cookieOptions = {...}; .5G 之路:基礎設施成本的必然成長 - 3S Market「全球智慧科技應用」市場資訊網

3S MARKET

2020年2月17日 星期一

5G: Explained!


McKinsey&Company

隨著電信商努力滿足,對增加容量和部署 5G 的需求,網路成本可能翻倍。 他們如何保持利潤?

每一代技術,都為電信業者帶來了新的機會。 但是,當 4G  2009 年推出時,行動電信商並沒有看到,他們從前幾代人那裡,獲得的豐厚回報。 儘管他們在 4G 基礎設施上進行了投資,但收入卻顯示出平穩或溫和的成長。 在 4G 推出後,在包括歐洲和拉丁美洲在內的一些地區,收入甚至下降了。

現在 5G 技術正在測試中,並有望在今年在某些市場推出。行動電信商正在準備和期待。他們知道,這將為從新的 5G 應用案例,和物聯網(IoT)的廣泛採用中,獲取價值提供機會。同時,他們敏銳地意識到,他們將不得不增加對該技術的基礎設施投資。

同時,電信商仍將不得不升級其 4G 網路,以應對不斷成長的需求。在對一個歐洲國家的分析中,我們預測從 2020 年到 2025 年,與網路相關的資本支出,將必須增加 60%,在此期間的總擁有成本(TCO)大約翻倍。

這個難題引發了有關行動玩家投資策略,和未來利潤的重要問題。在本文中,我們將重點介紹實現 5G 所需的基礎設施投資。另一篇文章「網路共享和 5G:孤獨者的轉折點」將關注網路共享,這是一種可以降低成本和風險的投資方法。

電信商何時會在 5G 基礎設施上進行投資?
儘管通往 5G 的許多事情尚不確定,但可以很容易預見到,新的創新案例的出現。

為了瞭解這些將如何改變基礎架構需求,我們將它們分為三類:增強型行動寬頻、IoT ,和關鍵任務應用。這些應用案例要求網路性能,在所有網路參數上,都比當前水準提高 10 倍,這是透過延遲、吞吐量、可靠性和規模來衡量的。

為了到達 5G 那裡,行動電信商必須在所有網路領域進行投資,包括頻譜、無線電接入網路(RAN)基礎設施、傳輸和核心網路(圖1)。


當前的 5G 技術的許多要素,都建立在 4G 網路上,而不是代表一個完整的起點 - 這意味著行動電信商可以採用演進的方法,來進行基礎設施投資。

例如,電信商可以透過重新分配,其 2G 和 3G 頻譜的一部分,來升級其現有 4G 宏網路的容量,或者在可用時,獲取其他頻譜來開始。這樣,他們可以透過演進到 LTE - 和 LTE-Pro 功能(例如 4x4 或大規模 MIMO(多輸入多輸出技術))來延後對 5G 的投資。

對於大多數電信商而言,這種演進的方法,將是自然的途徑,使他們能夠最大程度地減少投資,同時 5G 的增加收入潛力仍然不確定。

當網路升級不再足以支持增加的流量時,電信商將需要建立新的大基地台或小型蜂窩基地台。該時間點會因位置而異,但模擬顯示,大多數電信商,將需要在 2020 年至 2025 年之間,著手進行新的大規模擴建(圖表2)。這種轉變將成為網路成本增加的主要推動力。


基礎架構將如何在跨領域演變發展?
儘管行動電信商將採用不同的方法,進行 5G 基礎設施投資,但我們發現了所有網路領域的一些趨勢。

頻譜競賽將在高頻段和低頻段繼續進行
在許多國家,仍有低頻譜正在低頻段拍賣,但是大多數國家將主要在短期內,將其用於增加 4G 流量。 行動播放器正在測試 3.5G 到 80G 的 5G 頻譜。 

但是,大多數公司都將重點放在在短期到中期內獲得 3.5 GHz 頻段,然後是 26 GHz 和 28 GHz 頻段。 (這些頻段將是世界上大多數國家中,第一個要拍賣的頻段。)新頻譜將為電信商提供更大的頻寬,並隨之增加空中容量。 考慮一下歐盟,它現在以 3.5 GHz 的頻率釋,放高達 400 兆赫的頻寬。 不進行收購並繼續依賴傳統頻段的電信商,可能很快會遇到容量問題。

即使引入了新的頻譜,行動電信商也將需要大幅增加其基礎設施投資,以克服某些限制。例如,高頻頻譜提供了額外的容量,但傳播限制更大。對 3.5 GHz 頻譜的試驗顯示,與目前頻譜所見的更大範圍相比,它的範圍在室外下降到約 400米,並且室內穿透力較低。 26 GHz 和更高的頻段,將具有更大的傳播極限。

隨著新頻譜的引入,行動電信商將需要改善無線電介面和天線,以提高新頻譜的效率。隨著手機和流量需求,從傳統 2G 和 3G 轉移出去,電信商可以透過將頻譜,從這些頻段重新分配到 4G 和 5G 來增加容量。電信商的公告顯示,大多數歐洲電信集團計劃,在 2020 年左右,關閉其 3G 網路。在美國,電信商將在 3G 之前停用 2G。

從長遠來看,新頻譜可能會促進擴展採用白牌,進行存取訪問。一旦發生這種情況,電信商將面臨與控制頻譜訪問,相關的其他挑戰。

電信商將轉向小蜂窩解決方案納入城市容量
在某些情況下,在人口稠密的城市地區,由於兩個原因,他們需要依賴小的蜂窩解決方案:以每平方公里的流量負載來換算,較高的流量集中度,以及使用更高的波長(大於3 GHz)。

在最近對歐洲城市的分析中,我們發現,交通密度每年每平方公里, 0.5 PB 以上的基地台的半徑小於 200 米,因此需要小型基地台解決方案。 許多其他主要城市或城市社區,包括九龍、曼哈頓和赫爾辛基,還有類似的人口密度,到2020年,其他一些城市或城市社區也將處於這種狀況(圖表3)。 到2025年,許多主要城市的每平方公里的容量,將達到 1 PB 或 2 PB。


僅光纖傳輸將變得的是必需必要
為了改善傳輸,行動電信商必須進行大規模的光纖化工作。 除了幫助網路滿足 5G 的容量,和延遲要求外,光纖化對於支持城市地區的小蜂窩部署是必需必要。

核心網路將融合
核心網路已經從電路交換和分組交換向融合結構(例如IP多媒體原型(IMS))發展。除了增加容量和功能之外,核心網路還受益於於更廣泛的 IT 進步,例如網路功能虛擬化和軟體 定義的網路。除了允許網路以允許的單位成本提供容量外,這些進步還支持可重新配置性和敏捷性。

基礎設施成本的必然成長
與 5G 不同,與傳統 2G、3G 和 4G 網路相關的成本和投資,將隨時間而變化,並取決於當地條件。 電信商至少有兩個選擇。 首先涉及精益策略,在該策略中,他們優先考慮 5G 投資,以期加速商業前景。 第二種是更保守的方法,在現有網路升級的同時,他們會盡可能延後 5G 投資。

即使電信商延後了 5G 的投資,他們仍將需要增加基礎設施支出,以應對不斷成長的流量。 沒有理由相信,每年 20% 到 50% 的歷史成長會改變。 但是,它們可能落在該規模的高端,這會影響投資強度。

在對一個歐洲國家的分析中,這三個電信商都對 5G 投資採取了保守的方法,我們預測,與 2018 年的預期水準相比,2020 年至 2025 年期間,RAN 的總擁有成本將顯著增加(圖表4) 。 例如,在假設年度數據成長 25% 的情況下,TCO 將上升約 60%。


我們將當前網路,覆蓋範圍的基礎設施成本分為四個領域:對傳統網路的升級,新的大基地台的添加,新 5G 層的創建,以及小蜂窩的添加。 目前,大多數支出用於傳統網路。 但是,隨著電信商在 2020 年至 2025 年之間,透過其他大基地台、小型蜂窩站,和 5G 層緻密化其網路,這些區域將佔總擁有成本的更大比例(圖5)。


行動電信商將需要製訂 5G 策略,以應對這種預期的網路成本成長。 標準措施將涉及節省成本的工作,但它們也將需要探索更多替代方法,例如網路共享(新的 5G 網路的聯合建設)和新的營收模式。

4G 推出僅九年,我們就為下一代做好了準備。 雖然每個技術週期,都為行動電信商帶來了更多機會,但它也需要更多的基礎設施投資。 為了最大程度地發揮 5G 的收益,他們需要了解網路基礎架構,和相關成本基礎,在未來幾年內將如何發展。 有了這些知識,他們將有能力設計,最適合其獨特需求的基礎設施投資策略。

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