趋势前瞻｜5G通信的发展与机遇

5G独立组网通信协议在2018年发布，相关频谱分配、基站建设、手机研发等已积极推进，主要国家将在2019年陆续商用5G服务。GSMA预估，5G收入规模在2025年将达1.3万亿美元。经济角度上，5G将驱动数据产业向5AIOT演进，催生基础建设、终端设备、应用服务等数个万亿级别的行业需求。

移动通信以10年为周期大演进，下一代5G技术是智能物联网的关键技术。4G在2010年逐步商用后，2015年4G手机全球销量份额突破60%，数据量5年 CAGR 超 30%，移动互联生态持续扩张。5G将在2019年商用，在速率、时延、可靠性、连接数等实现跳跃式进步，不仅提升现有用户体验，同时也助力移动互联向5AIoT智能物联网迁移，GSMA 预计2025年的5G收入规模将达1.3万亿 美元。

通信能力的提升，使加速边缘计算、自动驾驶、混合现实等新兴场景普及。在5G时期，中国的通信市场规模仍将领先全球，其次为北美、西欧、日、韩等地。我们判断，国内运营商将在 2019 年Q3开始小规模商用5G，接近欧美的商用进度。在功能上，5G的毫秒级时延与千兆级网络将能高效连结云端计算，节省终端的算力需求，支持自动驾驶、ARVR、4K/8K 高清视频等新兴场景。

1 移动互联向物联网迁移的关键技术

5G 为移动通信 10 年一次的大迭代

纵观移动通信问世至4G的发展历程，大致以十年为周期进行系统级迭代。第5代移动通信系统（5G）在频谱利用、传输能力、可靠性与时延等方面，呈现跳跃式的升级。近年随着通信协议标准完善，各地区频谱规划相继出台，全球主流运营商已经开始部署或规划5G网络。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

自4G通信商用的近十年来，网络数据流量以30%的CAGR增长，4G手机也在4 年内超越3G手机，成为移动终端主流。未来随着云计算与智能物联网等生态渗透，将对数据传输有更高的性能要求。未来的无线移动网络将通过5G达成高速率、可靠低时延、海 量接口等三大升级。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

三大技术对应不同场景。增强移动宽带（eMBB）主要面向热点区域，通过室内小基站或5G 手机提供 Gb/s 级别的数据传输速率。大规模连接（mMTC）主要面向智慧城市、环境监测、智能农业、森林防火等，以传感和数据采集为目标的低功耗海量连接，要求网络满足 100 万/km^2 连接密度要求，并保证终端的超低功耗和低成本。低时延、高可靠性通信（uRLLC）主要面向车联网、工业控制等行业特殊应用，需要达成毫秒级时延和接近100%的可靠性。

 

 

 

 

 

大国加快推进频谱分配与商用节奏

协议逐步完备，运营商与设备公司进入部署。国际电信联盟ITU于2012年设立了 “2020 及以之后的国际移动通信（IMT）项目”，在2015年将“IMT-2020”确定为5G的法定名称。全球移动通信标准化组织3GPP，也于2015年启动5G标准的制定工作，2016年开始了5G标准的预研；包含 5G的移动通信协议Release15在2018年发布。

全球启动5G频谱销售，中国预计年底发布。中国、美国、欧洲、日本、韩国为首的国家地区，已发布了各自的5G频谱规划。2018年3月英国先行启动全球首波5G频谱拍卖，韩国、美国、欧洲国家也在下半年陆续启动拍卖。以部署进程来看，国外运营商在2017年开始部署试商用网络，并预计在2019年下半年开始陆续进入正式商用。以规模来看，市场最大的地区依序为：中国、北美、西欧、日韩、俄罗斯，澳大利亚。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

国内运营商加快部署，赶上欧洲的商用节奏。工信部也确定了2020年5G商用的目标，由于国内频谱不收费，运营商能做更激进的布局。三大运营商建网节奏相近，普遍规划在2019下半年开启局部商用，并在2020年实现大规模商用。

 

 

 

 

 

 

 

国内的5G频谱分配已确定，商用以Sub 6GHz为主，毫米波尚未规划。中国移动为N41（2.6GHz）与 N79（4.8GHz）， 各得到100MHz 频谱资源，优势是低频段部署更容易；联通与电信在 N78（3.5GHz）各获得 100MHz 频谱，优势是与海外主流频段相同，可以复用。毫米波频段国内尚未规划。

布网方式分为独立与非独立组网，后者能加快部署进程。3GPP在2018年发布的R15标准，5G分为非独立组网（NSA）和独立组网（SA）两种规范。非独立组网标准是由4G的基础上新增5G无线组网，可以复用4G的核心网与承载网，节约部署时间；而独立组网（SA）标准才能实现5G的全部特性。

独立组网部分，预计于2019年下半年发布的R16通信协议中体现，届时将满足完成ITU对于 5G的功能要求。运营商也会随着R16标准逐渐明确，加快5G网络部署。原本中移动跟中国电信采取独立组网（SA）路线，但是由于落地的时间要求由2019年10月向前推进，中国移动决定在今年先使用非独立组网，明年再独立组网，进度逼近欧美国家。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

在终端手机上，预计2019年上半年将有相应产品推出，但以测试样机与试商用为主，全年销量在百万量级；起量要等到 SoC 方案，大约要2020年中。原本SA路线下，中国移动预计集采20 万部5G手机，现在可能加大采购量。

中国电信原本也是规划独立组网的技术路线，虽然尚未表态采取非独立组网，但有可能会为了时效而调整战略，争取下半年推出服务。中国联通则是加快相关的部署进度，试商用的时点由三季度末提前到今年5月，上半年即有手机测试样机需求。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

通信能力升级，带动数据消费新兴场景

5G应用场景的多元化，源于在无线接入和网络架构两方面的技术创新，包括大规模天线阵列、超密集组网、新型多址技术、毫米波技术、新型多载波技术、先进编码技术等， 5G 网络架构技术包括网络切片、移动边缘计算、控制承载分离、网络功能重构等。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

通信能力的提升，使加速边缘计算、自动驾驶、混合现实等新兴场景普及。在功能上， 5G 的毫秒级时延与千兆级网络，将能高效连结云端计算，节省终端的算力需求，支持自动驾驶、ARVR、4K/8K 高清视频等新兴场景。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5G将拉动通信资本支出与数字服务。据GSMA预测，截至2025年，5G连接将占整体通讯行业的 12%，连接数达11亿，运营商收入 CAGR 将达2.5%，即2025年创收1.3 万亿美元。GSMA 预计截至 2035年，5G将创造3.5万亿美元的市场规模，并创造2200万个就业岗位，其中国内市场规模将达到9840亿美元，并创造约950万个就业岗位。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

根据中国通信研究所预测，在5G商用初期，运营商大规模开展网络建设，设备投资将成为行业增长的主要来源；预计2020年，网络设备和终端设备收入合计约4500亿元。在5G商用中期，来自用户的终端设备和电信服务支出持续增长，预计到2025年，上述两项支出分别为1.4 万亿和 0.7 万亿元。在5G成熟阶段，互联网企业的信息服务有望成为行业主力，预计2030年，相关收入达到2.6万亿元。

2 基建投入万亿级别，关注行业龙头

5G 架构及性能要求，基站投资大增

频率提高使得基站覆盖地区变小，带动各层级基站个数需求增加。根据工信部数据，2017 年中国4G宏基站数量为328万。我们预测，5G成熟阶段的宏基站会是4G的1.1-1.5倍之间。此外，小基站能够补充偏远地区的宽带网络，也会提高基站总数的需求。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

运营商资本支出，驱动5G设备商营收主要素。根据中信证券研究部通信组的调研，5G基站设备初期的单基站成本超过50万，为4G成熟期方案的3倍以上；初期的部署虽然范围有限，需等待协议与方案成熟后才会大规模建设，但有望驱动运营商的资本支出恢复增长。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5G的网络架构有别于4G。以频谱来看，传输方式分为Sub 6G与毫米波。由于各国的频谱资源不同，5G的传输方式又可分为 Sub 6G 与毫米波，前者顾名思义是在 2.6GHz、 3.5GHz、 4.8GHz 等6Ghz 以下的频率传输，与4G网络较为相近；毫米波则是以28GHz、 37GHz、64GHz 等超高频段传输，具有高速与频谱资源丰富等优势，但也有传输距离短，信号易衰减等缺陷。

毫米波阵营是以美国为主，Verizon 与 AT&T 在 19H1 会有商用，其余为日本、韩国、 部分西欧以及俄罗斯。毫米波由于信号衰减问题，在手机端的应用可能空间有限；CPE的需求会比移动端大，有一部分的家庭或城市热点区域，会以CPE来补充 WiFi。Sub 6g 是多数国家的主流技术，国内目前也只有规划 Sub 6G 相关产品。

通信基站的架构由射频单元（RRU）、基带单元（BBU）、核心网（EPC）组成。射频单元（RRU）用来放大、滤噪、开关讯号，并通过天线来做发送与接收，而基带单元（BBU）将信号进行调制并传送给核心网（EPC）。

4G基站将射频处理单元（处理信号转换、调制解调、放大滤波），与天线系统（负责信号接收与发送）；而5G将射频单元与天线进行整合来提高灵敏度、降低信噪干扰，称为有源天线射频单元（AAU）；依照功率与覆盖半径分为宏观站、微基站、皮基站、飞基站。

 

 

 

 

 

 

此外，5G 网络架构将基带单元（BBU）分为集中式单元（CU）与分布式单元（DU）；集中式单元（CU）主要包含非实时性的无线高层协议栈功能，同时支持部分核心网下层和边缘应用业务；而DU设备主要处理实时性需要，使得信息处理的速度。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5G带动基站数量大幅增加。根据Yole的预测，5G的毫米波段和Sub-6G频段，将搭建大量的 5G宏基站、毫米波微基站、Sub-6G 微基站。总的基站数将由2017年的375万个，增加到2025年的 1442 万，CAGR18.33%。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

把握关键节点，优选细分龙头。

由于5G采用了大规模阵列天线与毫米波等新增频段，并将逐步取代传统宽带，因此小基站、室分系统、射频天线等是增量较大的环节。5G产业链上的中资企业有望通过成为华为、中兴的供应商来提升行业份额，但在核心芯片环节国产替代的比例仍低，须加速追赶。

我们认为，基站建设与测试设备是5G落地最早实现业绩的环节，而从收入弹性来看，射频器件、天线、基带、小基站等行业，有望具有三年以上的需求增长。长期来看，终端设备与应用服务场景，如自动驾驶、AR/VR、4K/8K高清视频等场景将受到5G网络能力的驱动。

摘自—随锐科技