通过简化大幅降低成本：设计未来的电信网络

RachaelRinchiuso摄 基尔尼，芝加哥 通过简化实现大幅降低成本：设计未来的电信网络 增量更改已不再足够。真正变革需要开发一种为未来而设计的更高效的拓扑结构。 停滞的收入引发节俭的寻求 电信运营商通常通过逐步简化和现代化特定区域、地域或客户类型的传统技术来降低其成本。然而，这是阻力最小的途径— —同时也带来了一个主要挑战：网络拓扑实际上并未改变，运 营商并未真正实现他们寻求的节约。 全球互联互通以及移动和固定数据流量正稳步增长。然而，几乎所有电信运营商都在努力提高收入和利润。他们的产品，尤其是互联互通，正在无情地商品化，因为他们以相当的价格提供相似的服务和产品。虽然少数运营商已经能够通过更广泛的覆盖范围和更快的宽带和5G数据速度来获利，但大多数运营商的技术投资对其收入或利润率影响甚微。 相反，真正的变革需要构建一个高效、有效的未来网络，制定一个实现“北极星”网络拓扑的长期计划，包括仅投资于与其他站点有效限制的符合该愿景的站点和设备。各种设计可以满足不同地理区域（城市、郊区和农村）的需求。并且该拓扑将使用新技术和发展中的技术，从远程光学到卫星、人工智能等——确保实现尽可能高效和有弹性的网络。 这种情况对拥有大型企业运营和具有普遍服务义务的家庭固定线路服务的现有电信运营商尤其具有挑战性。对于这些现有电信运营商而言，流量和成本的增长速度都超过了收入，导致投资资本回报率（ROIC）降低。例如，根据我们的分析，全球排名前10的运营商，ROIC从2020年的9.7%下降到2024年预计的5.8%。 通过这种方式彻底简化网络不仅可以降低运营商的拥有成本 ，还可以为站点和设施基础设施的货币化开辟机会，并具有实质性的潜在回报。 运营商通过削减成本做出了回应。然而，大多数运营商已经用尽了所有易于获取的机会，特别是在劳动力和供应链优化方面 。因此，为了提高结果，运营商现在必须超越采购和人员削减 ，并解决结构性变革计划。 通过简化实现大幅成本削减：设计未来电信网络1 简化交通网络是前进的方向增量更改无效 一个困难但有价值的选项是简化并现代化电信传输网络，这通常代表典型的一线融合电信运营商总运营成本的20%至30%。虽然这些网络对电信服务性能至关重要，但它们通常包含大量传统设备和站点，这些设备和站点通常建于20世纪60年代和70年代（参见边栏：第3页的传输网络）。此外，在近几十年里，由于运营商收购竞争对手或设计独立的移动和固定（通常是光纤）网络，其中一些网络积累了大量的不必要冗余。 大多数电信运营商已经尝试通过逐步改变来简化其传送网络并降低成本。鉴于后者需要大量前期资本投资，这种零敲碎打的方法比全面网络重组更容易向首席财务官和股东解释。这得到了大多数运营商三年规划周期的强化，这些规划周期通常不关注长期成本节约。 或许更重要的是，流量模式已经改变，更多的通信从终端用户流向少数几个大型数据中心，通常位于城市郊区，绕过了大部分传统传输网络及其国际互联。这种过时传输网络与当今流量模式之间的不匹配通常意味着接入网络（连接终端用户与传输网络）驱动收入，而传输网络则被认为只驱动成本。简化传输网络能更好地适应流量模式，并为增长提供灵活性和可扩展性 ，因为更少、更动态的节点在简化网络中承载流量。 与此同时，下一代电信技术创造了一个可观的机会来减少基础设施需求——包括站点、建筑物和光缆路由——以及相关的维护和运营成本。例如，现代光纤技术允许在用户和中央办公室之间长达30公里的距离。同时，远距离光学技术，或称“长线路”，将传输站点之间的潜在距离从传统技术的80公里扩展到最新创新技术的200公里，允许使用更少的中间站点（及其相关的成本）。 不幸的是，渐进式改变意味着固守传统的网络拓扑并在此基础上进行建设，从而加剧了原始问题。这种策略的长期结果是效率低下的传输网络，其中新技术的应用存在零星分布，且大多部署在不该再使用的场地上。与此同时，成本仍然高昂，特别是对于拥有庞大传统网络和重叠部分的运营商而言。 通过简化实现成本大幅降低：设计未来电信网络2 运输网络 传输网络是电信基础设施的基础，连接网络覆盖范围内的所有物理位置。用户直接连接到接入层（包括移动塔和光纤到户的“最后一公里”）。然后，他们的流量被回送到传输网络的中央办公室，或交换局，在那里它被汇聚成更少的高速流。流量随后通过核心层（最高容量的骨干网）发送到相关区域或国家内执行流量目的地的物理位置。 运输网络对服务性能有重大影响，支持承载所有类型流量（移动、消费者固定宽带和企业有线固定宽带）的剩余网络层。其平稳处理不同等级和来源流量的能力决定了运营商在高效和有效管理流量变化方面的技能。 运输网络也是电信弹性的主要驱动因素。运输网络中的任何漏洞都可能产生广泛的影响范围——也就是说，如果网络损坏或受损，受影响的客户数量。事实上，近年来许多重大故障都与运输网络故障有关，导致了声誉损害和财务损失。 这些物理位置通常是运营商的国际网关，连接到全球互联网、本地互联网交换中心（连接内容提供商和超大规模数据中心及云服务提供商），以及其他运营商的互联互通点（见图）。 关于凯文尼科技卓越中心 卓越技术中心是Kearney的全球能力枢纽，专注于电信首席技术官创新议程以及深度技术话题的战略商业影响。卓越技术中心拥有一支专家顾问团队，他们对电信技术和商业拥有世界一流的认知，为全球客户的首席技术官提供建议。 图 电信网络传统上由三个域组成 ，每个域服务于不同的功能 网络核心 核心和互联网 简化示例 聚合 聚合 戒指 CityB 城市A 区域B 区域A 访问 固定核心 移动核心 互联网 网络骨干负责跨区域或国家之间的长距离数据传输和路由 企业站移动站住宅站节点分流器 聚合网络 汇集并整合来自众多接入网络的数据，简化流向核心网络的流程 接入网 连接发送用户到网络基础设施，提供最后一英里连接 注意：IXP是互联网交换点。资料来源：凯文尼分析 通过简化实现大幅度成本削减：设计未来电信网络3 培养一张白纸的心态 为简化运输网络，我们建议具有远见卓识的运营商采用一种心态，使他们能够停止仅仅寻找短期资本支出周期的改进，而是花时间设计和实施一个简化和现代化的运输网络的10年愿景。 我们建议运营商首先从新进入市场的角度出发，不受现有设备和技术设计的限制。这可以留出空间来专注于开发精益、高效和有弹性的网络。愿景应包括一个面向未来、多业务的技术堆栈，以及一个根据市场预计的服务需求和需求量身定制简化的拓扑结构。它还应该拥抱未来的现代化，最终能够引入一系列技术，例如人工智能、物联网、额外的云原生服务以及边缘计算（见图1第5页）。 一个无约束的十年愿景应从零开始 为实现其十年愿景，运营商应设计一个新网络——包括站点 、节点和设备——以尽可能高效地满足未来流量模式，除了其线路路由外不受任何限制，并且从零开始设计所有其他部分。他们可以通过预测可能允许他们从根本上简化网络——包括其站点基础设施——同时保留现有光纤电缆和管道的未来技术趋势来实现这一点。 这种方法的逻辑在于网络设备通常在不到10年内就会贬值，因此设备将在计划期内逐渐失去其价值。此外，虽然场地基础设施贬值期超过10年，但它具有持续的所有权成本和运营商可以货币化的房地产价值。相比之下，光纤资产的使用寿命要长得多，因此运营商不会很快想要将其核销。 这种策略可以帮助运营商在运输网络的三个领域实现大幅成本降低： 接入网络的后端传输。通过使用现有的移动站点或无源光技术，将传输站点数量减少，可将拥有总成本（TCO）降低约50%，将站点降级为无源机柜——从而降低电力、租赁以及运营和维护成本。 在定义了10年愿景架构之后，现在是时候实施“总量控制与增长”策略了，即在非指定为北极星设计的场点，在其生命周期结束时移除或限制所有设备。同时，仅在将被保留的场点部署新设备，遵循提供滑行路径至预期未来架构的技术设计。 交通聚合。通过采用平面（例如，环或马蹄形）拓扑设计长线连接，而不是复杂的多级设计，可减少站点数量和设备需求 ，从而将总体拥有成本（TCO）降低约30%。这种重新配置简化了路由，同时保持了容错能力。 运输核心。通过淘汰旧平台和广泛使用虚拟化或云原生核心功能（例如云原生认证或通过IP而非电路交换网络传输的语音 ）来精简功能，从而将TCO节省约10%。 通过简化实现成本大幅降低：设计未来的电信网络4 图1 输入 需求 手机宽带 宽带 经济学 法规变更 (e.g.,universalservice义务) 韧性 (例如，韧性雄心)平均遏制时间 目标) 设计尺寸 交通和容量 （例如，每链路的流量，链路容量，利用率，长度和延迟，地理因素，全球流量趋势） 逻辑层 调整逻辑拓扑结构在活跃度和设备水平： 替换活跃设备带无源光 实现远程光学 绕过中间站点。 在ODF处重新补丁交叉连接iber。 激活/设备 现代化改革始于不受约束的空白页设计，利用现有的纤维资产 设备 设备 设备 (e.g.,路由器,)开关，ROADM,无源光学，ODF) 站点/POP 站点/POP 站点/POP 物理层 合理化和整合站点： 合理化站点间距离和控制的跨度聚合网站。 移动低利用率交通网站到移动。 下载数据站点利用 利用现有的OSP资产： 保留现有的iber资产。最大化核心利用率。 在需要的地方建立新资产。 外部设施 站点 被动iber 注意：ODF是光纤配线架；OSP是室外植物；POP是接入点；ROADM是可重构光加/减复用器。来源：基尔尼分析 通过简化实现大幅度成本削减：设计未来电信网络5 一个10年愿景架构的三个要素 这里有两个概念设计示例（见图2）： 在设计您的未来架构时，考虑三个元素： 技术概念设计。我们建议具有前瞻性的运营商通过采用最新的技术创新，开发一个能够构建最简单网络的技术概念设计方案（即，使用最少的站点、节点和设备）。考虑到特定区域或国家内的多个地理区域可能有不同的需求和流量模式，这可能需要定义多个概念设计方案。 —无源光学移动分离。在高密度区域，利用无源技术，如无源波分复用和无源光网络，将交通网络设计简化为覆盖整个城市区域的少量长效站点，同时关闭所有中间站点，并保留物理光纤拓扑。 —移动优先拓扑。在低密度区域，使用现有的移动站点来简化交通网络设计。这些站点可以取代大多数传统交通站点，支持移动和固定消费者及企业服务的传输。 图2 概念设计利用最新技术进步，创建了可能的最简单网络拓扑 移动-首节点拓扑 移动站点成为移动和固定线路流量聚合节点，从以传输站点为中心的旧聚合星移动 无源光学移动分离移动端: 将恒星转换为双宿主马蹄铁对移动站点 固定线路：无源WDM星 拓扑with 冗余 xPONstarwith冗余 高密度区域 主要聚合 网站 说明性概念设计示例 IP核 主要聚合 网站 企业网站移动网站退出固定传输网站LEO卫星回传活性光网络 低密度区域 主要 戒指网站 主要 戒指网站 IP核 注释：LEO✁低地球轨道；WDM✁波分复用 ；IP✁知识产权；xPON✁10吉比特无源光网 络。来源：凯文尼分析 通过简化实现大幅成本削减：设计未来电信网络6 网络拓扑。运用既定的概念设计，通过详细审视网络占地面积、理想的纤维路线、站点间的最大距离以及各区域的冗余保护，开始规划最优拓扑结构。我们建议领先运营商预估未来十年的流量需求，优先考虑未来增长的地点（而非现有设备的地点），并以创建最少传输站点的方式满足流量预测。这项工作的成果将✁一份因十年愿景而需升级、保留、缩减、关闭或退出站点和节点的清单。 简化也意味着基础设施货币化 在并行进行网络简化的同时，具有远见的运营商确定了退出不需要的站点并将它们作为有价值的房地产进行盈利的最佳方式。有多种路径可供选择。 韧性弹性对于交通网络至关重要，在简化网络拓扑时不应妥协；应利用技术创新和巧妙的设计选择将其嵌入设计理念中 。这方面的例子可能包