5G產業深度解析

5G產業深度解析

根據工信部報告顯示,截止到2020年我國國內建成的5G基站數量已經達到了71。8萬個,新增5G基站約58萬個,推動共建共享的5G基站33萬個。我國已經完全達到了之前5G網路建設的預期,成為當前世界上5G建設範圍最大的國家。

當前,我國5G的基建裝置建設速度遵循“適度超前”的原則,以便為日後5G的全面推廣打下基礎,未來三年都將是5G基站大規模建設週期。

5G產業概述

5G:第五代移動通訊技術(5thgenerationmobilenetworks或5thgenerationwirelesssystems、5th-Generation,簡稱5G或5G技術)是最新一代蜂窩移動通訊技術,也是繼4G(LTE-A、WiMAX)、3G(UMTS、LTE)和2G(GSM)系統之後的延伸。

5G的效能目標是高資料速率、減少延遲、節省能源、降低成本、提高系統容量和大規模裝置連線。

由於資料傳輸更快,5G網路將不僅僅為手機提供服務,而且還將成為一般性的家庭和辦公網路提供商,與有線網路提供商競爭。

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從古代的擊鼓傳信,到後來的郵驛通訊,再到近代的電報,以及現代1G到5G的發展,以華為中興為代表的中國企業舉世矚目,也對映著整個中國科技發展的藍圖。

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1G到5G特性對比

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5G核心技術簡述

大規模MIMO技術(MassiveMultiple-InputMultiple-Output,mMIMO):

指在發射端和接收端分別使用多個發射天線和接收天線,使訊號透過發射端與接收端的多個天線傳送和接收,從而改善通訊質量。

它能充分利用空間資源,透過多個天線實現多發多收,在不增加頻譜資源和天線發射功率的情況下,可以成倍的提高系統通道容量。

非正交多址技術(Non-OrthogonalMultipleAccess,NOMA):

利用不同的路徑損耗的差異來對多路發射訊號進行疊加,從而提高訊號增益。

它能夠讓同一小區覆蓋範圍的所有移動裝置都能獲得最大的可接入頻寬,可以解決由於大規模連線帶來的網路挑戰,同時無需知道每個通道的CSI(通道狀態資訊),從而有望在高速移動場景下獲得更好的效能,並能組建更好的移動節點回程鏈路。

濾波組多載波技術(Filterbankmulti-carrier,FBMC):

可靈活控制相鄰子載波之間的干擾,並且便於使用一些零散的頻譜資源,而且各載波之間不再必須是正交的,不需要插入迴圈字首,同時也不需要同步。

D2D通訊技術(DevicetoDevice):指兩個對等的使用者節點之間直接進行通訊,而無需基站的幫助。由於短鏈路,而且通道質量高,可以提供更高的資料處理速率,更低的時間間隔和更低的功耗。

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4G基站與5G基站的架構對比

5G基站架構從4G的BBU、RRU兩級結構演進到CU、DU和AAU三級結構。

在5G基站中有源天線、原RRU及BBU的部分物理層處理功能合併為AAU;CU是原BBU的非實時部分分割出來的部分,主要處理低實時的無線協議棧功能,同時也支援部分核心網功能下沉和邊緣應用業務的部署;DU是主要處理包括物理層功能和高實時的無線議棧功能,滿足uRLLC業務需求,與CU一起形成完整協議。

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5G產業鏈概覽

5G產業鏈包括上游的行動通訊基礎設施,中游的移動運營商,以及下游的各種終端及應用。

上游

在技術研發和發展初期,最重要的環節是基礎設施的建設,即5G基建,主要指負責接入網的5G基站及其配套裝置的建設,包括鐵塔、有源天線、射頻器件、PCB(印製電路板)/CCL(覆銅箔基材)、晶片、光纖光纜以及光器件等。

中游

位於中游的國內移動運營商除了大家熟知的三大運營商巨頭中國移動、中國電信、中國聯通,還包括2019年6月獲得5G牌照的具有阿里血緣的中國廣電。

下游

下游應用產業是未來發展的主要環節,首先享受5G紅利的是手機、平板電腦等移動終端裝置行業,為適配於5G網路的高頻段及其特性,相應零配件及裝置必將引來一波“換新潮”。

未來5G技術的進一步推廣及其與雲計算、大資料等技術的結合,將有更多的應用場景應運而生,包括人工智慧、物聯網、VR/AR、無人駕駛、智慧醫療等,受益於5G技術的行業將不勝列舉,也將為人們的工作和生活帶來極大的便利。

從宏觀上來看,5G網路整條產業鏈共涵蓋了三個領域,和5G的通訊網路架構一一對應,分別是接入網產業鏈、承載網產業鏈和核心網產業鏈。

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5G行業競爭格局

目前我國擁有5G牌照的運營商除了老牌三大運營商中國移動、中國電信和中國聯通之外,2019年6月中國廣電成為了中國第四家有5G牌照的運營商,雖然目前因為還處於成長期,市場佔比較小。這裡主要對比已經形成相當規模的三大運營商。

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主裝置商在整個網路建設中處於統籌地位,旨在為運營商提供完整解決方案。

中國企業華為和中興通訊在5G裝置領域起著領頭羊的地位,華為公司在5G裝置領域一直處於領先地位,即使受到國際貿易環境強烈衝擊,市場份額仍繼續保持第一。

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作為主要傳輸裝置的光纖光纜在5G建設中處於比較重要的地位,從2019年光纖光纜市場佔有率來看,中國企業的佔有率為46%,遠超美國企業(15%)和日本企業(19%)佔有率為15%,可以說已經佔據全球光纖光纜市場的半壁江山。

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5G的擴充套件應用

數字化技術正在催生CT、金融、媒體等各行業的不斷創新,促進數字化程序的關鍵技術包括軟體定義裝置、大資料、雲計算、人工智慧、區塊鏈、網路安全等,而連線這一切的正是通訊網路。

與2G萌生資料、3G催生資料、4G發展資料不同,5G賦能資料——超越光纖的傳輸速度(MobileBeyondGiga),超越工業匯流排的實時能力(Real-TimeWorld)以及全空間的連線(A-OnlineEverywhere),它將和大資料、雲計算、人工智慧等融合,開啟萬物互聯新時代,使能全行業數字化,成為基礎的生產力,車聯網是物聯網在垂直行業的首要切入領域,將在5G時代蓬勃發展。

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工業網際網路+5G

5G高頻寬、低時延、支援海量接入等方面的優勢,具備與工業網際網路融合的潛力。

5G的超高可靠低時延網路可以應用在某些工業無線場景傳輸,大部分類似場景都透過有線網路實現,5G可以賦予機器更高的自由度。

在智慧診斷維護、AGV、工業AR/VR等場景也有增強通訊的作用,5G低功耗大連線場景可以用作工業網際網路的溯源應用。

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網際網路醫療+5G

5G將助力醫療從被動治療向主動監測轉變,實現醫療智慧化。5G網路的超高速率、超低時延、萬物互聯的特性可有效促進遠端醫療的進一步發展推廣實施。5G在中國醫療健康領域尚處於試驗測試階段。

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娛樂產業是指為娛樂活動提供場所和服務的行業,可以包括電影、音樂、電視、廣播等大眾媒體及遊戲廳、遊藝場所等娛樂場所,以及餐廳、咖啡廳等為顧客進行娛樂活動提供服務的商業。以下主要列舉了以雲遊戲和高畫質影片為例的娛樂產業。

雲遊戲+5G

雲遊戲是依託於網路資料流傳輸的一種遊戲方式,它需要有足夠的網速來支撐資料流的及時傳輸,才能消除延遲,帶來順暢的遊戲體驗。

利用5G網路的大頻寬低時延特性可以為每個雲遊戲業務使用者提供100Mbps的接入頻寬,完美支援4K/60FPS/HDR的高畫質遊戲影片流,充分發揮使用者端4K電視和2K手機螢幕的優勢。

同時在5G網路和移動邊緣計算技術的支援下,雲遊戲端到端網路時延降低到20ms以下,基本與本地遊戲相當,可以完美支援各類遊戲,大幅提升遊戲可提供範圍和使用者群體。

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高畫質影片+5G

“資訊影片化、影片超高畫質化”已成為全球資訊產業發展的大趨勢。

超高畫質影片對傳輸網路大流量、高速率、低時延的需求與5G網路特性高度吻合,成為5G主要的相關行業。

以某次5G超高畫質影片賽事直播為例,首先5G網路無縫覆蓋,支援5G超高畫質影片採集裝置,透過5G接入傳至邊緣計算節點進行拼接、合成、渲染、分析等實時處理。

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