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电信运营行业经过几十年的沉淀，形成了从需求获取、产品设计、设施建设到服务系统运行再回到用户需求满足与获取的闭环运营能力，同时形成了相对严密的科层机制，并建立了全程全网的分布式运营系统，以满足全域连通和不间断服务的要求，这是一个复杂巨系统。每代网络技术的演进都推动了运营体系的变革、调整，5GtoB的现实转型需求给电信运营管理带来的挑战将大大超出以往的局部变革范围。本章从网络代际演进的视角出发，运用系统动力学的建模仿真方法剖析电信运营管理的复杂决策行为，总结运营管理规律，为面对5GtoB带来的运营挑战提供基础依据。
本节将从电信运营管理体系最基础的概念出发，介绍网络代际演进的发展历程，分析多代际网络“同堂”现象和低代际网络退网的影响因素、条件、步骤，并总结代际演进平滑柔性技术在网络代际演进中的作用。
1.电信、电信业务、电信产品
电信是指利用有线、无线的电磁系统或者光电系统，传送、发射或者接收语音、文字、数据、图像及其他任何形式信息的活动 [1] 。
电信业务（Telecommunication Services）是指承载于物理网络之上，利用各类硬件、软件和信息资源形成的对信息的传递、存储或处理功能（或服务） ［1］ 。我国又将电信业务分为基础电信业务和增值电信业务两大类，基础电信业务是指提供公网基础设施、公共数据传送和基本话音通信服务的业务，增值电信业务是指利用公网基础设施提供的电信与信息服务的业务。电信业务是形成电信产品的基础。
电信产品（Telecommunication Products）是指根据用户需求及用户细分，对电信业务能力、用户服务能力等能力要素进行组合，并赋予资费后的产物。产品是面向用户销售的，即通过市场销售渠道提供给用户 ［1］ 。
2.电信网络
电信网络是一个复杂的电信系统 ［2］ ，它是由一定数量的节点（包括终端设备和交换设备）和连接节点的传输链路有机地组合在一起，以实现两个或多个规定点间信息传递的通信体系，包括信源、变换器、信道、噪声源、反变换器及信宿六部分。完整的电信网络由硬件和软件组成，硬件主要包括终端设备、传输设备和交换设备，软件是一整套网络技术和对网络的组织管理技术。随着技术的发展，软件在电信网络中的作用越来越大，能够在不对硬件进行改变的情况下，扩展电信网络的功能。
3.电信运营管理
电信运营是指电信业务的运营，即电信运营企业利用各类资源，将电信业务组合包装成市场所需要的电信产品，销售给用户并从中获益的过程。电信运营管理是对电信产品生产及提供服务的过程或系统进行的管理活动，其核心功能是网络能力管理、业务与产品管理、电信用户管理 ［1］ 。电信运营管理体系解构图如图3-1所示。
图3-1 电信运营管理体系解构图
电信运营的本质是围绕用户的通信需求，形成可满足这种需求的能力并提供相应产品的过程，即用户决定了相应的产品与业务需求，由此产生相应的功能需求，从而带动网络建设，形成一定的网络能力，提供网络功能，构建各类业务，最终组合成产品，提供给用户，满足其通信需求。不断增长的通信需求又带动了新投资、新业务、新产品的形成。进一步分析，电信运营管理功能可分解为两大功能：一是内部核心功能，包括运营主流程中的网络能力管理、业务与产品管理、运营与用户管理，以及内部支撑流程中的IT应用与管理（含大数据运营管理）、绩效管理等；二是处于外围的外部支撑功能，主要包括来自设备供应商及集成商的设备制造与提供功能，系统及平台服务提供商提供的网络系统及平台开发与服务功能，信息服务及开发提供商提供的信息及其他增值服务开发与服务功能，渠道商提供的渠道营销服务功能，终端设备供应商提供的终端设备制造与服务功能，以及支付服务机构提供的支付服务功能等。电信运营管理功能解构图如图3-2所示。
图3-2 电信运营管理功能解构图
1.网络代际演进
技术驱动一直是电信网络，特别是移动通信网创新进步、运营体系演进优化的重要力量，以“代际”为标志。根据产品生命周期规律，每代电信网络都会经历导入、成长、成熟、衰退4个阶段，如图3-3所示。
图3-3 技术与产品生命周期曲线
在新一代通信网的导入期，大力培育新兴业务，通过多种营销手段吸引用户，形成热点区域覆盖；在成长期，新兴业务高速发展，引导低价终端普及，形成全域覆盖；发展到成熟期，业务种类极为丰富，终端类型齐全，完善全域覆盖和深度覆盖；至衰退期，停止业务发展，终端禁入，加大用户迁移，网络逐渐收缩，为退网做准备。
总体来看，多代际网络的创新周期存在10年律特点，即每隔10年左右出现新一代网络，而大规模商用的周期为8年左右。各代际移动通信网的研发、商用和大规模商用的起点如表3-1所示。多代际网络用户共存至2025年仍将是普遍现象，不同地区的2G网络比例不同，总体呈下降趋势。
表3-1 各代际移动通信网的研发、商用和大规模商用的起点
从全球看，当前2G、3G网络处于衰退期，4G网络处于成熟期，5G网络处于导入期。图3-4描述了中国4G网络、5G网络的发展情况。
图3-4 中国4G网络、5G网络代际演进的生命周期发展
2.多代际网络“同堂”现象
近几十年中，电信网络的代际迭代更新主要体现在移动通信网方面。新代际网络的导入初期往往需要大规模资金投入，并进行运营体系的配套调整，同时要保持原有代际网络的正常运营。目前，中国运营商既要运营、维护低代际2G、3G网络，保证合理、稳妥“辞旧”，又要跟上技术进步的脚步投入高代际5G网络“迎新”，还要保持发展当前主要的成熟的4G网络。
与移动通信网10年左右的创新周期相比，低代际网络的退网周期相对更长。1G网络从1981年开始商用到退出经历了15年左右；2G网络1992年开始商用，到2022年大面积退网，整个周期已经长达30年 ［3］ 。创新周期与退网周期的差异带来的是多代际网络的逐步叠加而不是快速迭代。这种长时间持续的多代际网络“同堂”局面给运营商的运营管理带来历史上前所未有的巨大挑战。
各代网络的迭代过程实际是一个复杂“生态结构”的演进过程，这个生态结构的底层为各代技术研发、创新应用的基础产物——标准，再向上划分为网络、业务、产品、用户等相互影响的几个层次。在从标准技术研发到商业应用再到满足用户需求的过程中，网络层是核心物理载体，并通过网络运营管理体系依次向上层推进生态发展。网络代际演进的生态结构示意图如图3-5所示。
标准：电信网络全程全网的特征决定了标准的重要性，每个代际的网络都是标准先行，标准是未来新代际网络与业务要素的主要输入点，阶跃式的代际概念——1G、2G、3G、4G、5G指的是代际标准。
网络：运营商投入资金所建设的大规模实物通信网提供了通信能力，是运营商的“生产车间”。没有网络，运营商就失去了生产能力。运营商通常将网络按照专业分为无线网、CN、传输网（TN）等。
业务：业务是网络能力元素的集合，网络代际演进就是提供更丰富业务的过程，从话音业务到流量业务再到5G的切片业务就是通信业务不断丰富的体现。
产品：理论上的网络信息产品由业务、信息及商业要素构成，信息是“被连接”价值的载体。产品是带有价格等商业属性的业务集合，面向用户销售，套餐就是运营商提供的典型产品。
用户：用户是需求的最终表达，传统的用户主体是“人、家庭、企业（法人）”，物联网引入了新的用户主体“物”，但“物”与“物”之间的差异可能会超过“物”与“人”之间的差异。
图3-5 网络代际演进的生态结构示意图
由上面的分析可见，每代电信网络的退网与导入除了要考虑技术标准的自然寿命，还必须考虑基础设施软硬件的技术寿命，用户层的市场需求，以及产品与业务的开发、设计、发布、运营、终止（迁移）等的生命周期。多代际网络的运营管理要在提升资源效率的基础上实现平滑演进，平衡既有业务发展的需要和网络资源的支撑，以及权衡多业务产品与市场竞争，既要考虑长期网络核心能力的建设，又要考虑当前的短期绩效，以使现网“现金牛”能保障新一代网络的大规模资金投入。目前，许多运营商的网络是三代或四代“同堂”。
1.低代际网络退网的现有文献研究
叠加后的多代际网络将用户需求分层，分层后的需求被分配到不同代际的网络中。用户低代际手机的使用习惯、低代际移动终端的替换、资费合约的期限，以及低代际物联网的集成深度等，都是低代际网络退网的障碍。低代际网络如何退网是运营商面临的一个重要问题。
4G网络建设伊始，中国移动通信集团湖北有限公司的兰琨就从技术角度提出了依据用户使用模型实现中国移动的终端用户在2G网络、3G网络、4G网络和无线局域网（WLAN）上合理分布的思路 ［4］ 。中国移动通信集团设计院有限公司的董健等也基于中国移动2G网络、3G网络、4G网络的不同特点，提出了中国移动4G网络建设及市场推广应分阶段制定策略，从3G网络开始逐步稳定过渡的观点 ［5］ 。中国移动通信集团设计院有限公司的郭陵通过对中国移动2G、3G、4G网络业务情况的分析，建立了业务分担模型 ［6］ 。中国移动通信集团甘肃有限公司的刘伟提出了建立以2G网络广度覆盖为基础、3G及4G网络和WLAN侧重实现数据业务支撑的四网协同总体原则 ［7］ 。
针对中国联通网络结构极为复杂的现状，林善亮等认为，合理定制2G退网进程，精简其网络结构，节省OPEX，增加网络效益，这些都变得越来越重要 ［8］ 。谭捷成认为，当前我国移动通信网处于2G网络、3G网络、4G网络并存的阶段，为优化网络结构，降低网络建设成本，实现资源的合理、高效利用，2G清频、退网的规划已进入产业界各方的视线，关闭2G网络可释放频谱资源，使之用于4G网络甚至5G网络建设 ［9］ 。李进良认为，频谱是公众移动通信产业快速发展的基础，5G频谱需要低、中、高全频段。然而，已划分的频谱缺乏低频段频谱，急需2G清频、退网加以重耕和3G频谱资源利用走向共享。2G清频可获得黄金频谱、技术创新与成本节约等红利，是无线电应用领域必须遵循的“新陈代谢”规律，我国运营商与用户都应力促2G清频顺利、圆满完成，为5G的高速、健康发展创造良好的条件 ［10］ 。杜振华认为，我国移动通信目前处于2G网络、3G网络、4G网络共存的状态，这不仅带来了高额的网络建设和维护成本，还制约了我国信息化发展的深度和广度。因此，要加快将用户使用的网络升级到移动宽带的步伐，尽快规划2G退网 ［11］ 。
相关研究对于低制式网络退网的必要性认识比较一致，但是对于退网如何决策及退网带来的影响还缺乏全面而深入的分析和量化研究的支持。
2.运营商2G退网的基本条件与规律分析
根据全球移动通信系统协会（Global System for Mobile communications Association，GSMA） [2] 的研究报告，结合运营商既往腾退低代际网络的经验，可将2G退网的条件归纳为五个方面，如图3-6所示。
图3-6 2G退网的基本条件判断图
退网用户占比：退网用户占比指的是退网用户数占总用户数的比例，或者退网用户业务量占总用户业务量的比例。根据日本、韩国和澳大利亚的主要运营商宣布退网时的2G用户数占比，计算得到平均值为8%；根据用户业务量数据计算，2G用户业务量占比低于6%可以作为退网的参考条件 ［3］ 。
高制式网络人口覆盖率：在关闭2G服务时，运营商的高制式网络人口覆盖率一般都达到了90%以上。
低制式网络OPEX：当OPEX大于收入，即经济效益为负时，应考虑低代际网络退网。需要指出的是，要综合考虑2G网络存在的隐性成本、沉没成本、机会成本。隐性成本的存在使2G退网的收益被低估，沉没成本的存在使2G退网的成本被高估。在一定程度上，5G和2G的发展互为机会成本。所以，要综合考虑这些成本，可以适当放宽“OPEX大于收入”这个退网条件，此时可以考虑把5G用户数达到2G用户数的1/2当作参考指标。
频谱重耕：频谱资源是稀缺资源，同时代表着政府规制的政策资源。高制式网络具有频谱效率高及成本低的优势，分析频谱重耕的效益是2G退网的基本条件，首先要看政府频谱规划的政策导向。
低制式M2M终端：即物联网终端，用户已部署了内嵌2G模块的终端，迁移时需要用户重新改造终端，这给用户带来不便和成本的增加。从全球数据看，蜂窝物联网模组的出货量持续增长，但不同代际模组的数量结构差异很大。2016年，2G模组占比高达79%；到2019年，4G模组占比从10%增长至31%，窄带物联网（Narrow Band Internet of Things，NB-IoT）模组占比增长至27%，2G网络及其他网络的模组只占42%。2019年，欧美主要运营商基于2G网络的物联网模组占比小于50%，与其公布的近年退网计划存在相关性。2021年第二季度全球蜂窝物联网模组的出货量首次突破1亿块大关，且同比增长53%，创下了新高，仅中国移动的物联网智能连接数就达到了9.8亿个，超过了手机用户数，排名全球第一。根据Counterpoint和Berg Insight的预测，2025年，全球无线通信模组的整体出货量有望达到11.9亿块，其中，5G占14.3%，4G占17.6%，3G占5.9%，2G占4.6%，NB-IoT占32.5%。中国的2G退网不能以基于2G的物联网模组的归零为条件，在退网计划中，可以采取迁移、并购（转售）和保留2G薄网等形式解决遗留低制式物联网问题 ［3］ 。
3.退网模式
企业作为运营主体，会根据市场情况做出低代际网络如何退出运营的决策。政府作为监管机构，担负着统筹频谱规划、保护消费者利益、维护社会安全和协调运营商退网行为等职责。基于政府和市场的相互协调，在实践中，我们看到低代际网络退网的四种模式：政府强制退网，如泰国；政府协调退网，如新加坡；市场协调退网，如韩国；自然退网，如中国台湾地区。
从运营商退网的节奏上看，低代际网络退网有强行退网、加速退网和自然退网三种模式。强行退网是指运营商在较短时期内强制关闭某代际（以下简称xG）网络，包括不再提供与此相关的网络运维与通信服务，即运营商强制性在既定时间内一次性将该网络用户全部迁移。加速退网是指运营商在一定时期内逐步地关闭xG网络，分步逐渐停止提供与此相关的网络运维与通信服务，即运营商分阶段逐步将该网络用户彻底迁移。自然退网是运营商根据xG网络的实际生命周期和是否有在网用户来提供网络运维与通信服务，即对用户进行自然迁移而非采取强制手段。为了妥善部署低制式网络退网计划，避免过度震荡，运营商有必要合理制订退网步骤，包括退网决策、迁移、减频、退网和保障等运营环节，决策阶段可以分为宣传和宣布两个步骤 ［3］ 。
1.平滑柔性技术的产生
在2G、3G、4G时代，多制式网络的OPEX压力已经很大，进入5G时代后，2G清频、退网的诉求更加强烈。GSMA发布的 Network Experience Evolution to 5G 中明确指出，4G长期演进技术（Long Term Evolution，LTE）标准与5G新空口（5G New Radio，5G NR）标准是5G时代目标网的形态。频谱重耕和共享是缓解频谱资源稀缺的关键措施，是应对未来无线电业务快速发展带来的频谱供求失衡挑战的基本保证 ［12］ 。
平滑柔性技术是指在网络由低代际向高代际的迁移过程中能够支持不同技术制式的无缝融合和平滑演进，提高集成度，降低网络复杂性，以及节省空间和成本等一系列技术的集合。目前的平滑柔性技术主要包括动态频谱共享 [3] 、边缘计算和云原生三项技术，以动态频谱共享技术为主，即具备横跨不同网络或系统的最优动态频谱配置和管理功能，以及智能自主接入网络和网络间切换的自适应功能，可实现高效、动态、灵活的频谱使用，以提升空口效率、系统覆盖层次和密度等，从而提升频谱综合利用效率 ［13］ 。
2.平滑柔性技术的作用与影响
平滑柔性技术可能帮助运营商解决多网运营面临的用户差异化需求难以兼顾、网络结构复杂、OPEX偏高、频谱供需矛盾四大难题，对网络代际演进起到很好的“无缝衔接”作用，主要体现在以下几个方面：
（1）在维持低代际网络业务收入的同时，增加高代际网络的业务收入。一方面，可以维系低代际网络的业务收入，直至用户自然退网或迁跃至高代际网络为止；另一方面，因网络容量增益带来更多用户增长和业务量消费，同时每用户平均收入（ARPU）有所提升，整体上增加了业务收入。
（2）有效降低机房、运维成本。利用平滑柔性技术可以实现设备高度集成、基带集中，提高资源效率，简化站点空间，降低机房投入、能耗和维护成本，从而有效解决OPEX偏高问题。最终以略微增加高代际网络的建设成本为前提，替代或更新低代际网络设备，提高建设速度，降低多代运营的总成本，并最大限度保护运营商的现网投资。
（3）多代际网络服务并存，减少用户流失。减少强制低代际网络退网可能引发的社会矛盾，满足用户的多样性需求，实现了用户保有、减少流失；低代际网络用户可通过平滑演进成为高代际网络新增用户，通过改善网络覆盖、提高网络传输速率等方式带来用户体验的提升和网络容量的增益。
（4）网络资源高效利用，业务部署更加灵活。一方面，保留了足够的、可灵活调配的网络资源，承载了2G的话音和物联网业务，提高了服务效率和业务灵活性；另一方面，根据业务模式及其变动规律可动态申请和释放频谱资源，提高了多网运营的整体业务承载能力，实现网络资源的互补和高效利用，业务部署更加灵活。
（5）频谱共享技术带来网络性能指标的大幅提升 ［14］ 。黄金频谱的重耕将为高代际网络带来可观的技术红利。通过频谱重耕，可以解决频谱资源需求不断提升与高代际网络无线资源不足的矛盾，提高高代际网络的覆盖率，缓解容量压力；利用载波聚合、动态频谱共享等技术，可以有效提升多网运营效率，尤其高代际网络的带宽、吞吐率、频谱效率、网络时延等性能指标均可获得大幅提升。
网络技术持续演进、生态结构不断调整、多代际网络“同堂”运维复杂等现实问题大大提高了运营管理的难度。网络代际演进过程中运营管理的主体与内在规律发生了哪些变化？本节将利用系统动力学方法构建网络代际演进视角的运营管理模型。
系统动力学（System Dynamics，SD）是系统科学理论与计算机仿真紧密结合、研究系统反馈结构与行为的一门科学，是系统科学与管理科学的重要分支；起源于1957年麻省理工学院（MIT）教授Forrester解决供应链库存管理问题的仿真模型，后逐步用于国家与区域经济可持续发展战略、企业战略与经营决策，并渗透到各行各业，被称为“战略决策实验室” ［15］ 。系统动力学是系统科学与管理科学领域中定性与定量相结合的系统思考方法，比较适合刻画复杂的动态结构变化，特别是多因素在周期性变化中的相互影响与制约关系。
1.系统动力学在电信网络代际演进方面的相关研究
不少学者使用系统动力学研究移动通信网代际演进或用户迁移。高锡荣等探讨了三代移动通信网的协调建设问题，分别从财务、竞争和战略三个导向出发，同时引入政策乘子因素，构建了三代网络协调建设的系统动力学模型，并对投资分配进行了仿真模拟 ［16］ 。赵送林等研究了用户从2G网络迁移至3G网络的影响因素，分析了敏感性高的控制点，为实现用户的快速迁移提供了理论指导 ［17］ 。李顺吉等基于网络规模、用户数和利润等指标，研究了2G网络至3G网络的资源配置合理性及两代的协调发展 ［18］ 。国外学者Pagani和Fine从用户动态、竞争动态和技术动态三个方面研究了影响用户采用3G服务的驱动力与仿真实现 ［19］ 。Casey和Tyli则评估了技术统一和移动号码可携带性策略对移动话音传播和服务竞争的影响 ［20］ 。
上述研究是基于对动态、多阶反馈结构的复杂系统的研究，在多网演进领域，从多网协同角度展开的定性与定量研究，得到结论：退网将会导致资产折旧和摊销等问题，还会带来用户迁移宣传、营销、终端促销等费用的增加，导致旧制式用户满意度下降甚至流失；但是长期来看，可以降低租金、电费、维护费用和提升频谱效率，需要通过进一步研究找到最优策略；在多网运营与演进中，协同和节奏很重要，投资决策、成本管理和用户如何迁移等都受到内部运营的制约和外部环境的影响，实践中还没有较为成功的普适经验。系统动力学是研究网络代际演进中资源协同配置、用户迁移影响因素较为合适的分析与仿真方法，但还未见过将多种复杂影响因素纳入网络生命周期管理，实现从用户需求至投资决策及网络能力运营全过程的完整刻画研究。
2.系统动力学的建模特点
系统动力学遵循“凡系统必有结构，系统结构决定系统功能”的系统科学思想，根据系统内部组成要素互为因果的反馈特点，从系统内部结构来寻找问题发生的根源，而不是用外部的干扰或随机事件来说明系统的行为性质。用因果关系图 [4] （属于概念模型）来描述要素之间的作用关系及动态结构，在因果关系图的基础上区分要素变量的性质，用更加直观的符号进一步刻画系统运行的规律和系统中决策所遵循的规律，即流图（属于正规模型），为定量分析打基础。流图中的存量和流量是两种基本的变量：存量是积累，用于表征系统的状态，并为决策和行动提供信息基础；流量则用于反映存量的时间变化，流入量和流出量之间的差异随着时间的累积而产生存量。
系统动力学强调分析问题的历时性、整体性与相关性，适用于透析反直观的行为特性 ［21］ 。众多的事实表明，复杂的非线性、多重信息反馈系统的行为往往呈现反直观的性质。例如，复杂系统在两个长短不同的时间区间所表现出的行业主要特征可能是迥异的，一个国家的经济从50年的发展趋势来看处于下降阶段，但在某一短期的3年内观察却可能是上升的，人们的直观观察往往只见其一，很少能注意到两者并存。
因此，系统动力学实现了钱学森教授提出的综合集成方法必须解决的两个问题：将科学理论、经验知识和专家判断力相结合，建立定性认识，提出假设，并建立包括大量参数的系统结构模型；利用人机交互、调整参数等进行仿真计算，反复对比，逐次逼近，实现由感性到理性、由定性到定量的转化 ［22］ 。其建模过程便于实现建模人员、决策者和专家群体的三结合，便于综合运用各种数据、资料、经验知识，同时便于汲取其他系统、管理科学与其他科学理论的精髓。
电信运营管理是围绕投入-产出关系的管理进行的，电信运营企业通过投资建设相应的网络能力、产品与业务能力（包括营销能力）。一方面，运营商的投资产生了非付现成本（如资产形成的折旧）和付现成本（如网络运维成本、营销成本）；另一方面，网络生产的业务与产品最终销售给用户，会带来运营收入。运营收入是进入下一周期投资活动的保障。
经过多轮专家讨论建立的多代际网络运营管理系统动力学模型，将实际运营分为供给侧和需求侧，供给侧投入可支配的资源，形成网络与业务能力；需求侧面向用户销售产品，形成收入，供给侧和需求侧分别为供给子系统和需求子系统。供给侧以2G、4G、5G和NB-IoT [5] 为主要投入对象，需求侧则是获得用户和收入。除此之外，电信网络运营演进还受到宏观环境因素——政治（Politics）、经济（Economy）、社会（Society）和技术（Technology）的影响，四者合并可简称为PEST，可将其定义为基础子系统。由此形成电信运营动态演进影响因素的概念模型，如图3-7所示。其中，基础子系统（PEST）是指一代网络生存发展的宏观基础环境因素，主要包括政治、经济、社会和技术四大方面；供给子系统（SCCS）是指一代网络生存发展的产业供给能力因素，包括标准（Standard）、支出（Cost）、能力（Capability）、策略（Strategy）四个方面；需求子系统（USER）是指一代网络满足的需求内容，包括用户（User）、业务（Service）、体验（Experience）、收入（Revenue）四个方面。
图3-7 电信运营动态演进影响因素的概念模型
1.仿真设计
以某省级运营商为仿真对象，仿真周期从2014年至2019年，共六年的数据，时间间隔为五年。数据来源于各种报表数据、访谈、专业资料、专家观点、用户问卷等。
模型假设：第一，基础子系统产生的技术影响主要指技术成熟度及平滑柔性技术，产生的政策影响主要指频率使用政策和退网政策；第二，监管部门未发布对用户迁移产生明显影响的政策（如资费监管政策、号码携转政策、频谱强制收回政策等）；第三，5G移动用户无流失，5G物联网连接数无新增；第四，低代际网络移动用户的减少分为流失、迁移两种情况；第五，2G、4G、5G投资动力因素的权重在仿真期内不变。
2.因果关系模型
1）第一层因果关系模型
按照要素的因果关系对电信运营过程进行解析，并将解析结果归集至相应的运营管理“语言”——在企业运营中可量化获取的变量指标上，同时确定变量之间的关系，如图3-8所示。
图3-8 网络代际演进与生命周期管理的运营过程及关键要素解析 [6]
每代际网络从导入、成长、成熟到衰退的生命周期中，运营管理核心绩效指标确定为可衡量全网效益的ROA。投入侧（供给子系统）的运营结果在财务数据上体现为“成本”，投入的成本包括网络投资产生的非付现成本折旧与摊销，以及维修、水电、营销等消耗形成的付现成本；产出侧（需求子系统）的运营结果在财务数据上体现为“收入”，指的是为满足用户需求而形成的收入。在代际网络衰退期，投入侧与产出侧需要共同关注退出管理，做好退网规划与用户的妥善迁移。
在图3-7和图3-8的基础上，可以得到第一层因果关系模型，如图3-9所示。绩效综合指标为“效益”，图3-9中一正一负两个反馈环 [7] 构成了系统思考中“成长的上限”基模 ［15］ ：需求侧反映了从投入产生能力，能力满足需求后产生收入，带来效益增长，到进行新的投入的过程，形成正反馈环（具有自强化行为的闭合回路），促进xG网络持续发展；供给侧反映了从投入形成能力，能力消耗成本，成本影响效益，直到影响再投入的过程，形成负反馈环（具有自收敛行为的闭合回路），抑制xG网络的规模化发展。两个环在xG网络的不同生命周期阶段中因各要素影响作用大小的不同而发挥着不同的主导作用，推动xG网络的发展经历导入、成长、成熟到衰退的全生命周期。上述能力包括营销能力和网络能力，成本按性质不同分为运维成本和资产折旧，用户则根据需求差异划分为移动用户和物联网用户；同时由于多网运营，仿真中需要将这些要素根据实际情况分解到不同代际的网络上。
图3-9 电信运营基本模型——第一层因果关系模型
2）第二层因果关系模型
进一步分析代际与代际之间的相互影响关系，细化需求、供给两个子系统的核心因素，明确不可控环境因素，得到图3-10所示的第二层因果关系模型。图3-10中共有五个反馈关系环：需求发展与效益正反馈环、能力与业务正反馈环、总投资规模与效益负反馈环、网络资源投入与效益负反馈环和效益与退网负反馈环。这五个相互作用的反馈环可以体现xG网络发展过程中运营体系内部运营要素之间的动态变化关系。主要的外部影响因素可分为三个层次：来自基础子系统的环境因素，包括来自政策方面的频率政策、牌照政策等；来自运营体系高层次的管控指标，如总投资占收比，它是集团级企业控制下属运营单位每年投资规模的刚性指标；来自运营体系内其他代际网络的影响因素，如高代际网络质量越好越会强化低代际用户的迁移。
图3-10 电信运营基本模型——第二层因果关系模型
实际仿真还需要细化到第三层、第四层因果关系模型（此处不详细描述），直至形成可以量化的变量模型，即系统流图模型。
3.系统流图模型结构
根据上述因果关系模型的结构和影响因素的动态关系，经过多方调研、获取数据资料、分析与测算等，按照系统动力学仿真函数的规范和格式要求，逐一落实每个关键变量的原因变量与结果变量及其影响关系，并建立函数关系式，最终可得到由计算机仿真运算的流图算法模型，即电信运营基本模型的系统动力学正规模型。
模型共创建了545个变量。从运营分析和使用的方便性出发，将总模型分为三个子模型：子模型一为供给子系统流图模型，如图3-11和插页图1所示；子模型二为需求子系统中的移动用户子系统流图模型，如插页图2和图4所示；子模型三为需求子系统中的物联网子系统流图模型，如插页图3和图5所示。
图3-11 供给子系统中的4G网络投资模块流图模型结构
（1）子模型一：每代际网络都以投资、能力、资产和运维为核心变量形成四个模块。子模型一的变量较多，插页图1所示为供给子系统流图模型结构，图3-11是以4G网络投资模块为例展示的变量模型图。
将供给子系统量化的主要难点在于搞清楚投资决策的影响因素、各代网络资本性支出（CAPEX）及OPEX的结构分摊和高低代际的影响关系。为了搞清楚以上问题，主要采用了数据调研、专家访谈、案例收集和资料查阅、学习等方法。
（2）子模型二和子模型三：每代际网络都以用户数、业务量和收入为核心变量形成三个模块，物联网又分为抄表、车联网和智能穿戴三个场景，分别对这三个场景进行细化。插页图2、图3分别呈现了子模型二、子模型三的结构，而插页图4、图5均呈现了某一模块的详细流图。
将需求子系统量化的主要难点在于搞清楚退网决策的影响因素和用户迁移的影响因素。为了搞清楚退网决策的影响因素，主要采取了专家访谈、资料查阅、数据观察等方法；而移动用户迁移的影响因素是通过查阅文献，建立影响因素结构方程，针对不同代际的移动用户设计并发放问卷，再进行假设检验得到的。将物联网子系统量化的主要难点在于搞清楚各业务场景下连接数增加的影响因素及其权重的大小，为此，主要采取了专家访谈（专家判断）、资料查阅、数据观察、企业调研等方法。
完成复杂而艰难的建模工作后，就可以利用模型对管理者所关心的管理决策问题进行实证仿真了。本节主要进行了两个方面的实证仿真，一是多网协同运营管理实证，二是低代际网络退网管理决策实证。
从多代电信网络生命周期运营管理的视角选取决策主题进行仿真分析，包括用户与收入管理、业务与产品管理、网络投资与能力管理、运维成本管理。
1.用户与收入管理
（1）4G套餐价格降低不会大幅刺激最后的2G移动用户迁移到4G网络。将2019年的4G套餐价格向上/向下各调整10%、20%，对移动用户迁移量的影响都不大，幅度为2%左右（见图3-12），即调整4G套餐价格对存量2G移动用户迁移的作用有限。
图3-12 2G迁移移动用户对4G套餐价格的敏感性分析
（2）加快2G移动用户向4G网络的迁移，对提升2G网络、4G网络的总收入有明显的作用。将从2G网络向4G网络迁移的用户数向上/向下各调整10%、20%，幅度越大，两网总收入也越大/越小。
（3）模组价格对物联网发展的影响至关重要。模组价格相较于产业生态等其他因素更加敏感，在将模组价格按一定比例调整后，前者能够带来更多的物联网总收入变化。同时，物联网收入的增加对高代际模组价格更敏感。
2.业务与产品管理
（1）业务量从低代际网络向高代际网络迁移。不论是话音业务，还是数据业务，都在不断地从2G网络向4G网络迁移，4G网络成功承载了巨大的流量业务。
（2）话音业务收入、数据业务收入、物联网业务收入是运营商主要的产品收入。2015年以前，以话音业务收入为主；2015—2016年，大力建设4G网络并发展4G业务，数据业务收入超越话音业务收入成为运营商最重要的收入，成功打造了第二条产品收入曲线；第三条产品收入曲线——物联网业务收入曲线从2016年开始出现，但物联网业务收入很少，市场亟待开发。值得注意的问题是，2018—2019年，仿真对象在处于衰退期的2G网络上部署了新的物联网用户，2G物联网业务增长，提高了2G的退网难度。
3.网络投资与能力管理
（1）网络发展的周期性与投资节奏的把握。网络投资初期以实现快速覆盖，抢占市场份额，以及满足迅速增加的市场需求为目标，需要相对超前的投资，逐步过渡到成熟期，投资的原则以强调现网资源有效利用和追求网络效益为主，投资管控日渐严格。
在仿真中，将投资收入比下调后，ROA反而明显提升，这是因为网络资源处于比较宽裕的状态，网络利用率不饱满，适当缩小投资规模所带来的能力降低并未限制业务量的自然增长，保持了收入的稳定增加。这也说明了，在仿真周期内，投资规模管理水平仍有优化空间。
（2）在不同阶段投资形成的网络可提供业务能力与市场实际业务量之间通过网络利用率达到均衡。投资形成的各代网络物理能力（载频）在运营中转换为网络可提供业务能力（兆比特流量），市场实际业务量与网络可提供业务能力之比被称为网络利用率。网络利用率是用于观察网络资源对需求的保障程度的主要指标，从另一角度看，也是反映投资效率的指标。
仿真数据显示，在2G网络进入衰退期以后，2G能力降低，而相比之下，实际业务需求的减少速度更快，网络资源越发冗余；而处在成熟期的4G网络，投资增加，载频及相应可提供业务能力也迅速增加，实际业务需求的增长速度更快，网络利用率也在不断提升，因此在进行物理网络扩容的同时，应尽可能寻求网络资源的集约化OT来提升网络利用效率。
（3）投资动力对投资规模的影响。业务需求增长和网络利用率是影响投资动力的重要因素。将2019年4G数据业务需求增长率分别上调、下调后，可以看出，在多网同时运营状态下，单网络的业务需求变化不仅影响自身网络投资，还对其他网络投资造成影响；网络利用率的提升通常会引起投资需求的增加，但其影响通常表现为区间效应。例如，在2G网络的成熟期，无线网络利用率以75%为警戒线；超过75%则会影响通话质量，必须尽快投资扩容；75%以下则可接受。而4G网络及其业务形式更加复杂，无线网络利用率只能在一定程度上反映出网络资源的占用状况，仿真中无线网络利用率的升高对4G网络投资的增加只产生较小的影响。
（4）平滑柔性技术改造对网络资源代际转移及各代网络规模的影响。影响主要表现在以Single-RAN [8] 技术支持的“4G替换2G老旧设备”项目的实施方面，在4G网络正常扩容建设过程中融合2G改造技术。改造后，4G网络规模没有额外扩大，2G载频及频率退出；新增4G网络能力既满足4G业务需求，又反向支撑2G业务，实现了“一网资源兼容两网业务”，有效提高了频率资源利用率，并减少了2G网络的运维成本。
4.运维成本管理
（1）在生命周期的不同阶段，网络规模对运维成本的影响不同，运维管理的重点也不同。4G网络规模逐年扩大，且增加的速度加快，与之相应的运维成本也在逐步增加，但网络成本增加的速度远低于网络规模扩大的速度，单位成本下降明显，凸显出规模效益及网络节能技术的应用效果。可见，网络运维的重点由导入期的关注多代际网络“同堂”的运维管理整合优化过渡到了成长期、成熟期的节能减耗和降本增效。
（2）多种措施降低网络运维成本。网络运维成本是运营商很关键的支出内容，主要涉及租赁费（包括房屋租赁费和铁塔服务费）、代维费、电费及其他运维成本。
① 电费的节约（如5%）对ROA有直接贡献（提高0.16%）。通过对供电方式的积极调整（转供改直供）和设备、机房节能减排等多种创新技术的研发应用，可以有效降低单载频电费。
② 房屋租赁费的节约（如10%）对ROA有直接贡献（提高0.7%）。实行物业选址、机房集中化整合等措施均可以在一定程度上有效降低租赁成本。
（3）平滑柔性技术的降本效果。在采用该技术第一年和第二年，与不改造相比，运维成本分别下降11.43%和16.42%，带来全网综合ROA上升4.16%和3.33%；后期设备腾退后，房屋和租赁费的减少还会更大幅度地降本。
（4）C-RAN [9] 的基站集中化改造技术对网络成本的影响。依据仿真结果看，集中化改造带来了成本的下降和效益的上升，且集中化程度越高，经济效益越好：集中化程度为8∶1时，4G运维成本下降2.58%，总ROA上升0.88%；集中化程度为10∶1时，4G运维成本下降2.96%，总ROA上升1.01%。
根据当前主要面临退网决策的2G话音业务用户和物联网用户，单独建立退网决策子模型，并进行决策仿真。
1.退网决策子模型的建立与仿真设计
对演进模型进行一定的选裁，单独形成退网决策子模型，相应地，模型中的129个变量的仿真周期延长至2024年。退网决策子模型的因果关系图如图3-13所示。
图3-13 退网决策子模型的因果关系图
退网决策子模型中有四个反馈环路，其中有三个正反馈环，一个负反馈环，分别为退网决策与成本负反馈环、退网决策与可提供的能力正反馈环、退网决策与连接数占比正反馈环和退网决策与xG经济效益正反馈环。
2.两种退网模式的仿真分析
仿真选取了加速退网和自然退网两种场景。无论是自然退网，还是加速退网模式，2G用户的迁移比例上升幅度越大，受退网决策影响的总收入上升幅度也越大，且增量显著（若将两种情况下迁移比例从75%提高到85%，收入均可增加13亿元）。
加速退网模式假设：①运营商在3年内（从2019年到2022年底前）完成2G退网，每年减少1/3的2G用户；②3年内，每年依次停止提供运维的网络比例为20%、40%和40%。自然退网模式假设：①从2019年开始，2G用户每年减少20%，5年后（2024年底前）消退到0；②每年停止提供运维的网络比例为20%。其中，参照历史数据，假设减少的用户中25%为流失用户，75%迁移至高代际网络。
分别计算两种模式下成本的节约和收入的增加，按折现率5.5%计算，采用加速退网（2022年为退网完成年）的等效年均效益为84.98亿元，采用自然退网（2024年为退网完成年）的等效年均效益为68.64亿元。因此，加速退网的总体效益要优于自然退网。
本章前3节对电信运营管理体系进行了解读与解构，并运用系统动力学方法进行了多代际网络共存背景下的运营决策实证仿真，总结、印证和发现了网络代际演进的必然规律与运营管理决策重点。在此研究过程中，编者也一直在思考5G时代所面临的运营管理挑战，形成了部分探索性思考。
这里所说的“奇偶律”是指奇数代网络带来破坏性创新和偶数代网络带来继承性创新。奇数代网络演进通常是标准、技术和业务的全面变革，带来破坏性创新 ［23］ ；偶数代网络演进更偏向于市场和应用的规模性创新与成长，带来继承性创新。奇数代网络带来破坏性创新，但“有效”需求不足是产业规模发展受阻的主要原因：生成一代网络标准的前提是特定需求场景假设，奇数代网络是全新需求场景提出来的（如1G网络的移动语音、3G网络的流量、5G网络的大连接等）。偶数代是对既有需求场景投入产出的效能提升；奇数代培育的需求和供应链（能力）在偶数代实现了大规模生产和消费，需求的“有效性”在偶数代得到了充分的呈现。奇数代被打上了不太成功的标签，其成因在3G后愈加趋于复杂，从3G开始，决定需求“有效性”的业务主导者第一次来自运营商既有生态外部，如以苹果公司为代表的智能机与App Store商业模式，“流量”的需求“有效性”是靠它实现的。同样，人们现在无从得知5G“大连接”“实时、高可靠”的需求“有效性”如何实现，也许AI这样的水平技术或者自动驾驶等垂直OT是候选。5G时代做好需求、技术、市场和生态的培育将是6G应用有效性、价值爆发的重要前提。
在生命周期的不同阶段，网络上移动用户的特征及迁移影响因素不同。
在衰退期低代际网络上的移动用户 [10] ：以2G存量移动用户为代表，年龄偏大，对新技术、新业务的学习适应性较差，学习使用智能手机需要付出的时间和精力会对移动用户的迁移意愿产生较强的负面影响。在迁移推广时，要侧重减少移动用户对4G网络/终端的陌生感，并着重于推广简单、常用的核心功能。4G终端和套餐的价格不是阻碍2G移动用户迁移至4G网络的关键因素，无须针对目前还在网的2G移动用户进行大幅度的终端/套餐促销。
在成熟期网络上的移动用户 [11] ：以已经迁移至4G网络的移动用户为代表，是当前最主要的移动用户群体，年龄跨度大，兴趣多样且对手机有依赖。推广时，应侧重移动用户对高代际手机/业务的易用性、有用性感知，同时配合套餐价格、终端促销等营销手段。
在导入期网络上的移动用户 [12] ：以5G移动用户为代表，相对年轻，对新技术、新业务敏感且接受度高，对手机严重依赖。营销时，需更加重视移动用户对新网络/新终端的有用性与娱乐性感知，同时对新业务/新终端开展促销活动。运营商可以采取加强对已迁移移动用户的宣传活动来加强其对周边人们的影响，从而提升他们的迁移意愿。
终端对移动用户进入一个新的网络，或者从衰退期网络退出，都有比较大的影响，但终端在很大程度上不是运营商可以控制的，需要进一步研究5G终端产业链对5G网络运营的影响。
本章模型研究的仿真期内产业物联网还处于导入期，2G网络的连接数还比较大。物联网用户在对不同代际的网络进行选择时，更关注网络技术与应用场景的匹配。2G网络覆盖范围广、模组价格低、使用简单，主要应用在抄表、共享单车、儿童手表、电子付款机（Point Of Sale，POS）、定位器等低流量、大连接应用场景中；NB-IoT带宽窄、模组价格低，主要集中在智慧抄表的大连接、低功耗应用场景，不支持移动、语音功能；4G、5G网络传输速率高、支持无线即时通信、兼容性高等，主要应用在车联网、电子广告牌、工业路由、网关、智慧医疗灯光和视频监控等高流量、低时延应用场景中。物联网相关的绩效考核目标促使运营商在2017年以后发展了大量2G物联网用户，这些物联网终端与物联网用户企业的生产密切相关，二者之间涉及物联网用户的生产、安全甚至生命，不能随意断开，成为2G网络退出的主要困难之一。
5G时代势必会有大量toB的产业物联网用户，涉及物联网用户的迁移与发展需要找准切入点并提升多方协同能力。要从物联网用户特征及低代际网络向高代际网络迁移影响因素出发，找准业务发展切入点。推动物联网行业发展的关键影响因素有四个：政策支持、网络覆盖、产业生态和模组价格。物联网业务发展前期刚需不足，政策引导的影响非常大；物联网业务若与企业生产深度融合，对网络覆盖、服务质量（Quality of Service，QoS）的要求会更高；物联网业务需要在产业链搭建丰富的产业生态中才能开发出大量的应用；现阶段抄表、车联网等终端对模组价格更为敏感。
5G业务的资源配置管理决策模式与以往的代际模式大不相同，必将带来运营管理体系与能力构建方面的较大变革挑战。
5GtoB发展垂直应用已形成共识，但现有电信运营投资管理体系依托于“规划—建设—运维—优化—营销”的主线形成的组织架构、职能分工、核心业务流程因其成本低、效率高，更适用于大众市场；5GtoB应用场景的投资决策与运营管理则需要在规模与定制之间、质量与效率之间进行综合平衡，用户对产品在需求响应与交付服务方面的时效、质量、集成能力要求会更高，且有较多个性化成分，因此影响因素更为复杂。
毋庸置疑，发展5GtoB业务给需求预测、投资决策模式、建设与运维优化、产品交付和营销服务等运营管理整个体系都带来了运营业不得不直面的全新挑战，从找到对的需求到形成合适的业务与产品能力并交付用户，都对各种运营资源和能力的组织与建设、生态关系的新建或重构等提出新的研究课题。
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[1] 《中华人民共和国电信条例》，2000年9月25日中华人民共和国国务院令第291号公布，根据2014年7月29日《国务院关于修改部分行政法规的决定》第一次修订，根据2016年2月6日《国务院关于修改部分行政法规的决定》第二次修订。
[2] GSMA成立于1987年，是全球移动通信领域的行业组织，世界移动通信大会、亚洲移动通信博览会的组织者。
[3] 动态频谱共享：指在同一频段内为不同制式的技术动态灵活地分配频谱资源。这种方式可提升频谱效率、提高业务灵活性和承载能力，且有利于网络平滑演进。
[4] 因果关系图：可以简洁地表达出复杂系统中各变量之间的相互影响和相互作用的关系，从而确定出系统动态模型的范围。
[5] 中国的3G已基本完成退网。
[6] 图3-8中ROA的英文全称为Return On Assets，意为资产收益率，也叫资产回报率，用来衡量每单位资产创造多少净利润的指标。计算公式：资产收益率=（净利润/平均资产总额）×100%。
[7] 反馈环是由两个以上的因果链首尾相连形成的闭合回路。在因果链首尾相连形成反馈环后，将无法判别最初的原因和最终的结果。参与某个反馈环的所有要素构成了一种机制，这种机制具有独特的行为，环中任意一个要素的行为将受环中所有其他要素的制约和影响。
[8] Single-RAN：单一无线电接入网，是华为发布的一体化基站建网理念和解决方案，可以有效解决运营商多制式建网难题，有效减少运营商的CAPEX。RAN的英文全称为Radio Access Network，意为无线电接入网。
[9] C-RAN：Centralized RAN，意为集中式无线电接入网，一般指基于分布式拉远基站，云接入网将所有或部分的基带处理资源集中，形成一个基带资源池，并对其进行统一管理与动态分配，在提升资源利用率、降低能耗的同时，通过对协作化技术的有效支持而提升网络性能。因此，“C”也包含协作（Cooperative）、云（Cloud）及低碳（Clean）的意思。
[10] 问卷调研：2020年4—9月，收集2G移动用户问卷166份。
[11] 问卷调研：2020年4—9月，收集从2G网络向4G网络迁移的移动用户问卷223份。
[12] 问卷调研：2020年4—9月，收集从其他代际网络向5G网络迁移的移动用户问卷77份。