美国5G 发展之路

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来源：信息安全与通信保密杂志社作者：Cismag

摘　要：通信网络是 21 世纪经济的中枢神经系统。第五代无线技术（5G）对于我们所做的一切都必不可少且不可分割。在新冠疫情大流行过后，美国有机会通过对 5G 采取新的方法来重新获得动力。这场大流行带来的经济后果可能会减缓全球 5G 部署的速度，降低许多运营商处理这一问题的紧迫性。与此同时，第一批以 5G 技术替代方案为核心的商业项目正在部署中。这些事件的汇集为美国和志同道合的国家提供了一个机会，可以促进一种可能导致行业范式转变的替代方法：建立在具有开放接口的模块化架构上的无线基础设施。一个基于开放接口的重组行业将直接解决对不受信任供应商的普遍担忧，以及该行业更广泛的低效率问题。在安全性和互操作性、供应链弹性、可能的成本节约以及刺激该行业急需的竞争的机会方面，都有明显的优势。

关键词：通信网络；5G；模块化；美国政府；解决方案

内容目录：

关于本报告

1 　引     言

2　5G 的核心边缘和开放接口

3　5G 现状带来风险

4　5G 困境：潜在解决方案

4.1　打造全国 5G 冠军

4.2  为诺基亚、三星和爱立信提供支持

4.3　要求供应商之间的 5G RAN 互操作性

4.4　提升互操作性：OPEN RAN

5　用基于开放接口的模块化网络改变5G 游戏

5.1　更大的供应商多样性

5.2　成本

5.3　互操作性

5.4　更安全

5.5　运营商增长

5.6　潜在风险：可扩展性

5.7　缺点：受信任供应商的商业模式受到破坏

6　当前开放式 RAN 和虚拟化网络的发展

6.1　日本公司寻求基于开放式 RAN 和虚拟化网络部署 5G 国家网络

6.2　美国公司在开发开放式虚拟化 RAN 解决方案方面处于领先地位

7　美国政府对开放式 RAN 越来越感兴趣

７.１　政策建议

7.2　表示美国政府的支持

7.3　促进开发和部署

7.4　与盟友和合作伙伴合作

８　结　语

关于本报告

本报告是新美国安全中心（CNAS）项目“确保我们的 5G 未来”的一部分，该项目探讨了在高度全球化和充满竞争的创新世界中 5G 面临的机遇和挑战。该项目的实施得益于美国电话电报公司、思科公司和高通公司的支持，以及其他一般性资金，这些资金赞助了 2019 年秋季和2020 年冬季的一系列研讨会，为报告的撰写做出了贡献。研讨会包括来自政策界、行业界和学术界的各种利益相关者。

１、引     言

通信网络是 21 世纪经济的中枢神经系统。

第五代无线技术（5G）对于我们所做的一切都必不可少且不可分割。对于大多数人来说，一个抽象的概念在冠状病毒大流行期间变得异常真实。冠状病毒大流行突出了通信网络的极端重要性：它们是我们日常生活的组成部分，也是我们经济和社会运作不可或缺的一部分。办公室、学校和商店的关闭意味着要转向应用程序来工作、学习和购买。一线医务工作者和疫苗研究人员通过电话会议咨询同事，以获得有关抗击病毒的最新见解和建议。保持联系意味着恢复、应对和生存。

把 5G 做好就更为紧迫。下一代 5G 网络将使远程医疗、自动驾驶汽车和大量的物联网设备成为未来数字经济的推手。安全可靠的 5G 网络将是国家基础设施的基本要素。澳大利亚、日本和越南的政策制定者们很早就明白了这一点，并采取果断动确保其5G 网络的安全

现在， 美国官员放慢脚步，对 5G 网络中来自不受信任的供应商的设备带来的风险发出最大的声音。关注焦点是华为对国家安全的威胁，对于部署华为设备的网络上的数据完整性表现出担忧。更为严重的是，敌对方有可能利用 5G 设备作为载体， 削弱关键基础设施。这种风险不仅仅与通信有关， 因为 5G 将成为电网、供水和交通基础设施所需控制的支柱。尽管如此，美国说服其盟国加入禁止华为的行动目前只取得了有限的成功。

这场大流行带来的经济后果可能会减缓全球 5G 部署的速度，降低许多运营商处理这一问题的紧迫性。与此同时，第一批以 5G 技术替代方案为核心的商业项目正在部署中。这些事件的汇集为美国和志同道合的国家提供了一个机会，可以促进一种可能导致行业范式转变的替代方法：建立在具有开放接口的模块化架构上的无线基础设施。一个基于开放接口的重组行业将直接解决对不受信任供应商的普遍担忧， 以及该行业更广泛的低效率问题。

模块化体系结构允许运营商为一系列产品选择多个供应商，而不是被一个大型的集成供应商所束缚。开放的接口（任何厂商的设备与另一厂商的设备协同工作的能力）使这一切成为可能。这种转变意味着要颠覆由四家电信设备提供商主导的行业现状：中国的华为，芬兰的诺基亚，瑞典的爱立信和韩国的三星。其他针对华为困境和电信行业竞争问题的拟议解决方案虽然微不足道，但转向以开放接口为中心的行业将彻底改变游戏规则。

美国行政部门和立法部门应采取三项不同但相关的工作方式来促进 5G 开放标准，以替代现状的可行替代方案，并为实现 5G 的安全未来奠定基础：

（1）表示美国政府对具有开放接口的模块化 5G 设备的支持。

①鼓励业界主导的努力，以模块化和基于具有国会消息传递的开放接口（如无约束力的决议）的电信基础设施为目标。

②通过一系列由专家领导的国会听证会， 公开强调开放接口的技术优点和经济机会。

③通过使用美国的模块化产品和开放接口来限制电信部署的补贴。

④使具有开放接口的模块化产品成为白宫最新 5G 国家战略的基石。

（2）促进基于开放接口的模块化电信基础设施的开发和部署。

①为美国的设备制造和软件开发提供税收优惠和其他激励措施。

②将相关技术的研发奖励从《美国电信法》提议的 10 年 7.5 亿美元提高到至少 20 亿美元。

③促进农村地区采用开放式模块化系统， 以解决数字鸿沟。

④利用美国政府的购买力来刺激开放式模块化架构的开发和部署。

（3）与盟友和伙伴合作。

①与志同道合的国家进行联合研发，建立多边技术基础，推动开放接口5G 设备的开发和部署。

②启动多边 5G 政策，为重组后的电信行业营造一个可行的环境。

5G 将推动全球基础设施的转型。5G 技术将超越我们物理世界和数字世界的界限，成为一种传输我们日常生活和生活必需品的管道：恒温器的调整，个人虚拟助手的登机手续，无人驾驶面包车，为城镇供电的发电厂，净化我们的饮用水，千里之外的医生进行的脑部手术， 呼吁在遥远的战场上提供空中支援和增援。

对 5G 网络的安全性、弹性和健壮性的信心至关重要。美国政府得出的结论是，这些网络上存在不受信任的供应商构成了无法接受的风险，并给盟国和合作伙伴施加压力，要求其禁止中国电信公司华为的 5G 网络加入。但是，这项努力未能在许多盟国的首都中获得吸引力。部分原因是美国政府关于中国和 5G 的信息不一致，有时甚至完全矛盾。另一个重要因素是许多国家不愿危及与中国的重要经济联系。中国是许多欧洲国家的主要贸易伙伴，同时，许多国家还接受了大量的中国海外直接投资 。

有鉴于此，将华为工具包的有限部署合理化是可以接受的风险。更广泛的问题是，今天的电信设备行业是一个由华为主导的专有设备供应商的寡头垄断。缺乏必要电信设备的供应商构成了供应链风险。中国政府的产业政策常常使华为在价格上削弱竞争优势，这使这种情况更加恶化。

现在有机会用新兴的技术替代品来解决这种情况。美国可以通过接受并推动向基于开放接口的电信基础设施的转变，帮助打造一个新的、更安全的 5G 未来。关键是美国技术领先的新机遇、更大的竞争力、世界领先的民主国家的经济安全、对供应链中断的更大弹性以及保护公民隐私和数据的能力的提高。

本报告由 8 个部分组成。它们解释了 5G 和开放接口背后的基本概念和技术，论证了目前5G 存在风险的原因，并权衡了解决该现状的不同方法的优点。该报告调查了使用开放接口的基于模块化设备的电信基础设施的当前部署情况，并以可行的政策建议作为结尾，美国应采取这些政策建议来帮助进入电信的新时代。附录中包含对禁止使用华为的常见论点的分析。

２、5G 的核心边缘和开放接口

为了使读者了解本报告中的评估和建议， 有必要对重要技术概念进行简要概述。这些问题涉及 5G 网络的基本组成部分，这些网络的核心和边缘之间的区别，以及什么是“开放接口的模块化”。

5G 是指第五代无线电信网络。如图 1 所示， 这些网络由两个功能区组成：无线接入网（RAN） 和核心网（5GC）。

无线接入网：RAN 是“通过无线电连接将单个无线设备连接到网络其他部分的电信系统的一部分”。虽然这样做的接口是开放和标准化的，但设备需要基站、无线电放大器，管理体系是封闭的，不完全遵守这些标准 。RAN 设备是供应商专有的，全球市场只被少数几家制造商所控制：华为、诺基亚、爱立信，以及份额较小的三星和中兴。在第四代无线通信 4G 中，这部分网络被称为“边缘”。

核心网：核心网构成 RAN 与互联网、有线电话系统、基于互联网协议（IP）业务之间的桥 梁 。核心网络控件在整个网络上运行函数：网络上的所有数据都遍历核心，它决定如何路由这些数据。

核心—边缘区是核心网和 RAN 之间的界限。在 4G 网络中，它们的功能之间有明显的界限。这使得在采取适当的风险缓解措施的情况下， 能够操作边缘不太受信任的供应商的设备，同时仍能保护核心的敏感和关键功能。这对于地理区域而言是合适的方法，在这些区域中，破坏活动造成的永久性连接丢失和窃听的可能性是可以接受的。安全的核心边缘分离可以帮助缓解 RAN 中网络攻击的蔓延，使其不会扩展到受信任供应商提供的设备所服务的地理区域。英国为其 4G 网络采用了这种方法。

5G 网络如何运作的特定属性模糊了核心—边缘的区别 。核心的许多传统功能将越来越多地被推到边缘，以减少延迟：加速通信以实现新功能，例如自动驾驶汽车和远程医疗，而毫秒级的延迟可能是生死攸关的问题。澳大利亚和美国政府提出的主要论点之一是，需要完全禁止 5G 网络上不受信任的供应商，因为 4G 网络的核心边缘风险缓解策略根本无法在 5G 网络上奏效（核心和边缘本质上是混合在一起的）。

“具有开放接口的模块”是指由子组件组成的系统，这些子组件使用已发布的协议和接口规范（参见图 2）相互连接和通信。最终开放体系结构的前提是，供应商可以专注于 RAN 的某些部分，而不必像今天一样提供完整的解决方案以成为可行的供应商。一些必需的软件和硬件也可以是开源的，以简化集成和认证，同时提高安全性。

有三个概念需要记住：

（1）互操作性：每个 RAN 硬件制造商都针对无线电信号实时数字化的复杂性开发了自己的解决方案。由于供应商采用不同的方法， 因此他们的设备不易与其他设备互用。原因之一是制造商不想彼此公开其设计——缺乏对内部工作流程的了解，从而形成了“黑匣子”。另一个是专有解决方案有助于“供应商锁定”。一旦供应商提供了不可互操作的 RAN 设备，它将成为维修、更换零件、软件更新和升级的唯一来源。此外，对于运营商而言，使其他厂商在同一 RAN 上变得困难且昂贵。在大多数情况下，将供应商转换为将网络升级到下一代无线技术将需要进行复杂的大修，才能同时提供 4G 和 5G 服务。这意味着一旦供应商赢得了客户， 它将在未来 10 年获得可观的经常性收入，并且在需要设备升级时有很大的机会保留该客户。

（2）开放式体系结构：解决此“黑匣子” 专有硬件问题的解决方案是基于开放式接口构建电信网络（网络体系结构），从而允许多个供应商之间的互操作性。在开放架构原则下， 垂直集成产品的优势会降低，供应商锁定业务模型会大大削弱，尤其是随着越来越多的供应商提供替代零件时，这一点尤其明显。通过这种方法，大大降低了现有的技术和经济壁垒， 为新公司进入市场提供了机会。

（3）网络虚拟化：软件模拟交换机，路由器和防火墙等硬件设备功能的能力。这样，将硬件与软件分解并减少创建电信网络所需的专用硬件数量是可行的。网络虚拟化技术使新进入者可以利用现有的尖端 IT 软件和硬件，从而以较小的研发（R ＆ D）预算为他们提供支持。

倡导开放式虚拟化网络的人指出，硬件可以成为便宜的通用商品，而不是如今的专有供应商专用商品。在美国，Verizon 和 AT ＆ T 正在建立越来越多的融合虚拟化的 5G 网络。

图 1 5G 网络的主要组成部分

基于 Internet 和 Internet 协议（ 基于 IP） 的服务：基于 Internet 协议的服务根据称为 Internet 协议套件或 TCP / IP 的规则来指导数据流量。数据流量被分成称为封包的小单元，就像信封。它们包含以 Internet 协议语言编写的标头，该标头指示数据包的传输方式和位置以及数据有效载荷。互联网是一种基于 IP 的服务，是一种在TCP / IP 上运行的网络网络。

5G 核心（5GC）：“核心”管理跨网络和到其他网络和服务的数据传输。在最近几代， 核心过渡到“包交换”设计，而不是“电路交换”，即网络在用户之间创建专用的物理连接。在 5GC 中，核心是“本地云”，这进一步减少了对专用物理硬件的使用；它是一个运行在分布式数据中心上的虚拟系统。云架构增加了系统的灵活性，并通过扩展软件驱动网络功能的容量，为网络管理创新铺平了道路。

数据中心：中央数据中心拥有网络和计算设备，用于存储、分发和访问大量数据。大多数数据中心包含云计算资源，为许多互联网用户提供访问。边缘数据中心是具有相同功能的小型设施。它们尽可能靠近用户和用户设备，以减少延迟。

无线接入网（RAN）：远程无线电单元（向电话等用户设备发送和接收信号）和将数据回传到 5GC 并管理无线电单元的基带单元的组合。在5G 网络中，一个基带单元可以管理多个无线电单元。基带单元池具有交付基于云的RAN 的潜力。

用户设备：通过 5G 网络连接的设备，例如电话或物联网（IoT）。5G 的高吞吐量和低延迟将使大量用户设备具有复杂的数据需求。例如无人驾驶汽车，联网的农业工具和其他工业物联网，以及远程医疗，医生可以近距离实时地在遥远的地方对患者进行手术。

图 2 向开放接口的转变

当前模型（左）基于单个供应商，该供应商通过软件为 RAN“黑匣子”硬件提供一些网络虚拟化。开放接口方法（右）实现了模块化架构，多家供应商提供了扩展的软件解决方案， 这些解决方案可以在现成的“白盒”硬件（例如服务器和网络交换机）上运行。

３、5G 现状带来风险

5G 的前景非常诱人。新的功能（自动车辆、远程医疗、连接数百万设备、机器、物体和人的真正的物联网）能够以比现在更高的速度和更低的延迟实现更大的带宽，预计将改变美国的经济和社会。5G 还具有重要的国家安全应用， 如改善军事通信和态势感知。可能还有一些创新和用例我们还没有想到。5G 意味着一系列行业的进步，新的基础技术将成为关键基础设施的支柱。一种常见的说法是，5G 可能是人类历史上最具影响力的技术创新之一，在几年后迎来第四次工业革命。

图3 5G 网络将成为关键基础设施（例如电网）的骨干（安迪·A·威德默 /EyeEm 图片社）

尽管这种繁荣可能会受到这样一个事实的影响，即这种转变似乎需要更长的时间才能站稳脚跟，但事实仍然是，5G 将成为全球互联网经济的支柱。因此，5G 网络的安全性、可靠性、健壮性和弹性至关重要。

有充分的理由担心情况并非如此。美国官员对全球 5G 网络的完整性非常关注。这些担忧之所以成立，是因为中国大型电信公司华为在国际电信领域所扮演的重要角色，以及刚刚起步的 5G 推出。华为希望在全球范围内迅速获得新的 5G 合同，以此来进一步利用其在电信设备市场中所占的巨大份额（29％）。

比保护数据更严重的是潜在的关键基础设施中断。5G 将成为电网、供水和交通基础设施所需的通信主干。这里的网络攻击是致命的。灾难性的影响也可能来自于不那么引人注目的行动，例如在提供必要的维护或为 5G 网络提供所需的更换设备方面的“延迟”。

最后，由于该行业是根深蒂固的寡头垄断， 因此 5G 套件的供应链令人担忧地受到限制。RAN 设备只有两个主要的非中国供应商：芬兰的诺基亚和瑞典的爱立信。韩国三星名列第三。 考虑到 RAN 对于未来关键的数字基础设施的重要性，该行业过于整合，无法确保足够的供应链多样性和安全性。

图 4 华为在中国东莞拥有一个庞大的研发基地。与诺基亚、爱立信和三星一起，该公司在全球无线接入网络设备市场占据主导地位。（凯文·弗雷尔 / 盖蒂图片社）

使供应链问题特别令人困扰的是， 随着诺基亚、爱立信和三星面临越来越大的竞争障碍， 中国的产业政策几乎可以确保寡头垄断将继续存在，并且有可能进一步恶化。

北京向华为提供了多达 750 亿美元的补贴， 使该公司得以在其本来无法承受的研发上花费数十亿美元， 并削弱了价格竞争以获取和保护市场份额。

４、5G 困境：潜在解决方案

已经有很多笔墨勾勒出了 5G 困境的解决方案。政府和行业领导人、专家和分析师提出了一系列方案，从国家干预到行业推动的5G 网络改造。大多数建议侧重于在当前模式下解决这个问题。最有前途的开放式 5G 网络架构由于缺乏必要的自上而下的政府支持而陷入困境。

4.1　打造全国 5G 冠军

对于 5G 困境，一个比较明显的反应就是以牙还牙。大体上说，这种方法需要创建一家新的美国大型基础设施供应商，类似于 20 世纪 80年代和 90 年代摩托罗拉的情况，当时摩托罗拉在电信设备和半导体领域占据主导地位。特朗普政府官员曾试图说服美国甲骨文和思科公司重新进入 RAN 设备市场，但没有成功。

为什么美国没有自己的华为？其中很大一部分与 20 世纪 90 年代和 21 世纪初的行业整合有关，外国公司收购了朗讯（Lucent）和摩托罗拉（Motorola）等美国基础设施供应商。简单地说， 美国让市场力量发挥作用，而不是追求产业政策来创造国家冠军。

另一个重要因素是，由于中国政府的产业政策，任何以这种方式支撑起来的美国公司与华为相比仍将处于一个主要的劣势。 从头开始创建这样一家公司的成本会很高，而且可能比美国政府愿意承担的维持成本还要高。创建一个全国冠军也没有必要，因为在现有的可信供应商中有可行的选择。

4.2　为诺基亚、三星和爱立信提供支持

除了创建一家新的美国公司来与华为竞争， 另一种选择是提升其主要竞争对手的财富：瑞典的爱立信、芬兰的诺基亚和韩国的三星。 这些公司总共占据了 4G RAN 设备全球市场份额的一半左右，但预计在向 5G 过渡的过程中，市场份额将输给华为。

决策者和分析师提出了一系列支持这些公司的方法，从补贴和技术转让到确保三星在北美和欧洲拥有更大的市场份额。三者中，诺基亚是最脆弱的。该公司最近的财务困境促使一些特朗普政府官员建议美国政府持有该公司大量股权，这一想法很快遭到否决。此外，有传言称诺基亚寻求被爱立信收购，以期解决自身困难。

虽然这是一个比创建一个全国冠军更容易接受的选择，主要是因为成本更低，但它仍然需要在不公平的竞争环境中与华为竞争。支撑三个主要竞争对手中的一个或多个，也将使一个整合和低效的行业永存。

4.3　要求供应商之间的 5G RAN 互操作性

5G RAN 设备供应商之间的强制性互操作性可以通过确保为运营商提供更多的供应商选择来减轻安全风险。在完全可互操作的电信网络中，例如，发现漏洞时，一个厂商的特定设备可以替换为另一个厂商的设备，而性能或功能不变。迄今为止，华为一直拒绝提供互操作性的要求，理由是华为有权提供独家产品，以利用知识产权和产品投资。 华为的立场也巩固了供应商的锁定。业内高管指出，华为 4G 设备只能与公司的 5G 套件对接；升级到 5G 要么锁定运营商留在华为，要么需要立即“拆换”传统 4G 设备。没有华为的自愿提供，就没有现有的机制来强制 RAN 供应商互操作性。

4.4　提升互操作性：OPEN RAN

业界的领导者和初创企业正在组织起来， 以促进基于开放标准的互操作性。行业联盟， 如开放式 RAN（O-RAN）联盟和电信基础设施项目（TIP）——华为并不是这两个组织的成员之一，主张在无线电信领域采用开放式 RAN 体系结构。这些小组在建立多供应商互操作性方面取得了一些成功。2019 年 9 月，日本无线服务提供商 NTT DOCOMO 宣布将推出基于 O-RAN 联盟规范的预商用 5G 服务。 沃达丰正在英国使用符合 O-RAN 标准的设备进行试验。诺基亚在承认其行业前景不确定的情况下，通常表示支持改用开放接口。

开放式 RAN 方法是所有选项中最有前途的， 因为它为创新和竞争性解决方案奠定了基础， 有可能从根本上改变全球产业。这些由基础行业主导的举措表明，即使是在规避风险的行业中，也存在着所需的兴趣和欲望。只是目前尚缺少大量的证据证明这一点。这就是为什么国家一级的政府需要介入的信号和激励措施，以将这些扎实的想法推向广泛采用的道路。

图 5 在 NTT DOCOMO 于 2019 年 9 月东京游戏展上展出的几天，该公司宣布将基于 O-RAN 联盟规范推出 5G 服务。（Tomohiro Ohsumi/ 盖蒂图片社）

５、用基于开放接口的模板化物流改变游戏

以基于开放接口的模块化网络为中心的电信行业的吸引力在于，它解决了当前的主要问题。作为一个高度整合的行业，进入壁垒很大，供应商的选择有限。中国的产业政策使可信赖的供应商难以竞争，从而加剧了这一问题。这种整合进一步带来了供应链多样性和安全问题。通过将行业转变为基于开放接口，有五个主要的预期优势：

5.1　更大的供应商多样性

电信设备设计和制造业的进入壁垒很大， 尤其是在试图与接受中国政府巨额补贴的中国企业竞争时。[32] 然而，软件行业的进入壁垒较低， 预计到 2024 年，5G 服务市场的货币价值将超过850 亿美元，年复合增长率为 31.9%。[33]

这些因素的结合可能会鼓励电信市场的新进入者，特别是在软件领域。美国及其合作伙伴和盟国拥有强大的软件产业，可以随时改变这个行业。预期的供应商多样性将导致安全可靠的供应链，造福于所有人。

5.2　成本

更激烈的竞争和更低的软件开发费用应该转化为更低的采购成本。日本公司乐天在该国部署了开放式架构网络，该公司声称其基础设施的建设成本约为传统网络的一半。同样， 美国运营商 AT ＆ T 声称通过部署虚拟化核心技术可以节省成本。 但是，与维持这样的网络相关的成本尚未解决。在许多情况下，可能需要系统集成商来管理所需体系结构及其维护的复杂性。这将给运营商带来巨大的下游成本。根据目前的行业经验，目前尚不清楚开放的多供应商系统节省的预期成本中有多少会被这笔费用吸收。

5.3　互操作性

5G 推出的一个主要问题是，供应商提供的新设备通常无法与其他供应商的旧版（4G）设备配合使用，或者对于华为而言，则根本不能。使用网络虚拟化，互操作性变得与供应商无关， 因为每种软件或硬件产品都必须兼容才能在网络上运行。如果愿意，运营商可以轻松地与多个供应商合作。为了使广泛的开放式 RAN 部署切实可行，必须解决互操作性的一个方面是， 确保网络上的每个节点不仅可以保证节点之间的数据传输，而且可以确保每个节点正常运行。这方面的标准制定至关重要。

5.4　更安全

因为供应商产品必须可互操作，所以透明性和安全性标准化将是必要的。例如，应该强制进行端到端加密。市场竞争激发了供应商出色的安全实践，使其有别于竞争对手。还可以更容易地验证和监视软件安全性。有限国家（finited　State）等网络安全公司已经证明，这是有可能做到规模化的。

5.5　运营商增长

虚拟化网络的运营商将从扩展和差异化的新机会中获益。通过这种新方法，运营商可以基于多家供应商提供的软件来引入增强功能。一种这样做的技术是“网络切片”，其中 5G 网络的各个部分可以针对不同的用例进行优化。通过选择供应商，可以更轻松、更有效地实现此优化。

例如，运营商可能决定与一个供应商合作， 以将其网络的一部分集中于实现制造设施的自动化和支持物流。另一家供应商可能在诸如虚拟现实和增强现实等产品方面拥有优势。这种灵活性将鼓励现有运营商为特定客户提供量身定制的服务，并允许其扩展到新的业务领域， 鼓励新运营商进入市场以满足对新功能的需求， 并为客户提供更多选择和更好的定价。

除了成本节约程度的不确定性和全面标准制定的必要性，在推动以开放式架构为中心的电信行业时，还存在一个潜在的风险和一个可能的不利因素。

5.6　潜在风险：可扩展性

到目前为止，开放的、虚拟化的电信 RANs 在很大程度上仅限于本地和区域部署。在这种规模下，数据中心（通常运行在现成路由器上） 的流量路由和网络功能的负载很容易管理。对于许多行业专家来说，随着网络负载的增加， 这种体系结构是否具有可扩展性是一个悬而未决的问题。

到目前为止，就绪可伸缩性的指标令人鼓舞。日本电子商务公司乐天拥有最大的开放式虚拟化网络 4G 部署，截至 2020 年 5 月，其拥有 3,700 个站点，并且有望在年底之前部署 7,000 个站点——相当于奥地利或葡萄牙这样的中型欧洲国家 / 地区。[39] 将技术扩展到更大，更复杂的部署将测试该技术并提供有价值的反馈以增强产品。

5.7　缺点：受信任供应商的商业模式受到破坏

颠覆一个行业的一个明显结果是，从旧的经商方式中受益的参与者面临巨大的动荡。这带来了一个问题，因为受影响的三家公司都位于美国的盟国和合作伙伴国家：芬兰（诺基亚）、韩国（三星）和瑞典（爱立信）。这些公司在美国也有相当多的员工。三星很可能会生存， 因为它有各种各样的业务活动来保持其偿付能力。但是，对于诺基亚和爱立信而言，无法适应这一新现实可能会导致其解散。

但是，这是不太可能的结果。全面过渡到开放接口需要时间，从而可以使公司做好准备。两家公司也已经在对冲赌注：这三家公司都是 O-RAN 联盟的成员，诺基亚和三星的一家子公司也是 TIP 的成员。再加上人们对开放接口作为一种可行的替代方案的兴趣和意识的日益增长，这些公司可以预见到风向的变化， 并通过相应地调整其商业模式来驾驭未来的新局面。

６、当前开放式 RAN 和虚拟化网络的发展

全球范围内正在进行许多 5G 开放架构网络的商业部署。美国公司是这些部署的主要供应商。

6.1　日本公司寻求基于开放式 RAN 和虚拟化网络部署 5G 国家网络

乐天目前正在部署世界上第一个基于开放RAN 的 5G 虚拟网络，并有望在年底前投入商业运营。该网络计划包含由日本 NEC 以及美国公司 Airspan、Qualcomm 和 Intel 制造的设备。该网络将在美国公司 Altiostar 和 Robin 的软件上运行。乐天目前在日本运营着一个全国性的4G LTE 虚拟化开放 RAN 网络。乐天的努力标志着一个重要的里程碑，展示了基于开放接口的大规模 5G 部署的可行性和经济性。

6.2　美国公司在开发开放式虚拟化 RAN 解决方案方面处于领先地位

美国的技术公司是开放体系结构领域最杰出的解决方案提供商之一。2020 年 3 月， Altiostar 宣布与西班牙移动运营商 Telefonica 合作， 在西班牙、英国、德国和巴西进行 4G 和5G 公开运行试验。Altiostar 已经在阿拉斯加、墨西哥、意大利、印度和日本拥有开放的 RAN 网络合同。 公司技术的部署与其主要投资者的活动密切相关：思科系统、高通公司、马欣德拉科技公司、Telefonica 公司和乐天公司。在位于纽约、土耳其和纽约的马维尼亚开展了一个试点项目。

中国电信运营商也不希望受制于少数供应商主导的市场，尤其是当中国的 RAN 市场由华为主导的情况下。中国移动是一家主要的移动运营商，也是 O-RAN 联盟的特许成员，2019 年与美国公司 Intel 和 Radisys 合作，展示符合开放架构规范的 5G RAN 设备。

７、美国政府对开放式 RAN 越来越感兴趣

美国政府的一些成员表示，他们对开放式RAN 和虚拟化网络技术的兴趣与日俱增，以替代目前的行业结构。最重要的是拟议的《利用战略联盟（美国）电信法》。该法案由一个两党参议员团体于 2020 年 1 月提出，要求联邦通信委员会从频谱拍卖收益中至少拿出 7.5 亿美元，用于研发开放式架构和基于软件的无线技术。即将通过的立法进一步拨款 5 亿美元，与外国合作伙伴合作，加快在全世界采用安全可靠的设备。一个由两党组成的议员团体于 2020 年4 月在众议院提出了一项类似的法案。

图 6 美国前电信行业高管，美国参议员马克·沃纳（Mark Warner）是《美国电信法》的共同发起人，该法案将授权至少 7.5 亿美元资助基于开放接口的电信技术研发。（拉里·法文 / 盖蒂图片社）

国防部将是美国最大的开放 RAN 和虚拟网络解决方案的政府客户，国防部负责研发的官员呼吁美国公司开发符合开放架构规范的技术。也有迹象表明，其他以国家安全为重点的机构正在探索开放架构的潜力。中央情报局的风险投资部门 In-QTel 投资了 Parallel Wireless，这是一家新兴公司，致力于开发符合开放 RAN 规范的技术。

2020 年2 月，白宫官员宣布将与包括诺基亚， 爱立信和三星在内的技术高管举行 5G 峰会。在宣布之前，白宫官员与技术公司首席执行官之间的讨论“有助于形成一种新的观点，即 5G 问题既涉及软件，也涉及物理基础设施。”来自 Altiostar 和 Mavenir 的代表应邀参加了此次活动，由于大流行，该活动无限期地从 4 月 1 日推迟。

７.１政策建议

采取行动促进基于开放式架构和虚拟化网络的健康电信行业有三大类：美国政府部门对开放式架构的支持；采取具体行动促进美国开放式架构兼容设备的采用、创新和制造并利用多边协调；确保盟国和合作伙伴能够平等地从另一个开放的、多供应商系统提供的优势中获益和分享。

7.2　表示美国政府的支持

国会应：

（1）确认承诺。国会应该考虑一些信息传递的机会，以表示支持。例如，通过一项非约束性决议，宣布支持 O-RAN 联盟和电信基础设施项目，向业界传递了一个信息，即美国立法者支持 5G 替代方案。这些国际电信运营商和技术公司集团推动了 RAN 虚拟化和开放架构的发展。

（2）组织听证会系列活动。国会就基于广泛的网络虚拟化战略举行的专家听证会是表明对 5G 基础设施发展替代方案的兴趣和支持的重要方式。加上立法者的发言，这些行动可能会刺激私人股本和风险投资公司投资于开发基于开放接口技术的公司。

（3）条件行业补贴。全球服务基金每年的支出总额达数十亿美元，应尽可能使用原产于美国的模块化产品和开放接口，用于相关电信基础设施的部署。

白宫应该：

（1）更新 5G 策略。对开放架构和网络虚拟化的承诺应该是国家战略的核心要素，以重塑电信行业并为当前基于专有硬件的专有市场提供有竞争力的替代方案。

7.3　促进开发和部署

国会应：

（1）激励美国的 5G RAN 制造业。应提供税收优惠政策，鼓励 5G 相关的创新、制造和生产出现在美国，作为实现关键供应链多样化和安全的更广泛努力的一部分。例如，爱立信已经在美国生产美国市场的设备。

（2）推动研发。应更新《利用战略联盟（ 美国）电信法》，从目前提议的 7.5 亿美元增加到至少 20 亿美元，用于开发符合 5G 无线技术的公司。更多的资金将有助于鼓励新公司进入市场，并支持技术工人加入电信行业。

（3）促进在农村地区采用开放的多供应商系统。为了帮助弥合美国的数字鸿沟，应该修改《安全可信通信网络法》，为开放的、多供应商的系统预留资金。由于人口密度低和需要覆盖的大地理区域，农村运营商在部署 5G 网络方面面临相当大的障碍。

（4）鼓励美国政府部门和机构采用开放式RAN。美国政府的购买力，特别是国防部，将提供关键的动力。该部门已经处于 5G 实验部署的最前沿。

7.4　与盟友和合作伙伴合作

白宫应该：

（1）鼓励联合研发和部署开放式 RAN。与日本、韩国、芬兰和瑞典的电信技术领导者联手， 将利用世界电信专家的知识。它还将激励相关公司和政府推广开放式 RAN 作为首选方案。

（2）推动多边 5G 政策。全球主要的民主

国家齐心协力，有能力确保 5G 现状的替代方案可行。多边协调将有助于科技领先的民主国家重新获得全球电信的竞争优势，并能够向中等大国扩散更安全、更强大的通信基础设施。通过协同工作可以帮助爱立信、诺基亚和三星过渡到基于开放接口的改造后的行业，这将有助于巩固那些关键的支持。

８、结     论

世界上自由民主的技术领袖们有一个前所未有的机会来重塑 21 世纪经济的基础。有必要采取协调一致的行动，将电信设备行业从一个日益由中国企业主导的寡头垄断企业改造成一个充满活力和竞争激烈的生态系统。

附 录 ：

评估反对禁止华为的理由

不排除华为作为供应商的普遍理由是，这样做会推迟 5G 的推出，增加成本，并剥夺消费者的选择权，所有这些都会造成经济损失，扼杀创新。华为在美国的首席安全官安迪·珀迪（Andy Purdy）经常表示，美国对华为的政策损害了美国公司，并造成了就业机会的损失。业内高管声称，华为的禁令将减缓 5G 部署。记者经常重复这一点。 尽管这些说法普遍存在，但支持它们的客观经验数据却很少。

到目前为止，华为提供的主要数据来自其付费的报告。 一个是一位美国经济学家的评估。该公司提交给联邦通信委员会的这份报告得出结论，将华为排除在美国网络之外，可能会导致 5G 推广延迟 18 个月，造成高达 2410 亿美元的国内生产总值（GDP）损失，并导致超过75000 个工作岗位的流失。该报告的作者认为， 这种延迟在很大程度上是由于华为的技术优于其他产品。竞争的减少也意味着 RAN 设备的价格上涨，这将阻碍部署。最后，作者得出结论， 爱立信、诺基亚和三星将无法及时履行合同义务——这一结论仅以韩国一家网络推迟 90 天的发布为例。

另一份由华为委托的报告由咨询公司牛津经济公司（Oxford Economics） 于 2019 年 12 月发表。报告提出了如果华为被排除在国家 5G 网络之外，各个国家的成本情况。中等成本方案预计，从 2020 年到 2024 年，5G 的推广将使年GDP 增加 0.15%，到 2030 年翻一番至 0.3%，设备价格将上涨 16% 至 19%。对法国来说，这意味着每年的投资成本将增加 4 亿美元，到 2023年，将有 400 万人延迟使用 5G 技术，以及 83 亿美元的永久性 GDP 损失。对日本来说，则分别是 14 亿美元、1360 万人和 156 亿美元。

这些计算基于这样的假设：华为技术优越， 只有爱立信和诺基亚才能争夺华为因禁令而失去的市场份额，以及由于竞争减少而导致设备价格上涨的假设。

对欧洲特有的成本和延迟问题的评估是一份来自 GSMA 的报告，该报告来自于 2019 年 6 月，GSMA 是一家移动通信行业贸易组织，华为是该组织的成员。[63] 作者声称，如果中国厂商被排除在欧洲网络之外，将导致 550 亿欧元（620 亿美元）的成本和 18 个月的 5G 推广延迟。其中近一半的增长将归因于其他供应商（如诺基亚和爱立信）的预期价格上涨，其余的成本则是由于需要更换传统的（4G）华为设备。[64]2017 年末，欧洲共有 4.65 亿独立移动用户，这意味着每个用户的预计成本约为 133 美元。

然而，如果没有对 GSMA 报告的基本方法进行透明化，从表面上得出这些结论就是不明智地。报告的作者表示，预期价格上涨将是由于市场竞争减少，欧洲市场集中度远高于世界其他地区。 没有解释的是，为什么欧洲的市场集中度要比美国高得多，美国已经禁止了中国的供应商。在更换成本预测中，还没有列出在向5G 过渡过程中需要更换哪些设备的明细表， 而不考虑遗留设备的来源。

另一份备受关注的报告来自丹麦的 Strand Consult 公司。本文阐述的结论与华为资助的报告和 GSMA 报告形成了鲜明对比。其中一个关键的说法是，无论供应商是谁，在从 4G 到 5G 的过渡过程中，70% 到 80% 的旧设备都需要更换。除此之外，更换专门来自中国供应商的设备总计将达到 35 亿欧元（38 亿美元），即每个用户 6.5 欧元（7 美元）。Strand Consult 的报告也对 RAN 设备成本会上升提出异议，以澳大利亚为例，但没有提供确切的数字或来源支持。

这些报告中缺少的是对替代未来的创造性思考。所有这些都是基于现状不变的假设。没有考虑到其他供应商（如三星）能否获得更大的市场份额、政府对产业政策的干预、或取代由四家 RAN 供应商主导的行业的技术替代品。事实上，一系列这样的想法已经被考虑过了， 而实际情况与华为偏爱的说法不符。

最初的实际数据表明，排除华为和更换旧设备的成本将更符合 Strand Consult 的结论，不会对部署时间表产生重大影响。英国无线运营商沃达丰（Vodafone） 在 2020 年 3 月表示， 将在 5 年内斥资 2 亿英镑（约合 2.47 亿美元）更换华为在欧洲网络核心的设备，以响应欧盟 5G 工具包的建议。[68] 沃达丰报告称，2019 年，沃达丰在欧洲拥有 6320 万移动合约客户，这意味着该公司每名用户的支出约为 4 美元。

另一家英国运营商英国电信（BT）在 2020 年初预测，其更换华为 4G 设备的成本约为 5 亿英镑（约 6.2 亿美元），全球 2800 万客户中，每一家的成本约为 22 美元。北欧运营商Telenor 于 2019 年 12 月宣布，将因华为 5G 的推出而从华为转而使用爱立信。该公司预计，尽管其 5G 的建设正在加速且部分网络已在活跃， 但其资本支出占 2020 年销售收入的百分比将会降低。

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