5G产业中长期发展趋势研究

2020-09-15 10:36:31
互联网天地杂志
5G
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与2G—4G时代两三套标准体系不同,5G在全球范围内实现了标准统一,且中国企业在专利数量上占比较高。这将十分有利于降低部署成本、设备造价和保障全球漫游,节约了研发和建设过程中的资金、人力投入。

GSA数据显示,截止2020年4月,全球共有41个国家的73家运营商已经推出了一项或多项符合3gpp的5G服务,较3月份的35个国家、63家运营商环比持续增长。5G被多个国家认为是未来社会进步的重要技术推动力,但5G产业真正成熟需要长期大量的多要素投入,聚焦中长期影响因素,把握移动通信发展客观规律,有利于构建合理高效的市场环境和监管体系,也有利于整个产业合理规划资源配置,真正发挥5G在数字经济发展中的重要新型基础设施作用和产业转型升级的引领作用。通过研究当前全球5G产业所处的环境,梳理中长期面临的主要问题,总结出发展趋势和特征,有助于形成产业发展的理性预期,提高相关方决策效率和水平,同时对制订面临的短期困扰的解决方案也有帮助。

一、当下全球5G产业发展的宏观环境

经过数十年的努力,中国的通信产业规模、科研实力、管理经验等都较过去发生了明显变化,5G产业所处的环境表现出前所未有的特征。

(一)技术标准统一

与2G—4G时代两三套标准体系不同,5G在全球范围内实现了标准统一,且中国企业在专利数量上占比较高。这将十分有利于降低部署成本、设备造价和保障全球漫游,节约了研发和建设过程中的资金、人力投入。

(二)中国通信设备制造商实力增强

中国通信设备制造商在标准制定和专利申请中表现突出,话语权明显增强,在技术研发、专利申请、资源协调、政策支持等方面均处于全球领先地位。研发投入方面与国外主要厂商差异不大,华为公司的强度更是明显高于国外竞争者,与过去的情况明显不同,且中国长期处于通信系统、终端设备第一制造大国的地位,极大地增强了中国的产业影响力,及在5G研发和商用部署方面的领导力。

(三)在促进经济发展引领性作用方面形成全球共识

5G大容量、高速度、低时延等特性在促进经济高质量发展方面有很大潜力,投资总量可观、涉及行业多、对产业深度重塑的可能性大,兼具技术前沿性和经济引领性,这在全球范围内形成了高度共识,也加剧了国别间的技术竞争和商用竞赛。

(四)数字化信息化纵深发展

通信网络属于典型的基础设施,得益于通信网络多年的高质量建设以及企业信息化的建设,各类企业自身数字化程度都在大幅提升。IDC预测,从2020年到2023年,直接数字化转型投资将实现17.5%的复合增长率,期末接近7.1万亿美元。越来越多的企业把数字化转型和数字化能力作为核心竞争力之一加以强调,制定规划推动业务上云,实现数字化精益运营,这反过来使得企业对通信网络的质量要求进一步提高,对发展产业互联网提出了需求。

(五)中美摩擦加剧,欧洲立场摇摆,发展中国家影响较小

中美摩擦从贸易领域逐步延伸到技术、外交等领域。美国陆续出台5G相关的法案和国家战略,对中国个别企业加强技术商贸管制,积极强化5G产业的领导力和本国安全可靠网络的建设管理能力。美国不断游说盟友等多个国际禁止中国企业参与5G建网。欧洲总体处于摇摆立场,既不愿放弃与中国制造商的低价合作,又不愿直接拒绝美国要求,多数或采取限制投标占比、禁止参与核心网建设等方式应对来自中美两国的外交压力。东南亚、南美洲等发展中国家选择设备制造商方面受到的影响较小。

(六)各国电信运营商经营效益下滑

与过去通信需求旺盛、新用户高速增长的形势不同,近年来电信运营商经营压力与日俱增,用户饱和、提速降费、普遍服务等要求对运营商利润增长造成了很大压力。全球主要运营商经营利润均连续多年不增长或小幅下降,不得不通过争取补贴、协商降低频谱使用费等多渠道为5G部署争取更多的行动空间。

二、5G规模部署面临的主要困难

(一)投资和运维成本高

与第三、四代移动通信技术相比,5G的主要运行频段高、蜂窝小、基站数量大且种类多、信号抗干扰能力弱、总体运营耗电量大等固有因素将导致前期采购和后期维护的总成本高企,在运营商利润普遍承压条件下,大规模部署面临普遍的资金压力。据中国三家运营商2020年初披露数据统计,2020年与5G相关的资本开支预算总计1803亿元,占总预算的53.9%,较2019年增长337.6%。其中中国移动1000亿元,中国电信453亿元,中国联通350亿元,加上中国铁塔计划投资5G的170亿元,基础电信企业2020年5G资本开支已接近2000亿元,但也只能争取覆盖到重点地区。美国和韩国5G商用的负面反馈也主要体现在信号覆盖不足和速率不达标、稳定性差等方面。运营商总采购金额和铁塔租赁费用急剧增长,需要较长时间实现财务平衡。

(二)5G在垂直行业的应用处于探索期,商业模式不成熟

5G在垂直行业的应用尚处于探索期,场景不明确,一定规模的网络建设完毕后需要有效激励市场创新创业,产业界普遍预测应用探索期不会短。如利用5G技术实施远程手术,就存在医生资源释放、事故责任认定、患者接受度、系统稳定性、两地医护人员协调配合工作流程等技术和非技术难点,不单纯是组网和运维的技术问题和通信行业的内部问题,须相关方共同努力予以解决。

(三)通信技术间竞争激烈

5G与Wi-Fi6以及高通量低轨卫星通信等技术的竞争越发激烈,5G高速率低时延等特性受到更多创新型技术发展的挑战,或对产业发展格局产生重要影响。如未来低成本通信技术因替代作用明显分流了较多的流量,将对5G投资和运维带来重要负面影响。

(四)企业数字化程度和市场需求的影响

尽管企业数字化进程不断加快,对高速率低时延等高质量无线通信有要求的企业数量短期内仍然有限,企业本身的技术水平和成本承受度会影响其对工业互联网等5G关键应用的需求。另外,全球经济增长低迷以及产能过剩问题、就业压力等也会影响企业扩大投资的决策,从而间接地影响对5G技术的需求。

(五)5G终端需要通过创新实现多样化

中长期看,5G的成功需要创新型应用的催化,如果一项5G创新型应用容易被其他无线通信技术使用,不利于5G产业规模的扩大,甚至影响已有网络的运营效益。5G要实现可持续盈利有赖于在面向消费者市场的领域内取得决定性胜利,而消费者需要真正体验到5G的独特性能及经常性需要才会加速从4G迁徙到5G服务。其中,不仅包括手机移动应用方面的创新,还包括基于5G技术特性的终端品类创新。

(六)频谱资源的分配不平衡,成本较高

各主要国家已经制定了频谱拍卖计划,部分国家已经完成部分资源拍卖并商用,或预授权使用部分频段,但历史频谱分配和管理机构不统一等问题依然阻碍5G规模部署。中低频可分配资源依旧不足,如美国C波段资源分配涉及多个监管部门,已占用主体包括卫星通信、广播电视公司等,政企共用频谱的成本核算以及频谱腾挪等工作推进缓慢。中国已确定将700MHz的频谱资源用于移动通信,对于5G部署意义重大。总体上,中国是目前5G频谱资源分配最充分的国家,而且因不涉及拍卖,极大降低了运营商的部署成本,其他国家仍然处于资源缓释期。各国均需加强频谱规划和腾挪工作,提供充足低中高频段频谱资源满足5G发展需求,但其中涉及大量主管部门和产业界的协调工作,难以在短期内达成目标。

三、5G产业中长期发展趋势

促进5G产业健康发展,不能只看眼前的短期影响和环境变化,需要始终结合5G产业所处的全球环境和主要阻碍,从技术、商业、监管环境等方面进行科学研判。本文认为行业中长期发展过程中将呈现出以下特定发展趋势。

(一)5G产业投资规模波浪式变化

因为5G投资规模大,需要一定的时间培育创新型应用、专属应用和平衡运营商收支,中长期看全球5G产业投资或呈现波浪式的变化趋势。无线通信向超高频段迈进,对制造工艺和业务可持续的要求更苛刻,也决定了5G的运营周期相对较长,受未来6G替代性影响的可能性很低。每轮大规模组网结束后,5G产业都将会迎来平和期,主要是等待市场消化新增通信能力、运营商平衡投资收益状态,以及继续探索新的商业模式。监管机构和行业组织一方面要持续鼓励和引导市场基于5G技术进行创新创业,一方面又要有效管理市场预期,以免因过度炒作造成负面舆论环境,影响5G产业的长期健康发展。各国运营商可在长期组网过程中制定供略大于求的投资计划,依靠市场内在的力量推动产业发展,应用效果显著、需求旺盛条件下可积极采用股权融资方式筹集投资。

(二)来自其他无线通信技术的激烈竞争

无线通信技术的研发活跃,技术创新和商业化协同进步,在特定领域或较小的区域、场景下可提供高质量通信服务。考虑到5G产业从开启商用到最终商业成熟需要一个较长的周期,如Wi-Fi6、高通量低轨卫星通信、量子通信、近场通信、Li-Fi等技术发展将对5G的需求造成压力,它们对5G的替代作用或多技术融合发展情况需要保持密切关注。因无线通信越来越向高频段迈进,高频段运行需要高功率、高防干扰保障,所以6G等技术将很难在未来几年实现从概念到试点商用的变化,5G受纵向无线通信技术升级的影响比较小,竞争压力反而不大。

(三)更加依赖综合资源投入推进部署

1G到4G,主要是运营商为主体通过各种融资渠道获取资金后实现部署,5G因投资量大而运营商融资能力减弱,对公共资源协调投入有更多的期待,产业各方都会把成本控制放在更加重要的位置考虑。频谱拍卖方面,可制定适当的起拍价和优化付款方式;基站选址方面,可积极协调灯杆、电线杆等资源,促进共享;规模部署方面,允许一定的运营商合作建网有利于提高资金使用效率,扩大信号覆盖。金融机构也可视产业投资回报中期评估情况予以信贷力度和资金利率方面的更多支持。若要加速5G的发展,政府在其中的作用备受关注,或成为主要的早期推动力量。

(四)与4G长期共存

5G完成全面部署是一项长期任务,在此期间4G和5G将长期共存。4G组网基本完成的情况下发展5G,不意味着直接置换,5G一定时期内可被视为新增的通信能力,频谱共享等技术也有助于长期共存。特别是一些人口密度小的地区,4G完全可以满足基本需要,甚至有较大冗余,没有投资必要,反而应警惕为了推广5G而人为降低4G网络质量或减少必要运维投入。欠发达国家在升级移动通信网络时,因资金等限制不可能跨越4G网络直接部署5G,所以4G网络的全球使用率将在5G发展前若干年持续上升而不是下降。相当长时间内,5G不应承担普遍服务义务。

(五)全球协同应对网络安全的挑战

建设安全可靠的5G通信网络是全球共同的挑战,通信网络中软件的成分越多、功能越核心,安全可靠的问题就越突出。5G安全性问题不是个别国家和地区的问题,而是全球普遍面临的问题,其解决离不开全球所有利益相关方秉持开放的心态积极参与。因网络研发、运维等各个环节涉及的安全问题多样,与5G标准和相关专利源于全球共同参与一样,美国、欧盟等也不可能单纯依靠本国力量或类似“布拉格提案”的小群体方案解决网络的安全可靠问题。唯有通过各国共同努力增加技术透明度和可控性,保持技术中立性,应对好各种网络安全风险,及时充分披露重要安全事件,采取有效措施增进互信,才能实现共同发展。

(六)全球主要运营商数目或运营网络数量进一步减少

5G网络建设是高投入、长时间的一项重大工程,受制于其电信运营商财务压力等因素,共用频谱或直接合并的趋势也日益显现。如日本软银和KDDI成立了“5G Japan”合资公司,共享软银和KDDI拥有的基站资产,加快5G网络在日本农村的推广。美国T-Mobile收购Sprint致力于推进全国性5G网络。中国移动与中国广电共建共享700MHz频段5G网络。行业监管机构应高度重视5G网络服务供给层面的竞争情况,维持市场有效竞争和保护消费者权益。尽管主要运营商或运营网络数量可能减少,但是如印度移动运营商RelianceJio等依靠特色技术或模式的运营商可能会涌现出来并加入竞争,改变原先的市场平衡。

(七)设备制造商之间的竞争持续激烈

国外主要通信设备制造商的经营状况近年来普遍惨淡,中国企业发展迅速,已经处于领先地位。未来设备制造商之间的竞争不再是单纯的市场竞争,影响行业发展和规则制定的因素更加复杂多样。尽管5G投资规模大,但制造商利润缺不一定会同等改善。相反,激烈竞争和不够明确的商业前景可能会压制企业利润,企业的市场份额会持续分化,中国产品和服务因质优价廉将长期处于优势地位。

(八)无线通信技术的健康影响更加受到关注

无线通信技术可能带来辐射伤害,密集建造基站以及室内基站建设等环境变化难免会引发居民的担忧。2020年4月,英国通信管理局Ofcom发布的测量结果显示,每个基站的辐射量只是国际非电离辐射保护委员会(ICNIRP)制定的国际准则中所列水平的较低值。消除人们的担忧逐步成为5G产业发展的一项重要任务,可通过加强现有标准下的检测、做好群众科普、重视电磁辐射监测和开展跨学科研究合作等方式进行,为移动通信技术的持续演进提供生命健康方面的有力保障。

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