委托ABI Research进行独立研究，比较传统的独立5G网络与中立主机5G网络。 该研究通过建模实际网络场景以确保结果反映运营商面临的实际情况。模型考虑了多种部署条件、入住率以及网络架构偏好。ABI Research 使用其关于5G SA 部署的原始研究数据，并结合 Boldyn 在纽约市和罗马的实际部署数据，构建了比较模型。 The 结果完全是 ABI Research 自身结论且客观得出的，表明中立主机网络提供了更具可持续性、成本效益和效率的解决方案，用于交付 5G 覆盖。 我们邀请您探索由 ABI Research 专家团队撰写的这份富有洞察力的报告的发现 ： 分析师 ， Matthias Foo• 内容管理器 ， Dimitris Mavrakis• 执行摘要 5G 是满足日益增长的移动数据速度需求、增强信号可靠性、扩大覆盖范围、降低延迟以及提高网络效率的技术进步。然而，为了应对不断增加的网络流量和5G技术所使用的更高频率，需要对基站站点进行更高的密集部署以支持5G网络的推出。这为通信服务提供商（CSPs）带来了诸多新的问题，他们将不得不承担额外的成本来建设和维护不断增加的新5G基站站点。此外，基站站点的更高密集部署还预计将影响城市的电力电网。本研究深入探讨了网络共享模型，特别是中立主机网络（NHNs）的概念，以了解此类模型可以为运营商提供的益处。 在对美国纽约和意大利罗马的传统独立5G小基站部署与模型中的中立主机网络（NHNs）进行建模时，ABI研究发现，NHNs 可以分别将整体部署成本和能源消耗降低多达47%和38%。这些成本和能源节约主要得益于电信设备的整合以及站点安装成本的共享，包括但不限于小基站射频设备、光纤和电力沟槽铺设、站点维护、场地租赁等。此外，虽然无法量化，但NHNs 还带来了其他益处，如保留城市景观美观性和缩短站点部署时间等，这些也在网络模型中予以考虑。 鉴于这些优势以及随着运营商向5G及更高级别网络过渡，基站站点预计将持续密集化，因此对于城市和运营商来说，考虑如何通过引入NHNs来补充现有网络以充分应对这一密集化带来的问题是非常重要的。 国际电信联盟（ITU）已确立了三大主要的5G连接场景，以满足消费者和企业多样化的应用场景及特定通信需求。这三个场景分别是增强型移动宽带（eMBB）、超可靠低时延通信（URLLC）以及大规模机器类型通信（mMTC）。 eMBB专注于由移动设备、可穿戴设备、笔记本电脑、移动宽带（MBB）设备等广泛覆盖区域的数据驱动应用场景，这些场景需要高数据传输率。URLLC可以被视为5G支持企业垂直行业和智能城市应用（例如智能交通管理、基础设施监控、协调应急响应等）近实时用例的关键使能器。 5G 趋势和发展 mMTC发挥关键作用，为数量呈指数级增长的小规模窄带物联网（NB-IoT）设备和模块提供负担得起且可靠的连接，并通过广泛的数据传感器收集支持基础设施监控应用。 1.1. 5G 用户和流量趋势 自商用网络首次在不同国家推出以来 ， 5G 的采用稳步增长。 1.1. 1. United States 在美国，商用5G服务早在2019年就已经推出。自此以来，该国的总5G订阅用户数已从2019年增长至2023年的超过1.7亿，并预计到2028年将进一步增加至4.3亿（复合年增长率CAGR为20%）。相应地，5G移动数据流量达到了74艾字节。1在2023年，预计到2028年，数据量将激增至超过260艾字节（以复合年增长率29%计算）。这相当于2023年平均每用户每月5G使用量为34吉字节（GB），到2028年将超过50吉字节/用户/月。 此外，尽管像纽约这样的城市已经是美国最密集的城市之一，报告指出每天仍有超过100万工人通勤进入该市。由于如此高的人员流量和对5G资源需求的不断增加，现有移动基础设施不可避免地将承受巨大压力。 1.1. 2. 意大利 同样，在意大利，截至2023年，5G订阅用户数量超过2000万，ABI Research预计到2028年这一数字将达到6000万（年复合增长率25%）。同时，5G移动数据流量也预计将从2023年的近7艾字节增长至2028年的37艾字节（年复合增长率41%）。这相当于2023年每位用户平均每月使用27GB的5G数据，到2028年这一数字将接近50GB。 像罗马这样的城市也面临着满足游客连接需求的重大挑战。根据报告，2023年访问罗马的游客数量达到3500万人次。随着城市为2025年的禧年庆典做准备，这一数字预计仍将保持高位。为了应对即将到来的人潮，并支持智能城市应用（如监控和基础设施监测），罗马的5G基础设施需要进行显著升级。 1.2. 5G 部署趋势 满足不断增加的网络流量和用于5G技术（>3吉赫兹（GHz））的更高频率需求，需要对基站站点进行更高的密度部署以支持5G网络的推出。然而，这为通信服务提供商（CSPs）带来了诸多新的问题，他们将不得不承担资本支出（CAPEX）和运营支出（OPEX）来建设和维护不断增加的新5G基站站点。基站站点密度的增加也相应地增加了所需的整体电力需求，以供电给所有新增加的基站设备。 this 站点密度化 在例如纽约市可以观察到，据技术与创新办公室（OTI）的数据，在该市安装了超过6,000根杆用于小型基站的安装，另有超过5,000根杆已获得批准或正在等待批准。此外，在罗马启动了#Roma5G 项目，该项目将在全市范围内安装超过2,200个5G 小型基站。 网络共享模型 为了克服5G网络密度提升面临的问题，现在正在引入新的部署模式以实现基础设施（如核心网络[CN]、无线接入网络[RAN]、回传、塔基础设施等）的共享，从而降低资本支出（CAPEX）和运营支出（OPEX）成本。 2.1. Shared Infrastructure 目前，存在多种不同的共享模式，这些模式包括被动共享和主动共享。这些网络共享模型可以由各种参与者实施，例如主导通信服务提供商（CSP）、多家CSP之间的联合部署协议，或者通过中立第三方，后者也被称为中立主机（Neutral Host，NH）。这些不同共享模式的详细分解见表1。 2.2. Shared spectrum 超越基础设施共享，全球范围内正在出现频谱共享模式。频谱共享的一般意图是为通信服务提供商（CSP）和非通信服务提供商（non-CSP）提供更容易接入中频频段的机会，以支持新的创新应用。这些应用可以包括为制造业、物流或智慧城市应用部署私有网络，以及为室内和/or农村区域扩展移动覆盖范围。 在美国，公民宽带无线电服务（CBRS）是指介于3550兆赫（MHz）和3700MHz之间的频段，可用于部署5G或4G私有网络。CBRS划分为三个层级，分别是：1）现有用户；2）优先接入许可证（PAL）；以及3）通用授权接入（GAA）。 现有访问权限:在该频段内，最高优先级访问权授予现有用户，即军事和固定卫星站。• PAL:通过拍卖购买 CBRS 频谱的用户的第二高优先级。• GAA:第三优先级，企业可免费使用。然而，GAA用户必须确保部署不会对现有接入或PAL用户造成干扰。 此外，还有不同的共享接入频谱模型正在实施。例如，在英国，1800 MHz和2300 MHz频段已被分配为共享接入频段。同样地，在意大利，任何至少被分配了3400-3800 MHz频段内80 MHz带宽的通信服务提供商（CSP）都有义务以商业方式向其他运营商出租接入频谱；若未分配这些频率，则无需履行此义务。此外，在意大利，26 GHz频段实行“俱乐部使用”框架，允许CSP从其他执照持有者处租赁未使用的频谱。 2.2. 1. MORAN 与 MOCN 要考虑是采用MORAN还是MOCN的共享模式，重要的是权衡两种方法的优势和劣势。再次，MORAN与MOCN之间的关键区别在于频谱资源的共享。 MOCN被普遍认为是一种更高效的资源共享模式，因为它支持频谱资源的动态分配。然而，在确保客户服务质量的同时，共享运营商之间需要更高的协调和复杂性。• 在MORAN共享模型下，不同运营商之间不共享频谱资源。因此，运营商能够保持对其客户服务质量的控制。运营商之间所需的复杂性和协调较少。然而，频谱效率并未得到最大化。 两者各有优势与劣势。MORAN和MOCN的选择最终取决于各自共享运营商的需求。 中立主机网络 此前，我们介绍了与5G和网络密集化相关的问题。NHN被建议作为一种可以用于减少 CSP 总体网络部署成本的网络共享模型，同时通过设备的整合降低能耗。 在本节中，ABI研究旨在量化无网络运营商（NHNs）采用新型部署方式相对于传统独立运营商部署所能带来的成本和能源节约程度。特别是，评估重点关注NHNs用于支持城市内增加的数据流量和智慧城市应用的5G室外小基站部署。 3.1. Methodology 该模型将专注于模拟NHN部署已观察到的真实世界环境。这将包括如1）纽约市，该市已经开始建设Link5G塔以支持多运营商共用，并在整个城市扩展5G覆盖范围；以及2）罗马市，该市计划引入共享5G网络，通过NHN在全市安装超过2,200个5G小基站，为消费者提供底层5G覆盖并支持智慧城市应用的城市。 3.1. 1. Modeled city parameters 表 2 显示了一些使用的关键城市参数。 3.1. 2. 建模的网络架构 该模型将通过使用小型基站专门关注5G NHNs。在美国，模型假设采用5G CBRS频谱共享模式；而在意大利，则假设采用C频段（即3,600 – 3,800 MHz）共享模式。根据ABI Research对NHN市场的理解，模型假设采用MOCN共享模式，因为这是网络共享的首选模式。模型评估的网络组件包括资本支出（CAPEX）项目——光纤回传、沟渠挖掘、网关、站点建设及安装成本、小型基站设备和电力设备——以及运营支出（OPEX）项目——电力消耗、站点租赁和维护。 请注意，尽管存在其他回程模式，光纤回程仍被建模为支持5G网络所需的高容量和低延迟。此外，每个场景下的频谱成本可能差异显著——这可能是由于在CBRS设置中支付频谱访问系统（SAS）服务费用，或是在意大利通过与频谱许可方的商业协议获得频谱——这些成本在此模型中未予考虑。 3.1. 3. Network dimensioning 为了估算5G微基站部署情况，使用网络流量维度模型评估不同城市5G流量的需求和增长。这通过考虑城市人口、5G移动渗透率、每位用户平均5G数据流量以及预计的繁忙时段来进行计算。 此后，开发了一种模型来估算支持5G流量需求所需的小区站点和基础设施数量。这通过分析城市中现有部署（宏站和微站）以及支持5G流量需求预测所需的新部署数量来完成。 最后，基于预测的5G小基站部署数量，模型假设5G NHN小基站的部署/渗透率，依据如下两个因素：1）现有或计划部署的基于已宣布的公共或私营NHN项目；以及2）分析各自