5G:高工作頻率以及頻譜帶寬帶來高通信容量5G(5thgeneration)是指第五代移動電話通信標準。3GPP(第三代合作伙伴計劃，電信標準化機構)將5G標準分為了NSA(非獨立組網)和SA(獨立組網)兩種方式。其中NSA組網是指使用現有的4G基礎設施，進行5G網絡的部署，5G僅承載用戶數據，而控制信令仍通過4G網絡傳輸，而SA組網是指新建全部的5G網絡，包括新基站、回程鏈路以及核心網，引入全新網元與接口，大規模采用網絡虛擬化、軟件定義網絡等新技術，其技術難度也將高于NSA組網。未來5G網絡建設將從NSA開始，并逐步向SA靠攏。5G工作頻率以及頻譜帶寬高于4G，通信容量將大大提升。無線通信技術所使用的頻譜帶寬與工作頻率成正相關，4GTD-LTE模式工作在2.6GHz，頻譜帶寬約40MHz，中國5G通信將采用三種工作頻率:2.6GHz，3.5GHz和4.9GHz，頻譜帶寬為100MHz。此外，5G未來建設還將采用毫米波信號即24.25GHz至52.6GHz的工作頻率，其頻譜帶寬也有望進一步擴展至400MHz。隨著頻譜帶寬的增加，5G通信所能容納的數據容量也將大大提升，通信容量的提升也將允許更多的設備接入網絡，同時提供較大的數據流量。5G較高的工作頻率將導致基站密度大大增加。根據電磁波的特點，其頻率越高，傳播過程中的損耗越大，因此5G較高的工作頻率也將導致信號傳輸半徑小于4G通信，單基站覆蓋面積小于4G通信，因此對于覆蓋同一區域，所需的5G基站數量遠大于4G通信。新增的基站需求除了通過宏基站滿足以外，還將通過小基站進行補充，實現對人口密集地區的信號全覆蓋，例如室內以及城區。多項技術革新進一步提升通信性能5G通信不僅僅是工作頻率以及帶寬的提升，同時將采用多種新技術進一步保證通信性能的提升。5G通信將采用的新技術包括MassiveMIMO、波束成形以及全雙工技術。其中MassiveMIMO技術將進一步提升移動網絡的通信容量，波束成形將提升頻譜利用率，全雙工技術將保證5G的高吞吐量以及低延時。MassiveMIMO技術采用大規模天線陣列，大大增加通信網絡的承載能力。MIMO(multiple-inputmultiple-output)是指多端輸入多端輸出，目前這一技術在4G上實現了基礎應用，主要為4*4天線。而5G時代，MassiveMIMO技術有望采用128*128天線矩陣，通過同時采用大量天線進行同步處理，其頻譜利用率大大增加，網絡承載能力進一步加強。
波束成形技術保證MassiveMIMO的實現，同時提升頻譜利用率。由于MassiveMIMO技術采用的天線矩陣集成了較多的天線振子，每個天線振子發出的電磁波在空間中可能會彼此干擾。通過波束成形技術，我們可以將每個天線振子發出的信號進行塑形，使其在特定方向上進行傳輸，從而減少信號干擾，保證傳輸距離。此外，我們可以利用波束成形技術同時從多個天線振子發送更多的信息，進一步提升頻譜利用率。全雙工技術顛覆2G到4G通信模式，保證了通信的高吞吐量。全雙工技術是指信號的發射和接收占用相同的頻率資源同時進行工作，在2G到4G時代，往往需要將上行(信號發射)和下行(信號接收)的工作頻率分開，因此頻譜利用效率較低。而5G采用的全雙工技術上行下行采用同個工作頻率，極大的提高了頻譜利用率，保證了通信網絡的高吞吐量。大數據容量以及低延時是未來多種應用的基礎三大技術場景:不同場景下技術要求略有不同。3GPP定義了5G的三大技術場景:eMBB，mMTC和URLLC。其中eMBB是指3D和高清視頻等大流量移動寬帶業務，未來的主要應用是VR/AR;mMTC是指大規模物聯網業務，未來的主要應用是智能家居、智慧城市;URLLC是指低延時、高可靠連接業務，未來的主要應用是車聯網及智能制造。5G較大的數據容量將允許更多的設備接入網絡。2G到4G技術目前主要是手機的接入，從單純滿足人們的語音通話需求，逐步發展到滿足人們易日增長的數據流量需求。5G時代提供的超大規模數據容量將使得更多的設備接入網絡成為可能，包括:家居產品、汽車、工廠設備，因此也是多項應用的基礎，包括:智能家居、智慧城市、車聯網、工業互聯等。此外，由于通信速度的提升，我們未來可以將更多數據上傳到云端進行計算，其運算速度有望媲美本地計算，因此對于終端設備計算能力的依賴度有望逐漸降低，云計算也有望迎來新增長點。5G通信超低延遲的特點是未來多種應用的基礎。5G將通過降低空口傳輸(即基站和移動電話的通信)時延，以及減少轉發節點，縮短源到目的節點的傳輸距離，從而大大降低整體通信延時。根據ITU和IMT-2020(5G)推進組提出的要求，5G網絡需要達到1ms的端到端實驗要求，極低的延時以也將是車聯網及智能制造的基礎。以自動駕駛為例，一輛車速為120公里/小時的汽車，前后車在緊急制動情況下的時間差只有15ms，而4G網絡的延時為50ms，在4G網絡下遇到緊急情況，無法避免事故的發生，而5G網絡1ms的延時，基本上等于實時反應。因此，大數據容量、超低延時的5G通信是未來智能家居、智慧城市、云計算、車聯網、自動駕駛的發展基礎。▌流量需求暴增，進入4G擴容，5G初期建設階段9月，中國移動互聯網DOU已突破5GB，增速高達162.5%。2017年Q1，中國聯通4G網絡利用率只有15%，為了提高利用率，公司推出了不限流量套餐，對用戶的吸引效果明顯，隨后中國電信和中國移動跟進。無限流量套餐的推出極大的促進了移動互聯網流量的增長。根據工信部數據，2018年9月戶均移動互聯網接入流量(DOU)達到5.15GB，YoY162.5%，前三季度移動互聯網累計流量達到466億GB，YoY201.9%。同時固定互聯網使用量保持較快增長，前三季度流量同比增長42.5%。移動流量暴增主要是由于“提速降費”。移動流量的暴增主要是由于兩方面原因：第一，中國4G的移動帶寬逐步提升，2018年Q2下載速率已經達到了20.22Mbps，與固定寬帶網絡下載速率(21.31Mbps)相差不大，用戶體驗較好;另一方面是由于流量價格的降低，國家自2015年初提出“提速降費”。根據中國通信研究院的數據顯示，截至2018年6月，移動網絡平均資費比2014年底降低了91%，資費的降低極大的刺激了移動網絡的發展。4G網絡利用率達到70%后必須進行擴容。對于電信網絡的建設，當網絡利用率達到60%以上后，需要開始進行網絡擴容，70%以上后就必須擴容，否則將極有可能出現網絡擁堵。目前高峰時期的消費者體驗下降了20%。根據測算，現有4G網絡基站數量理論能承載的DOU為11GB。因此，中國移動2018年中報發布會上，宣布下半年加大4G網絡的擴容力度。4G網絡存在上限，5G網絡勢在必行。我們需要注意到，4G網絡的容量極限存在上限，單純依靠4G網絡的擴容是無法滿足移動網絡流量的增長的。而根據香農極限，通信系統的帶寬與工作頻譜的帶寬以及信道的信噪比有關，此外對于MIMO通信系統，傳輸極限還與MIMO的自由度有關。相比于4G網絡，5G通信網絡工作在較高的頻段，甚至是毫米波頻段，可以支撐更高的頻譜帶寬。4G頻譜帶寬為20MHz而5G的C-band頻譜帶寬將達到100MHz，毫米波段的頻譜帶寬將達到400MHz。此外5G網絡也將采用更高自由度的MassiveMIMO技術，5G網絡的通信容量將遠大于4G網絡。5G網絡有望于2019年下半年在核心區域大規模建設，并于2020年實現大規模商用。當然，5G網絡的建設不會在一開始就在全國推廣，否則整體建設成本過高。考慮到網絡流量需求的增長，2019年下半年，4G網絡在核心區域面臨很大的流量壓力，屆時，在核心區域5G網絡的大規模建設是必然的。此外根據三大運營商的時間表，5G網絡2020年有望實現大規模商用。▌政策導向決定建設節奏工信部工信部推動下，5G技術研發第三階段試驗有序推進中，2019年有望預商用。2016年1月，工信部正式啟動5G技術研發試驗，明確了5G技術的研發分三個階段進行推進:關鍵技術驗證、技術方案驗證和系統方案驗證。其中第一階段試驗于2016年9月完成，第二階段試驗于2017年9月完成，截至2018年9月，華為已經完成了基于3GPPR15國際標準的5G非獨立組網(NSA)測試和獨立組網(SA)功能測試，第三階段測試處于有序推進中，目前試驗進程已過大半，2019年有望實現預商用。
發改委發改委進一步明確5G建設規模，并對5G頻率占用費用實行“頭三年減免，后三年逐步到位”的優惠政策。2017年11月，國家發改委印發《關于組織實施2018年新一代信息基礎設施建設工程的通知》，重點支持5G規模組網建設以及應用示范工程。此外2018年4月，發改委印發《關于降低無線電頻率占用費標準等有關問題的通知》，對5G頻率占用費用實行“頭三年減免，后三年逐步到位”的優惠政策，即自5G公眾通信系統頻率使用許可證發放之日起，第一年至第三年免收無線電頻率占用費;第四年至第六年分別按照國家規定收費標準的25%、50%、75%收取無線電頻率占用費，第七年及以后按照國家規定收費標準的100%收取無線電頻率占用費。這一優惠政策可能為運營商部署5G網絡節省超過千億的網絡建設成本。地方政府地方政府積極參與，共同推進5G的商用進程。2017年11月，湖北省政府正式部署5G基站規劃建設工作，明確到2023年基本實現湖北省城鄉5G網絡全覆蓋;2018年7月，海南省政府表示為了推進5G網絡試點建設，計劃在2年內投資120億元以上，建成高質量、高水平的通信網絡;2018年9月，北京市政府與冬奧組委會共同研究2022年冬奧會各場館的5G覆蓋方案;2018年11月，上海市政府表示2020年底，上海將率先完成“雙千兆寬帶城市”建設，5G率先開展商用。運營商中國移動將在今年年底推出首批符合需求的5G芯片。2017年6月，中國移動和中興通訊在廣州開通了全國首個5G預商用測試基站;11月，聯合高通和中興通訊成功實現了全球首個基于3GPPR15標準的端到端5G新空口系統互通。在2018年MWC大會上，中國移動發布了5G商用產品樣機及測試結果。目前中國移動公布了2018年5G規模試驗計劃——將在杭州、上海、蘇州、廣州、武漢5個城市開展外場測試，每個城市將建設超過100個5G基站，并在其他12個城市進行5G業務和應用示范。此外，中國移動聯合全球20家終端產業合作伙伴共同啟動“5G終端先行者計劃”。中國移動還表示將在2018年底前推出首批符合需求的5G芯片，2019年上半年發布首批5G預商用終端。根據中國移動的5G建設計劃，2018年完成5G的系統驗證，于2019年底前完成規模試驗以及預商用網絡的建設。
中國聯通已經完成聯合華為、中興、諾基亞完成部分外場性能驗證。2018年1月，中國聯通向工信部遞交了申請，計劃在北京、天津、上海、深圳、杭州、南京、雄安7個城市進行5G試驗。之后在3月9號，中國聯通發布了5G計劃時間表，將于2018年進行5G組網試驗，2019年預商用，2020年正式商用。此外中國聯通網絡建設部副總經理馬紅兵透露，已經在上海和深圳完成了外場建設工作，華為、中興和諾基亞的5G樣機實驗室驗證以及部分外場性能驗證也已經完成。根據中國聯通5G的建設計劃，在2018年在16個城市進行5G規模實驗以及業務驗證，并在2019年完成預商用。
中國電信已在六個試點城市開展5G無線組網能力和方案驗證。2017年8月，中國電信宣布在雄安新區啟動5G創新示范網建設，同時發布了《中國電信5G創新示范網白皮書》，并表示將以5G創新示范網建設為契機，2019年實現5G試商用，2020年實現重點城市的規模商用。隨后，中國電信相繼在雄安、深圳、上海、蘇州、成都、蘭州六個城市開通5G試點，主要進行3.5GHz頻段的無線組網能力和方案驗證。根據中國電信的5G建設計劃，2018年在6個城市，每個城市建設6-8站5G基站，并完成5G在3.5GHz頻段的無線組網能力和方案驗證，在2019年擴大到17個城市，并完成預商用試驗，在2020年完成商用，并覆蓋重點城市?？梢钥闯?，在政策推動下，三大運營商5G的時間線較為一致，都是在2019年預商用，2020年實現重點城市的正式商用。設備商華為推出基于毫米波的5GCPE芯片-Balong5G01，并完成了5G毫米波的首次商用。今年年初，華為推出了首個基于3GPP毫米波的5GCPE芯片-Balong5G01，并率先推出了業內首個毫米波5GCPE。此外10月，華為實現了基于3GPP的5G毫米波首次商用，也標志著基于3GPP的5G毫米波網絡與相關產業鏈已經成熟，全球5G毫米波的應用開始正式啟航。(來源:C114中國通信網)愛立信成功撥通第一個5G制式電話，并獲得7個5G商用合同。今年10月，愛立信與高通宣布成功撥通第一個5G制式電話。此外愛立信目前已經獲得了7個5G商用合同，并與全球領先的運營商簽署了40項5G網絡測試的合作諒解備忘錄，并與全球22家行業合作伙伴、45所大學和研究機構在5G領域全面展開合作。中興已完成首個5G外場端對端全業務通訊。今年7月，中興通訊順利完成了3GPPR15NSA模式3.5GHz室內基站和5G核心網測試，隨后在10月，中興通訊攜手中國電信在雄安新區實現了首個5G外場端到端全業務通訊，基于3GPPR15標準，采用3.5GHz頻段，SA組網架構，標志著5G網絡正式商用又進一步。(來源:C114中國通信網)諾基亞貝爾已完成端對端5G新口數據通話測試。今年6月，諾基亞貝爾宣布成功完成端到端5G新空口(5GNR)數據通話測試，該測試屬于我國工業與信息化部(MIIT)所開展5G技術研發試驗的一部分。本次雙網絡數據通話測試符合3GPP標準，利用3.5GHz頻段5GNR系統無線網絡和2.1GHz頻段LTE網絡，以及PRISMA通信測試公司(PRISMATelecomTesting)提供的5G用戶設備模擬器完成。通過將5GNR與已連接至現有云化分組核心網的4G無線電設備相連接，便可實現雙網絡連接，這能夠幫助當前的4G運營商快速實現5G覆蓋并推出5G服務。5GNR數據通話測試將大大促進5G技術在sub-6GHz頻段的驗證，從而實現廣域覆蓋和大規模IoT連接，并推動中國在2020年完成5G商用部署。各大設備商已經完成5G的部分測試，5G正式商用在即。目前中興和華為已經完成了NSA組網的全部測試，華為、中國信科、愛立信、中興完成了SA核心網測試，華為完成了SA基站功能測試，中國信科、愛立信、中興基本完成基站功能測試。
▌重要投資節點5G頻譜劃分正式確定，網絡規劃開始，初期建設開始5G通信所使用頻譜分為中低頻和高頻，中低頻在建設早期易于實現，而高頻將是未來的建設趨勢。頻譜是指運營商采用的移動網絡傳輸頻率范圍，5G通信所使用的頻譜主要分為中低頻(450MHz至6GHz)和高頻(即毫米波，24.25GHz至52.6GHz)，其中中低頻由于與之前2G到4G時代所用工作頻率相差不大，技術上較容易實現，而對于高頻信號，工作在這一頻率范圍的元器件需要采用新技術以及設計，因此價格昂貴。但是由于可以使用的頻譜帶寬與工作頻率成正比，越高的工作頻率意味著可以使用越大的頻譜范圍，高頻信號(毫米波)可以提供更高的數據速率，使用毫米波也將成為5G未來的發展趨勢。5G頻譜劃分決定運營商設備采購標準。在不同頻率，運營商所采用的設備設計以及元器件選擇略有不同，比如天線設計中的濾波器以及其他集成電路元件。大部分國家的5G建設將從中低頻信號開始。美國由于之前在2G到4G時代已經將絕大部分中低頻的頻譜劃分給了運營商，因此5G建設以高頻信號(24GHz和28GHz)為主。中國的5G頻譜范圍包括2.6GHz、3.5GHz，4.9-5.0GHz，中低頻段設備較毫米波較為成熟，設備成本較低，因此中國在5G的初期建設以及推廣階段具有一定優勢。5G頻譜劃分的正式確定重要性大于牌照發放，頻譜劃分后網絡規劃將正式開始。5G頻譜劃分是真正移動運營商5G網絡建設開始的標志，頻譜劃分后，移動運營商才可以根據分配頻率進行網絡規劃，并開始著手進行相應設備的采購計劃。根據工信部批復的三大運營商5G試驗頻率:中國移動獲得2515MHz-2675MHz和4800MHz-4900MHz的頻率資源，中國聯通獲得3500MHz-3600MHz的頻率資源，中國電信獲得3400MHz-3500MHz附近的資源。跟據這一分配，中國移動將獲得初期的建設優勢，主要是由于這一頻段中國移動積累了大量4GTD-LTE設備，初期建設較其他兩家有優勢。此外由于2.6GHz的頻段相比于3.5GHz的覆蓋成本低，覆蓋效果好，中國移動也將獲得一定優勢。設備集采開始，產業鏈訂單正式落地，5G建設正式鋪開第二個重要的時間節點是5G設備集采開始，標志5G建設正式鋪開。5G頻譜劃分以及相應網絡規劃完成后，設備采購的正式開始則標志著5G帶來的業績正式兌現。移動運營商將沿著如下的順序來進行建設:先鋪設光纖光纜，然后進行基站建設，接著進行天線架設，最后才是通信設備覆蓋。5G產業鏈上的光纖光纜、小基站、宏基站、基站天線、基站濾波器及功放、光模塊、核心網絡設備也將依次受益。設備招標先于通信牌照發放，招標完成后，通信設備行業營收增速開始上升。根據之前3G和4G建設的節奏，在牌照正式發放前的半年到一年，移動運營商將進行通信設備的招標。根據通信行業各板塊營業收入的變化，我們可以看到在設備招標開始后整體通信設備行業的增速開始上升，業績逐步兌現。
核心城市網絡大規模鋪設，5G建設快速增長第三個重要的時間節點是5G網絡在核心城市的大規模鋪設，標志著5G正式進入高速增長階段。鑒于5G較高的建設成本，5G的建設不會立即在全國全面鋪開，運營商將傾向于在核心城市以及數據需求量較高的地區先進行大規模鋪設，以滿足人們暴增的流量需求。5G網絡的大規模鋪設也將帶動產業鏈訂單進入高速增長期。5G和4G網絡共存可能會成為較長期的情況，核心區域實現5G網絡覆蓋，農村及偏遠地區以4G網絡為主?？紤]到4G網絡的發展已經較為完善，目前已經逐步滲透到多個農村和鄉鎮，而5G網絡基站覆蓋范圍較小，要求基站密度較高，難以實現對偏遠地區的全覆蓋，并且4G網絡資本開支較高，運營商尚未收回成本，4G網絡仍將存在一段時間，尤其是對于流量需求較低的偏遠地區。而對于核心區域，居民數據流量需求增速較快，未來可能出現的新型設備及應用也將進一步刺激流量需求的增加，核心區域將率先實現5G網絡的覆蓋。因此，我們預計未來將形成5G和4G網絡共存的局面。中性預測下:2019-22年移動運營商5G移動網絡資本開支將為4G高速建設時期的1.3倍。移動運營商每年的Capex主要分為移動網絡建設和固網建設?；谥行灶A測，我們認為在5G建設帶動下，移動運營商移動網絡建設的Capex增長速度為40%/50%/70%，其他Capex保持5%的增速，則2019-22年移動運營商的Capex為3414/4229/5836億元人民幣，其中5G移動網絡建設為4G高速建設時期(2014-16年)的1.3倍。
基于悲觀預測，我們假設移動網絡建設的Capex增速為30%/40%/50%，其他Capex保持5%的增速，2019-22年移動運營商的Capex為3312/3943/5163億元人民幣，其中5G移動網絡建設為4G高速建設時期的1.1倍。
基于樂觀預測，我們假設移動網絡建設的Capex增速為50%/60%/80%，其他Capex保持5%的增速，則2019-22年移動運營商的Capex為3517/4536/6603億元人民幣，其中5G移動網絡建設為4G高速建設時期的1.5倍。5G光纖消耗量是4G的4-5倍，光纖光纜行業將逐步受益。根據運營商研究院測算，5G時代光纖光纜消耗量應當是4G的4-5倍。運營商的光纖光纜需求主要通過公開招標的方式進行采購，一般是提前半年到一年確定需求并進行公開集采。2019年5G來臨前光纜價格承壓，總量保持低速增長，2020年起將逐步受益。光纖光纜的需求主要包括移動網絡、固網以及骨干網城域網的建設及維護，其中移動網絡包括5G和4G網絡。2019年年底有望開始進行5G光纖光纜的鋪設，但是初始建設規模較小。我們預計2019年中國市場所需光纖光纜芯公里數將保持低單位數增長，其需求主要是4G擴容以及固網的建設，5G建設帶來的增量需求較小。隨著5G建設的逐步推行，2020年起有望在核心區域進行規模建設，整體光纖光纜的需求也將相應增長，增速有望進一步加快。此外，由于2016-18年中國光纖光纜價格上漲明顯，2017年漲幅約11%，2018年漲幅約5%，運營商有可能在2019年下調光纜價格，導致整體市場規模下滑，但是2020年之后光纜價格有望重回增長，整體市場規模也將逐步增長。
基站建設將帶動設備廠商受益基站建設將隨后跟進，基站建設及通信設備廠商將受益。由于5G工作頻率相對4G較高，因此信號覆蓋范圍小于4G網絡，基站建設密度大于4G網絡，因此隨著5G網絡的發展，基站建設的建設也將逐步推進，在其帶動下設備廠商將逐步受益。我們預計5G建設時期中國宏基站設備市場規模將達到8960億元人民幣。我們預計新增5G基站數量將達到400萬站，并假設原有4G基站設備更新為5G設備的比例為40%(中性預測)，則5G宏基站設備總共需要約560萬站。目前4G宏基站設備平均單站價格為8萬元人民幣，預計5G建設初期設備價格較高，后期將逐步降低，我們預計5G宏站設備平均價格為4G設備的2倍，為16萬元人民幣。根據以上假設，我們預計5G宏基站建設整體市場規模將達到8960億元人民幣，假設建設周期為7年，則每年的市場規模將達到1280億元人民幣。
5G建設也將拉動小基站業務的增長，我們預計整體市場規模將達到240-360億元人民幣。在5G時代，由于宏基站難以完全滿足信號覆蓋需求，小基站將成為實現人口密集地區信號覆蓋的重要設備。預計5G將新增小基站800-1200萬站，假設5G小基站的平均單價為3000元人民幣，則整體市場規模將達到240到360億元人民幣，假設建設周期為4到7年，則每年平均市場規模為34到90億元人民幣
京公網安備 11010502049343號
