作者简介
史庭祥
中兴通讯股份有限公司电信云与核心网产品线高级工程师，移动网络和移动多媒体技术国家重点实验室研究员，主要从事电信云和核心网市场规划和方案设计工作，主要研究方向为云计算、核心网、虚拟运营及其关键技术，拥有多项发明专利，其中国际专利两项。
章 璐
中兴通讯股份有限公司电信云与核心网产品线产品规划总工程师，高级工程师，主要研究方向为电信云与核心网的组网和关键技术，拥有多项发明专利。
李立平
中兴通讯股份有限公司电信云与核心网产品线产品规划总监，高级工程师，主要研究方向为电信云与核心网的组网和关键技术，拥有多项发明专利。
论文引用格式：
史庭祥, 章璐, 李立平. 5G时代的运营商计费模式探讨[J]. 信息通信技术与政策, 2021,47(5):73-79.
5G时代的运营商计费模式探讨
史庭祥1,2 章璐1,2 李立平1,2
（1. 中兴通讯股份有限公司，南京 210012；2. 移动网络和移动多媒体技术国家重点实验室，深圳 518055）
摘要：随着2020年国内加速建设5G独立组网（Standalone，SA）网络，以及全球各界对“5G改变社会”达成共识，5G时代的运营商计费模式和4G时代的差别成为受关注的话题。从运营商网络计费的历史发展角度，以移动数据业务为主要视角，结合5G网络特点，给出运营商计费模式转变的方法研究。
关键词：5G；商业模式；计费；移动数据业务
中图分类号：F626；TN929.5 文献标识码：A
引用格式：史庭祥, 章璐, 李立平. 5G时代的运营商计费模式探讨[J]. 信息通信技术与政策, 2021,47(5):73-79.
doi：10.12267/j.issn.2096-5931.2021.05.014
0 引言
5G应用覆盖的三大场景除了大家熟知的增强移动宽带（Enhanced Mobile Broadband，eMBB）业务外，还有海量大连接（Massive Machine Type Communication，mMTC）业务和高可靠低时延（Ultra Reliable and Low Latency Communication，URLLC）业务。其中，mMTC即大规模物联网，该场景依赖5G网络建设，要求满足低功耗、大连接（>1 M连接/km2）的网络需求，例如智能家居、智慧城市、环境监测、智能农业、智能抄表和智能穿戴等物联网业务[1-3]；URLLC对端到端时延（<5ms）、安全性和可靠性（>99.999%）提出了更高的要求，例如工业控制、电子医疗、远程监控、车联网等业务。由于5G比4G支持更多的应用场景，因此社会各界对5G网络充满想象和期待，比如大连接技术支撑物联网、MEC支撑工业互联网，由此“5G改变社会”的前景呼之欲出[4-5]。然而，作为5G网络建设主要贡献者的运营商和设备供应商，前途似乎并非坦途，最大的困扰在于如何摆脱传统商业模式的魔咒：“4G网络计费模式的前车之鉴”。除在“内容市场”争夺战中完败于OTT外，流量经营市场也未取得显著成效：不仅退化成“管道”，而且增量不增收[6-8]。
1 计费模式的历史回顾
国内运营商的计费模式经历了数十年的发展，基本概括为语音和数据两个阶段：第一个阶段是以2G TDM语音和3G IP语音（降低网络建设成本）[9]为代表的语音业务发展阶段，包括该阶段的低速数据业务，（如GPRS数据业务）；第二个阶段是以3G和4G高速数据业务为主要业务增长点的数据业务发展阶段。这两个阶段都采用基于使用量（Minute of Usage，MOU）的计费模式，其中语音业务采用“时长计费”，而且初期阶段，主动发起业务的主叫方和被动接受业务的被叫方都需要缴纳通信费用；数据业务则采用“流量计费”方式。
1.1 语音业务的时长计费模式
当采用“时长”这种使用量尺度作为计费基础时，运营商发展业务的重心聚焦在通话质量和随时随地接入网络上，前者依赖优质的网络覆盖，而对后者最好的诠释是“全球通”成为中国移动最大的子品牌。从通话质量角度看，显而易见，一分钟的语音通话的费用，谁传输的语音质量好就青睐谁的网络。正是时长计费模式导致用户对差异化的追求只可能是单位时长内的高质量通信网络，以追求更好的通话体验；而接入网络的便捷性，则反映出比拼通信服务的另一种用户体验——建立和保障通信服务的能力。
相比中国电信和中国联通，中国移动充分发挥了大网优势，不仅依靠低成本给用户更多的优惠资费（如不定期赠送免费时长），而且打造“动感地带”子品牌为舞台，众多业务服务商唱戏的方式，正像如今的苹果App Store，将用户和业务紧紧捆绑。中国移动所有这些努力，都将时长计费模式的优势发挥到极致，即用得越多，运营商赚得越多，完全没有发生像后来数据业务时代增量不增收的情况。直到出现两个因素，改变和终结了运营商以时长为计费模式的暴利时代：一是语音消费接近天花板；二是受到微信为代表的OTT商业模式的剧烈挑战。
1.2 数据业务的流量计费模式
大众对语音和短信外多媒体通信的迫切需求，技术方面表现为更大的空中接入带宽和IP传输带宽等，即流量,这就是“移动数据通信”。和运营商的前向计费模式不同，以 BAT（百度、阿里、腾讯）为代表的移动互联网产业采用后向计费的商业模式，更加亲民，逐渐把运营商网络经营压迫到只剩下管道价值的地步。而运营商依然保持业务收入小幅增长，归功于移动互联网的蓬勃发展，流量好像永不见顶。
以IP组网技术实现数据业务，决定了数据网络之间的竞争在服务质量方面几乎没有差异，尽管无线接入质量对数据业务质量有影响，但相对语音要小得多，这使得中国移动发挥无线网络质量优势的空间变小，同时也不像语音受限网间资费差异而给大网带来优势。此外，像支付宝的转账功能打破银行的跨行转账手续费对用户的限制，微信等APP应用以OTT方式客观上消减运营商的语音和短信收入，使得运营商失去内部技术挖潜、提高服务质量的动力，不得不寻求整合外部要素（合作伙伴）来吸引用户、打造差异化。例如，联通第一个从对抗OTT的战争中跳出来主动拥抱微信，推出“大王卡”，而联通为合作拿得出的本钱或许只有一个：更低的流量单价。
1.3 价格竞争
当年三大运营商就移动数据业务制定计费模式时，或许受到语音时代惯性思维的影响，仿照时长计费，采用流量计费方式，希望像水电一样售卖数据业务。结果事与愿违，数据业务没有成为像语音和短信一样的暴利业务，表面原因是“增量不增收”，而实质在于：一方面线性增加的流量没有为用户带来相应的价值，比如消耗1 GB流量下载的高清视频是200 MB视频的5倍价值吗? 显然不是，收5倍的流量费没有合理性，每单位的流量价值不同；另一方面，用户不愿为未知“量”的流量而付费，比如打开网络，微信等APP会自动下载信息，或者打开某视频或图片前，不会事先通知用户将消耗的流量。
流量单价保持不变貌似有技术合理性：“每多一个单位的流量处理能力，通信网络就必须多一定量的软硬件资源投入。”这就是技术和市场的矛盾，网络价值和用户价值的矛盾。因此，价格竞争成为运营商在面向个人用户领域几乎唯一的竞争点，表现在两个方面：一是技术红利使流量单价随流量增加而下降；二是运营商之间的主动竞争，以国内移动网络为例，3G时代引入中国电信扩大竞争，4G时代三大运营商都拥有固网和移动全牌照,竞争进一步扩大，5G时代广电获得5G牌照。
2 移动数据业务的计费模式分析
进入移动数据业务阶段，以流量为使用量的计费模式，这是运营商的收入增长乏力的主要原因。同时，推想5G时代，如果延续4G流量经营的思维模式，以eMBB业务场景为例，既然用户依然追求更多流量和更低单价，而5G网络面临更高的建网费用，那么流量计费模式将给运营商带来更大的经营困难。以4G和5G同样的覆盖面积作比较，从技术角度来说，5G单站建网成本是4G的3倍左右，加上5G基站的覆盖面积远小于4G基站，如果要实现相同面积的覆盖，5G基站的数量至少应是4G的3倍，如此叠加，5G建网成本将是4G的12倍[10]。
为此，运营商必须而且已经在改变：中国联通、中国电信提出共享5G基站建设[11]；2019年下半年以来，“无限流量套餐”逐步成为历史，三大运营商中的中国电信率先取消“无限流量套餐”，改用阶梯计价方式，而中国移动也在2019年8月初停止销售“不限量套餐”；运营商积极引入云网协同，提升运营效率、降低运营费用。
2.1 现有计费模式的模型化表述
以中国移动官网显示的5G套餐为例，有两种类型：一种是个人版，另一种是家庭版。个人版有5个档次，分别是128 元、198 元、298 元、398 元、598 元。128 元是30 GB流量500 min通话，198 元是60 GB流量1000 min通话，298 元是100 GB流量1500 min通话，398 元是150 GB流量2000 min通话，598 元是300 GB流量3000 min通话。家庭版的套餐整体要比个人版要贵一些，不过多了家庭成员互打免费和宽带的权益[12]。
可见，国内5G套餐依然采用流量单价递减模型，管道内部已没有多少降价潜力可挖，计费模式的变革已迫在眉睫。为此，笔者建立如下模型，以说明电信业包括5G在内的移动数据业务的计费模式：假设P是向用户收取的费用，T是流量（如100 MB），u是流量单价，则有：
P= u(T) ×T （1）
其中，u(T)是T的递减函数。若引入服务差异化套餐，如4 Mbit/s高速率和256 kbit/s低速率给用户带来不同的移动上网体验，前者的服务体验好于后者。为此，设Q表示服务质量，公式（1）可改写为：
P= u(Q/T) ×T （2）
其中，u(Q/T)表示流量单价随着Q提高而提高、T的下降而提高。极端情况下采用“不限流量套餐”刺激流量消费增长时，则有：
P= u(Q) （3）
其中，u是Q的函数，和流量无关。分析公式（2），假设流量单价u和Q成正比例关系，和T成反比例关系，且比值是K，则：
u(Q/T)= K×Q/T （4）
令Q/T = x，则有：
u(x)= K×x （5）
相应地，公式（2）可改写为P= u(Q/T) ×T = K ×Q/T×T =K×Q = u(Q)，即和公式（3）一致。可见，基于流量和服务质量的计费模型和不限流量套餐的计费模型，可以统一为一个模型，即和流量无关，是和服务质量相关的模型。
这是固网宽带的计费模式，基于的不是流量，而是带宽计费，即给用户提供不同的下载或上传速率，而且速率不同则收费不同。该模式在固网成立的原因是，固网运营商向互联网服务提供商（Internet Service Provider，ISP）租用互联网出口带宽，按每单位带宽收费，即批发专线的模式。而且随着ISP资源初期建设费用逐年摊薄后，后期ISP每年的成本越来越接近其维护费用，运营商租赁ISP服务的费用也会相应下调。
2.2 移动宽带业务的流量计费模式分析
移动宽带业务与移动数据业务相比不同的是：在5G超大流量时代，采用不限流量套餐将不再可行：一方面用户几乎可以全天候使用网络，群体效应下瞬时带宽巨大，而且持久占用；另一方面空中资源非常昂贵，持久占用空口连接意味着要投入更多的资源。此外，要满足移动性要求，意味着要满足无线覆盖的广泛性。这些因素折算到不限流量的计费模式上，会产生高价，用户一般难以承受，不利于推广5G网络。
可见流量越大用户越不希望采用流量为使用量的计费模式，因为用户需要的是服务质量相关的计费模式，而运营商却希望采用流量为使用量的计费模式，以便确保更多的投入换来更多的收入，同时限制用户使用流量的非线性增长，缓解收入和费用之间的矛盾。
工业和信息化部和新华社的公开数据显示，2017年9月，我国移动用户的户均移动流量消费达2007.2 MB，较2016年同期增长140.4%；2018年9月，中国移动用户户均移动流量消费达5.14 GB，是2017年同期的2.6 倍[13-14]。可见，2016—2018年期间，移动用户的户均月流量增长到6.24 倍，到2019年时达到15 倍左右。表1展示了中国移动2016—2019年营业收入和用户数据的情况，几年间中国移动数据服务收入累计增长43%，用户累计增长12%，每用户的数据服务收入累计增长27%，数据服务收入的增长率远远达不到流量增长速度，这说明每单位流量的售价在急剧下降。如图1所示，中国移动数据服务的收入增长速度有趋缓迹象。从利润角度看，鉴于语音服务的毛利率比数据服务稳定，语音服务和数据服务收入累计增长不到10%，而总利润4年间变化很小，可见中国移动数据服务的计费模式将不足以支撑利润的显著增长。
表1 中国移动2016—2019年营业收入和用户数据（数据来源：中国移动）
本文刊于《信息通信技术与政策》2021年 第5期
主办：中国信息通信研究院
《信息通信技术与政策》是工业和信息化部主管、中国信息通信研究院主办的专业学术期刊。本刊定位于“信息通信技术前沿的风向标，信息社会政策探究的思想库”，聚焦信息通信领域技术趋势、公共政策、国家/产业/企业战略，发布前沿研究成果、焦点问题分析、热点政策解读等，推动5G、工业互联网、数字经济、人工智能、区块链、大数据、云计算等技术产业的创新与发展，引导国家技术战略选择与产业政策制定，搭建产、学、研、用的高端学术交流平台。
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