5G深度解读:通讯演进、技术实现与万亿产业投资机遇

2018乌镇世界互联网大会上,宽带资本董事长田溯宁提到,科技和生命一样,有着自己的进化历程。科技的变革之力能重构生产方式、企业组织与产品模式。过去十年,越来越成熟的无线数据服务已极大改变了我们的生活,从PC到智能手机,从互联网到移动互联网时代,科技发展始终伴随通讯的演进。现在,通讯即将迎来一个全新的时代——5G时代。

随着5G的到来,我们将从百亿连接进入万亿连接时代,置身于各种各样的智能场景,见证新物种大爆发。在浪潮来临前夕,宽带资本推出5G系列报告,聚焦新一代电信基础设施、高密度网络运营、边缘计算、产业互联网解决方案等投资机会。

主要观点

  • 从基础设备到行业应用,5G产业变革分为基础设施升级、网络架构调整、万物互联及AI应用全面爆发
  • 5G不是单纯进化,而是全新网络基础,是产业互联网基础设施
  • 业务模式最成熟的eMBB网络将最先落地
  • 与物联网紧密结合的mMTC网络次之
  • URLLC因技术积累与产业磨合需时,预计最后落地

通讯演进简史

通讯产业基本每10年迎来一次变革,回顾历史:

通讯演进历史:1G到5G发展历程

1G时代

1978年,美国贝尔实验室基于模拟和蜂窝技术研制出先进移动电话系统(AMPS),第一代移动通信正式出现,实现随时随地的语音通话。

2G时代

1990年开始,GSM和CDMA One相继发布,完成从模拟到数字的转变,全球进入数字通信时代,语音通话基础上新增短信等业务。

3G时代

2000年,国际电信联盟(ITU)确定WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA及WiMAX为3G四大主流标准,手机可享10+Mbps低速数据服务,移动网站开始出现。

4G时代

2010年,TDD-LTE和FDD-LTE两种制式成熟商用,数据传输能力提升至100+Mbps(最高1Gbps),智能手机全面普及,移动互联网产业兴盛。

5G时代

2017年12月,3GPP发布5G NSA标准;2018年6月发布5G SA标准;预计2020年开启全面商用,万物互联时代即将到来。

5G是什么

按照ITU 5G建议书规划,5G在速率、时延、连接密度、能效和频谱效率等方面有数十至上百倍的提升。5G分为三类网络:增强移动宽带(eMBB)、海量机器连接(mMTC)和高可靠低时延连接(URLLC)——简单来说就是更快、更多、更可靠。

5G三类网络eMBB/mMTC/URLLC业务系数对比

技术上如何实现5G

从4G到5G的变革涉及多项技术升级:

高频谱设备

利用更高无线频谱传输更多数据,但同时也会降低传输距离、提高能耗。5G中频频段从4G的2GHz提升至2.5-6GHz,同时引入20GHz以上毫米波高频频段,伴随天线、射频设备、光器件等的升级换代。

新空口技术

5G通过统一、灵活和可配置的新空口技术框架(5G-NR),应用全双工、灵活双工、极化码、非正交多址接入等多项技术,满足多样化场景及灵活系统设计,帮助运营商为垂直场景定制网络环境。

网络智能化

5G面临网络设备密度进一步提高,超密集网络(UDN)站点距离可达10m甚至更小。面对多系统、多分层、多小区的UDN,5G需要环境和业务感知能力及自优化网络技术,接入网层面无源设备将被有源设备大量替代。

网络虚拟化

运营商需用网络虚拟化(NFV/SDN)最大限度提高资源配置效率。统一的硬件平台为管理、维护、扩容带来便利,利用网络切片、边缘计算等技术推动5G满足各行业需求。

5G带来的产业变革与投资机会

5G将对整个科技产业带来本质性改变。据信通院《5G经济社会影响白皮书》,2020年5G商用当年带动直接产出约4840亿元;到2030年,带动直接经济产出6.3万亿元,年均复合增长率29%。可总结为三点:基础设施整体升级、通讯网络架构调整、万物互联及AI应用全面爆发。

5G产业变革三大方向与投资机会全景图

基础设施的整体升级

5G最先出现的是网络设备升级换代。4G时代仅中国移动一家累计投资超4500亿元,5G建设将带来万亿级投资。2018年运营商已初步完成系统验证;2019年启动主要城市试点;2020年正式商业化;2021-2023年进入建设高峰期。预计5G宏站为4G的1.2倍达320万个,小站保守估计为宏站2倍达640万个。市场机会集中在华为、爱立信、诺基亚、中兴等传统设备商,也惠及上游元器件厂商如烽火、长飞、光迅等。可关注毫米波天线、陶瓷滤波器、GaN功率放大器、100G以上光模块等技术供应商,小基站市场预计有爆发性增长。

通讯网络的架构调整

网络架构侧主要有开源化、边缘化和平台化三个方向。2018年6月O-RAN联盟正式建立,中国移动、AT&T、德国电信等12家运营商加盟。通过推广基于开源架构的白盒基站,软硬件解耦,打破传统设备商垄断,IT公司有望通过白盒基站进入CT市场。移动边缘计算(MEC)将存储及算力部署在边缘节点,降低网络传输压力,但设备部署运维、移动节点切换、算力弹性管理等问题仍待解决。该领域机会集中在云服务公司、存储计算设备公司、物联网公司及SaaS服务商中,云存储边缘化及边缘平台搭建可能率先落地。IT与CT边界更加模糊,按流量和通话时长计费的模式可能被颠覆,出现基于网络可靠性及时延的收费机制。

万物互联及AI应用的全面爆发

增强移动宽带(eMBB):主要支持C端日常使用,包括高清视频、VR、AR等大数据量应用。5G的10+Gbps无线传输下,图像渲染可能从设备端转移到云端,移动场景下享受VR及高清游戏将成为可能。

5G

海量机器连接(mMTC):主要用于物联网接入,包括视频监控、智能家居、可穿戴设备、智慧城市等。NB低频网络支持低功耗无线接入,NR高频网络支持高数据量设备接入,期待看到垂直领域解决方案供应商。

高可靠低时延连接(URLLC):主要应用于车联网及产业互联网,如无人驾驶、远程工业控制及远程医疗,要求毫秒级时延及低于0.001%丢包率。目前成熟度较低,需持续关注汽车、工业、医疗领域产业公司与网络服务商的合作。

从时间上看,4G到5G需要平滑过渡:业务模式最成熟的eMBB最先落地,随后是mMTC,URLLC因技术积累与产业磨合将最后落地。5G不是单纯进化,而是产业互联网基础设施——之前网络解决了C端需求,5G将解决产业需求。

5G各类型网络落地时间预测
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