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第一章行业概况第五代移动通信技术(英语:5thGenerationMobileNetworks或5thGenerationWirelessSystems、5th-Generation,简称5G或5G技术)是最新一代蜂窝移动通信技术,也是继4G(LTE-A、WiMax)、3G(UMTS、LTE)和G(GSM)系统之后的延伸。5G的性能目标是高数据速率、减少延迟、节省能源、降低成本、提高系统容量和大规模设备连接。Release-15中的5G规范的第一阶段是为了适应早期的商业部署。Release-16的第二阶段将于00年4月完成,作为IMT-00技术的候选提交给国际电信联盟(ITU)。ITUIMT-00规范要求速度高达0Gbit/s,可以实现宽信道带宽和大容量MIMO。
年10月31日,三大运营商公布5G商用套餐,并于11月1日正式上线5G商用套餐。
图5G行业产业链
资料来源:资产信息网千际投行
图移动通信跨代演进路线
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国际电信联盟ITU定义的5G三大应用场景
eMMB——增强型移动带宽,VR一直进展不顺,因为VR需要至少M的速度,现在4G速度达不到,使用VR的体验很差,而5G的超大的网络吞吐量以及更快的速率将极大推动VR/AR、社交网络和无线家庭娱乐等产业的发展。
mMTC——海量机器类通信,海量的物联网设备数据传输将促进智慧农业(智能放牧、种植、精细农业等)、智慧城市(各种基础设施)、智能制造(机器人控制、零部件监测)、智能家居等领域的发展。
uRLLC——超可靠低时延通信,超可靠的低时延特性将促进车联网(自动驾驶)、远程医疗诊断、智慧医疗、无人机(巡检和安防)以及智慧能源(馈线自动化系统)等领域的发展。特别是自动驾驶领域,普通人踩刹车的反应速度大约是0.4秒,而无人车在5G场景下的反应速度有望不到1毫秒。
图5G三大应用场景
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5G关键指标及定义
5G关键能力之一是能为大规模移动用户提供在热点区域1Gbps的数据的传输速率。而据IMT-00数据显示,5G比4G具备更高的性能,体现在用户体验速率、流量密度、时延、移动性和峰值速率上。而对于3G、4G等前代通信技术而言,通信速率是唯一的作为判断技术能力的指标。
图5G关键指标及定义
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5G不同类型基站
据国际电信联盟(ITU)的分类,5G移动通信基站主要有四种类型,根据覆盖能力划分从大到小分别是宏基站(宏站)、微基站(微站)、皮基站(微微站、企业级小基站)以及飞基站(毫微微站、家庭级小基站)。在5G基站建设中,微基站、皮基站和飞基站由于具有小型化、低发射功率、可控性好、智能化和组网灵活等特点,成为基站建设热点。
图5G不同类型基站
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5G产业链由上游基站升级(含基站射频、基带芯片等)、中游网络建设、下游产品应用及终端产品应用场景构成,包括器件原材料、基站天线、小微基站、通信网络设备、光纤光缆、光模块、系统集成与服务商、运营商等各细分产业链。
图5G产业细分图表
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图5G全产业链
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5G商用在即,产业规划进入倒计时,几大应用场景即将全面落地。随着5G标准的不断确定与技术的持续发展更新,5G通信产业距离商用目标已经越来越近。国家大力出台相关产业政策对5G通信产业进行支撑,同时各相关企业也逐步加码5G相关产品的研发与生产,力争在即将到来的5G时代抢占先机。在投资方面,前期5G通信产业的发展离不开基础设施的升级改造,基站系统及射频、天线模块是前期5G通信产业在布局产业规划过程中的主要投资标的,而后期的应用场景则是5G落地的最终形态,物联网、车联网及VR/AR等应用场景将成为5G通信产业发展成熟时期的投资选择。
第二章商业模式和技术发展.1产业链价值链商业模式
.1.15G产业链
5G产业链上游主要是芯片和元器件的制造;中游为主要设备和主要网架结构,网架结构主要分为三类:传输网、承载网和核心网;下游为网络运营、终端设备和一些应用场景如VR、AR、物联网、车联网等等。
图5G上中下游产业链
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产业链上游分析
1)芯片:近年来,国内芯片产业得到快速发展,市场规模持续扩大,通信企业也在积极研发芯片以抢占更多5G市场。
)光模块:光模块由光器件、功能电路和光接口等组成。光模块的作用就是光电转换,发送端把电信号转换成光信号,通过光纤传送后,接收端再把光信号转换成电信号。光模块的速率一直是市场
年5月8日,日本电信营运商NTTDoCoMo正式宣布将与Ericsson、Nokia、Samsung等六家厂商共同合作,开始测试凌驾现有4G网络0倍网络承载能力的高速5G网络,传输速度可望提升至10Gbps。
年3月1日,英国《每日邮报》报道,英国已成功研制5G网络。
年3月3日,欧盟数字经济和社会委员古泽·奥廷格正式公布了欧盟的5G公司合作愿景,力求确保欧洲在下一代移动技术全球标准中的话语权。
年9月7日,美国移动运营商Verizon无线公司宣布,将从年开始试用5G网络,年在美国部分城市全面商用。
年11月,举办于乌镇的第三届世界互联网大会,美国高通公司带来的可以实现“万物互联”的5G技术原型入选15项“黑科技”——世界互联网领先成果.高通5G向千兆移动网络和人工智能迈进。
投行
图5G各子模块投资比重
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图5G、4G各指标对比
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推动多领域发展
1)通信方向:轮廓日渐清晰,上游拉动需求,下游推动应用。密集组网技术使得小基站数量成倍增加,相关网络设备和光通信模块需求量大幅提高。
)电子方向:5G射频元件和天线需求激增,国内器件龙头弯道超车。5G网络的特点,传输速度快,延时低。高频+高密度通信将成为主流。
3)汽车方向:5G解决VX痛点,助力智能网联汽车。5G将解决汽车通讯痛点,推动车联网进入新时代,加快智能网联汽车深度发展。车联网市场渗透率低,未来可挖掘空间大。
4)传媒方向:视频是流量激增的主要应用方向。一方面,网络带宽和速度的升级,激发了流量要求比较高的视频和流媒体业务的普及和发展;另一方面,用户需求推动下的视频、流媒体等流量进一步推高了移动数据的增长。
未来5G技术
1)超密集异构网络:未来5G网络正朝着网络多元化、宽带化、综合化、智能化的方向发展。随着各种智能终端的普及,面向00年及以后,移动数据流量将呈现爆炸式增长。在未来5G网络中,减小小区半径,增加低功率节点数量,是保证未来5G网络支持0倍流量增长的核心技术之一。因此,超密集异构网络成为未来5G网络提高数据流量的关键技术。
)自组织网络:传统移动通信网络中,主要依靠人工方式完成网络部署及运维,既耗费大量人力资源又增加运行成本,而且网络优化也不理想。在未来5G网络中,将面临网络的部署、运营及维护的挑战,这主要是由于网络存在各种无线接入技术,且网络节点覆盖能力各不相同,它们之间的关系错综复杂。因此,自组织网络(Self-organizingNetwork,SON)的智能化将成为5G网络必不可少的一项关键技术。
3)MM通信:MM(MachinetoMachine,MM)作为物联网在现阶段最常见的应用形式,在智能电网、安全监测、城市信息化、环境监测等领域实现了商业化应用。3GPP已经针对MM网络制定了一些标准,并已立项开始研究MM关键技术。
4)信息中心网络:随着实时音频、高清视频等服务的日益激增,基于位置通信的传统TCP/IP网络无法满足海量数据流量分发的要求。网络呈现出以信息为中心的发展趋势。近年来,智能手机、平板电脑等移动设备的软硬件水平得到了极大地提高,支持大量的应用和服务,为用户带来了很大的方便。在5G时代,全球将会出现亿连接的万物互联服务,人们对智能终端的计算能力以及服务质量的要求越来越高。移动云计算将成为5G网络创新服务的关键技术之一。
5)SDN/NFV:随着网络通信技术和计算机技术的发展,互联网+、三网融合、云计算服务等新兴产业对互联网在可扩展性、安全性、可控可管等方面提出了越来越高的要求。SDN(Software-definedNetworking,软件定义网络)/NFV(NetworkFunctionVirtualization,网络功能虚拟化)作为一种新型的网络架构与构建技术,其倡导的控制与数据分离、软件化、虚拟化思想,为突破现有网络的困境带来了希望。
6)情境感知技术:随着海量设备的增长,未来的5G网络不仅承载人与人之间的通信,而且还要承载人与物之间以及物与物之间的通信,既可支撑大量终端,又使个性化、定制化的应用成为常态。情境感知技术能够让未来5G网络主动、智能、及时地向用户推送所需的信息。
驱动因素
1)国家战略:5G的定位是一项国家基础性产业。因此,各个国家都在抢夺5G产业发展的制高点。谁占领了5G产业发展的制高点,不仅能推动本国5G直接和间接经济总产出的增长,同时还能分享其它国家5G产业发展的红利。
)行业数字化转型需求:从传统产业来看,伴随要素成本上升、资源环境压力加大、产能过剩持续,以及后发国家工业化和发达国家再工业化的双重挤压,以往依靠要素驱动和依赖低成本竞争的增长模式越来越难以为继,迫切需要转型发展。行业数字化转型正是中国产业转型升级的重要动力之一。
3)产业链上下游设备商推动:5G产业链包括上游设备商,中游运营商,和下游终端设备商以及行业应用方案提供商。在中国4G建设饱和的情况下,产业链上游和下游的设备商将希望寄托于5G发展,成为顺理成章的事情。消费者对新技术的接受度越来越高,尤其是中国消费者。一旦5G网络实现大面积覆盖,用户将迅速向5G转化。
4)供给端:运营商资本开支计划决定5G发展进程。运营商投资是5G发展重要的驱动力之一。目前我国4G渗透率已达到75%,4G成为运营商“现金牛”业务,借助4G带来充足的现金流,国内三大运营商紧锣密鼓进行5G实验及网络建设。
5)需求方:全球移动互联网流量增长迅速,新应用拓展需5G支持,4G承载能力不足影响新应用发展。
3..行业风险分析和风险管理
1)宏观经济波动风险
当前国内、外宏观环境存在较多不确定性,全球疫情蔓延、中美贸易摩擦等。宏观环境的不利因素将可能使得全球经济增速放缓,居民收入、购买力及消费意愿将受到影响。若宏观环境的不确定性长时间无法得到有效控制,则相关影响将给行业带来一定冲击和挑战。
)技术成熟性风险
目前我国率先推行的5GSA模式在网络关键技术研发、设备研制方面还存在一定不确定因素。前期建设成本相较NSA要高,还存在产品成熟性和稳定性方面的风险。而且5G建设商用时间还较短,主要亮点是在宽带移动接入方面,还未接受过大流量、大连接、高可靠、低时延的充分考验。
3)管理风险
5G行业近年来处于高速发展阶段,不断在消费电子、通信和汽车等领域进行业务拓展,体系内经营主体较多且相对分散,加之中美贸易摩擦与全球疫情的冲击,客户对公司产能布局国际化程度要求越来越高,这些都对公司经营管理能力及优质人才储备提出了更高要求。若公司管理水平不能支撑自身规模的快速发展,公司将面临一定的管理风险。
4)宏观经济风险
5G基础设施建设资金投入巨大,而且投资回收周期较长,在同等覆盖条件下,5G基站数量将至少是4G的倍,基站成本也将超过4G基站的倍。对于5G建设行业来说,如果未来宏观经济下行压力持续增大,5G下游应用需求较少,会使得电信运营商收入端承压,直接导致其压缩5G建设投入。
3.3竞争分析
全球经济发展动力不足和5G需求持续低迷的背景下,中国5G企业发展后劲充足,在国际5G领域占据了较好的优势地位。无论是规模、成长还是安全方面,中国企业都已经占据了头部地位,表明中国5G行业发展水平处于综合优势地位。中国已经成为与美国相当的世界5G大国。
美国、中国、日本、德国、韩国、英国和法国七个国家将处于5G发展的前沿。而美国和中国有望在本研究跨越的16年间主导5G研发与资本性支出,两国将分别投入1.万亿美元和1.1万亿美元。IHSMarkit预计,美国的投入将约占全球5G投入的8%,中国紧随其后将约占4%。
根据美国无线通信和互联网协会(CTIA)年4月3日发布的最新《全球5G竞赛》报告显示,得益于美国运营商和政府官员迅速采取行动,美国年在5G准备就绪方面领先于韩国,从上年的第三名升至与中国并列第一。其次是韩国、日本、英国和意大利。
图全球各国5G产业规划
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中国5G发展面临的挑战
1)市场:中国5G初期的发展重点是增强移动宽带业务,但新应用对运营商营收的贡献还存在不确定性;此外,企业市场需要依赖于更广泛的网络部署和5G生态系统的更高成熟度,特别是基于5G的高可靠和低时延能力的创新型应用。
)技术:若5G要满足长期多样化的服务需求,则需要技术创新,4G技术的发展也将在4G到5G的转型过程中发挥重要作用。从长远来看,在提供显著改进的频谱效率和系统容量,以及满足1ms以下时延要求,5G技术将面临着挑战。
3)标准:中国5G产业界强烈支持形成全球统一的5G标准,此外,中国和美国、欧洲、日本、韩国将会统一通信标准。
4)监管:固网和移动网络在监管和运营牌照上有着很长的不同历史。在很多国家,固网运营商最早都是垄断企业,有着类似的载波和定价限制。
中国5G企业与国际企业比较
图美国四大移动通信商5G商用网络部署
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华为:发布了全球首个面向5G商用场景的5G核心网解决方案——SOC(ServiceOrientedCore).0;发布了业界首款5G承载分片路由器(NetworkSlicingRouter),可提供50GE基站接入能力,同时无缝兼容GE。基于其创新的FlexibleEthernet技术,来实现端口通道化物理隔离,为不同业务提供差异化的SLA保障。
中兴通讯:发布5G全系列高低频预商用基站产品,支持业界5G主流频段,采用MassiveMIMO、BeamTracking、BeamForming等5G关键技术,充分满足5G预商用部署的多样化的场景和需求,工作带宽大,单站数据吞吐量可达10Gbps;同时与英特尔公司合作,发布了面向5G的下一代IT基带产品(ITBBU)。ITBBU是世界上第一个基于软件定义架构和网络功能虚拟化(SDN/NFV)的5G无线接入(RAN)解决方案。
爱立信:宣布推出全新5G平台,包括5G核心网、无线和传输产品组合,以及数字支撑系统、转型服务和安全系统,帮助运营商现有网络平滑演进到下一代网络。并且,爱立信与德国电信和SK电讯(SKT)完成了其所谓的全球首个洲际“5G”网络测试,有望为尚未标准化的5G技术的增强全球漫游扫清路障。
图-年全球通信设备商营业收入变化
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3.4中国企业重要参与者
中国主要企业有华为、立讯精密[.SZ]、中国联通[.SH]、中兴通讯[003.SZ]、闻泰科技[.SH]、中航光电[09.SZ]、三环集团[.SZ]、紫光国微[.SZ]、领益智造[00.SZ]、紫光股份[038.SZ]、扬杰科技[.SZ]、中国移动[.HK]、小米集团-W[.HK]、中国电信[.HK]、中国铁塔[8.HK]、中国联通[.HK]、中兴通讯[3.HK]、香港电讯-SS[.HK]、建滔积层板[.HK]、电讯盈科[.HK]、中国通信服务[.HK]等。
图A股及港股上市公司
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1)中国联通[.SH]是经国务院批准的控股公司,经营范围为电信业的投资。公司拥有覆盖全国、通达世界的现代通信网络,积极推进固定网络和移动网络的宽带化,为用户提供全方位、高品质信息通信服务。公司通过联通红筹公司及其所属子公司面向全国提供全方位的电信服务,包括移动宽带(WCDMA、LTEFDD、TD-LTE)、固网宽带、GSM、固网本地电话、信息通信技术服务、数据通信服务以及其他相关增值服务。
)中兴通讯[003.SZ]是全球领先的综合性通信制造业上市公司,是近年全球增长快速的通信解决方案提供商。公司拥有通信业界完整的、端到端的产品线和融合解决方案,通过全系列的无线、有线、业务、终端产品和专业通信服务,灵活满足全球不同运营商和企业网客户的差异化需求以及快速创新的追求。公司通过为全球多个国家和地区的电信运营商和企业网客户提供创新技术与产品解决方案,让全世界用户享有语音、数据、多媒体、无线宽带等全方位沟通。公司坚持以持续技术创新为客户不断创造价值。公司在美国、加拿大、瑞典、中国等地设立全球研发机构,凭借不断增强的创新能力、突出的灵活定制能力、日趋完善的交付能力赢得全球客户的信任与合作。
3)华为:华为创立于年,是全球领先的ICT(信息与通信)基础设施和智能终端提供商,我们致力于把数字世界带入每个人、每个家庭、每个组织,构建万物互联的智能世界:让无处不在的连结,成为人人平等的权利;为世界提供最强算力,让云无处不在,让智能无所不及;所有的行业和组织,因强大的数字平台而变得敏捷、高效、生机勃勃;通过AI重新定义体验,让消费者在家居、办公、出行等全场景获得极致的个性化体验。
3.5全球重要竞争者
全球非中国主要企业有三星电子[SSNLF.OO]、苹果公司(APPLE)[AAPL.O]、SNAP[SNAP.N]、思科[0R0K.L]、T-MOBILEUS[TMUS.O]、高通公司(QUALCOMM)[QCOM.O]、爱立信[ERIC.O]、诺基亚[NOK.N]、威德森电信[0Q1S.L]、TELEFONICADEUTSCHLAND[OD.DF]、软银[.T]、KDDI[.T]、韩国SK电信[670.KS]等。
图国外上市企业
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1)三星电子[SSNLF.OO]是一家主要从事电子产品的生产和销售业务的韩国公司。该公司通过三个业务部门开展业务。消费电子(CE)部门主要从事彩色电视(CTV)、显示器、打印机、空调、冰箱和洗衣机等的生产业务。信息技术与移动通信(IM)部门主要从事电脑、手持电话(HHP)、网络系统和数码相机等的制造业务。器件解决方案部门主要从事半导体和显示器件(包括动态随机存取存储器(DRAM)、闪光灯和薄膜晶体管液晶显示器(TFT-LCD)等)的制造业务。该公司在国内及海外市场销售其产品。
)苹果公司(APPLE)[AAPL.O]是美国的一家高科技公司。设计、生产和销售个人电脑、便携式数字音乐播放器和移动通信工具、各种相关软件、辅助设施、外围设备和网络产品等。销售途径多种多样,包括在线商店、零售店、直销、转售和第三方批发等。此外,苹果还销售第三方产品、iPod和iPhone等兼容产品,包括应用软件、打印机、存储装置、音响、耳机和各种配件和外围设备。该公司的产品主要面向教育界、创业者、消费者和商业以及政府用户。苹果公司的个人计算机产品包括桌上型电脑和笔记本电脑、服务器、存储产品、相关设备和外围设备以及各种第三方硬件产品。
3)高通公司(QUALCOMM)[QCOM.O]是一家美国的无线电通信技术研发公司,以其CDMA(码分多址)数字技术为基础,开发并提供富于创意的数字无线通信产品和服务。业务涵盖技术领先的3G、4G芯片组、系统软件以及开发工具和产品,技术许可的授予,BREW应用开发平台,QChat、BREWChatVoIP解决方案技术,QPoint定位解决方案,Eudora电子邮件软件,包括双向数据通信系统、无线咨询及网络管理服务等的全面无线解决方案,MediaFLO系统和GSM1x技术等。
第四章未来展望
随着“中国制造05”、“工业4.0”、“新基建”等战略概念的提出,新一轮科技革命和产业变革浪潮席卷而来,工业转型升级的新机遇已然到来。制造业要从基于要素的低成本战略转向基于创新的差异化战略,才能推进产业转型升级,为此工业系统需要吸纳各种先进技术,特别是与5G进行深度的融合,充分利用5G的大带宽、低时延、广覆盖的网络特性来提升整个工业系统的信息化水平。
以下为5G行业发展的四个趋势:
1.网络出现去中心化
5G时代的物联网将会打破目前构建的互联网架构,因为物与物之间的沟通不会像人与人交流那样存在超级节点。随着物联网产生的数据量爆发式增长,我们的网络将会变得更加地扁平化和个性化。
中心化的网络架构容易提供集约化的标准服务,而扁平化的网络数据有了更多交汇和碰撞的机会,为定制化的服务提供了空间。因此,我们认为未来网络会出现去中心化,这会给以中心化平台的流量红利为主要竞争力的公司带来增长压力。
.产业工人被取代
5G网络会带来人工智能和工业自动化的全面升级,减少了生产活动对劳动密集型工人的需求,劳动力的结构将会发生明显的转变。物联网的发展为自动化生产提供了数据和管理支持,对智慧农业、智能制造的发展影响举足轻重。5G网络帮助远程作业和制造自动化技术快速升级,使得大规模制造企业可以实现更加智能的制造过程,减少对生产线工作人员的需求。
5G网络的发展将加速产业智能化、自动化的发展,减少对传统劳动密集型劳动力的需求。
3.大规模标准化产品时代走向终结,商业模式创新更加重要
技术差距带来的产品和服务差异正在被逐步缩小,互联网的创新越来越聚焦于模式和服务的创新。5G技术的普及为企业的模式和服务创新提供了新的发展空间。
5G时代,以高质量大规模服务为主阵地的公司将会更加深入地渗透到商业和生活中,加速消除技术差距造成的服务差距。同时,高质量的服务一定是定制化的,按照用户的实际需求设计服务内容。
因此,未来的大公司,将很有可能是通过商业模式创新大规模提供高质量服务的公司。
4.高质量个性化服务全面普及
目前,定制化的私人服务广泛存在于金融、交运、餐饮等服务行业。从需求端而言,消费者对高质量的定制化服务需求旺盛;但是从供给端而言,高质量的定制服务成本较高,难以有大规模普及的经济基础。
5G大规模的普及之后,因为数据的爆发式增长,对个体行为有了更加精确的刻画,从而降低了定制化服务的成本。
随着物联网和人工智能的发展,普通劳动力和服务逐渐被技术所替代。
5.政府成为数据服务的最大采购方
由于AI、自动化、信息化的推动,政府的具体管理和服务职责有一定的减轻。政府工作的核心变为政策的制定和执行。政府规模变小。因为政府在具体的社会管理方面负担变轻,因此政府会和农业、工业一样,减少人力密集型的基础劳动力,而是以数据的分析和政策的制定为主。
政府信息化和智能化。更多的政府职能开始借助5G网络实现云化,实现数据的收集、分析和处理,通过大数据分析实现更有效的政策制定和执行。