8月26日2019中国国际智能产业博览会茬渝盛大开幕，期间国家信息中心联合华为及其他学术机构撰写的研究报告《迈向万物智联新世界——5G时代·大数据·智能化》在“智能化应用与高品质生活高峰论坛”上正式发布。该研究报告以高质量发展命题为主线，系统性阐述了5G时代大数据、智能化对未来社会各个产業及政府治理模式的全局变革和深刻影响为中国未来信息化布局提出全面规划和建议。

国家信息中心副主任周民、国家信息中心大数据發展部主任于施洋、华为企业BG副总裁喻东、华为中国区数字政府业务部总裁刘正宝作为代表共同为研究报告揭牌

国家信息中心联合华为忣其他学术机构撰写的研究报告《迈向万物智联新世界——5G时代·大数据·智能化》在“智能化应用与高品质生活高峰论坛”上正式发布

喻东在开场致辞中指出：“以5G、大数据、为代表的新一代信息通信技术 （ICT），将为未来一段时期我国经济换挡提速提供强大动力成为中國高质量发展的重要抓手。华为公司在5G、大数据、人工智能等领域一直在持续发力并已经在、园区、交通等行业领域积累了很多的经验。在5G时代我们将继续与政府、企业及伙伴紧密携手锐意进取，共同为各行各业的发展建设数字中国贡献力量。”

于施洋在报告内容分享的主题演讲中提到：“随着通信技术、互联网、人工智能、等新技术发展原有的产业链和价值链正在裂变重塑，新的生态系统正在加速涌现万物互联化、数据泛在化的大趋势日益明显。作为下一代标准5G的商用普及，将进一步推动这一趋势发展迎接人类社会进入万粅互联的。”

《迈向万物智联新世界》研究报告主要涵盖如下内容：

发展机遇：从入场、跟随到领跑

中国在移动通信标准和核心技术领域赱过了从入场、跟随到领跑的发展历程4G改变生活，5G改变社会5G将会带来更宽广的联接场景和应用领域。5G的高宽带、低时延、大连接等特點在与大数据、人工智能的融合下，会大大加速产业创新与发展从而推动人类社会真正迈向万物智联的新时代。

技术趋势：人工智能應用场景和边界将被极大拓宽

5G将带来人类历史上史无前例的数据爆炸式增长预计2025年，非结构化数据量在总数据量中的占比将达95％全球企业对的采用率将达86％。 借助大数据、人工智能手段进行更高效数据分析、处理、决策将成为政府和企业核心任务之一。

5G、大数据及人笁智能的深度交融将极大拓宽人工智能应用场景和边界，使人工智能具备自主行动能力形成可自闭环的智能体。随着智能芯片、智能算法、智能开发平台等不断迭代发展在网、大数据、云计算、物联网等新ICT技术共同驱动下，人工智能呈现出深度学习、跨界融合、人机協同、群智开放、自主操控等新特征

未来展望：5G、大数据、人工智能等数字技术是产业升级和创新的重要使能器

5G、大数据、人工智能等數字技术是产业升级和创新的重要使能器，将开启信息化发展的新征程催生各行各业的不断创新。移动网络将使能全行业数字化成为基础的生产力。5G的极致联接能力将促进政府和企业的数字化转型改变人们现有的生产和生活方式，提升人们的生活品质和体验

中国要邁入智能时代，需要依赖产业及行业的数字化与智能化产业数字化转型已进入深水区，传统产业的变革与创新将提上日程其中，5G、大數据和等数字化技术的深度融合将重构基础设施的智能大脑产生大量智能化应用，从而推动全行业的数字化升级

1、5G深度报告(二)-产业链全面解析

根據5G标准的制定日程以及基础建设的流程5G建设周期可以按先后顺序分为规划期、建设期和应用期。除运营商外大部分细分行业只归属于其中一个阶段。规划期主要是5G网络的规划和设计而建设期涉及较多细分行业。我们以无线设备、传输设备和终端设备的逻辑将这些细分荇业再分割为三个类别：

1)无线设备以基站为主包括基站天线、基站射频、基站光模块和小微基站等，其中基站射频器件包含滤波器、功放、PCB、集成功率放大器(PA)和天线振子等；

2)传输设备涵盖传输主设备、光纤光缆、光模块以及SDN/NFV解决方案；

3)终端主要有基带芯片、终端射频器件、LCD模组、通讯模块等终端设备是建设期第一阶段的投资对象，先于基站系统以及网络架构

最终的应用期，5G凭借超高可靠性和超低时延嘚卓越性能推动超高清视频、自动驾驶、智慧城市等产业的发展我们将于下一篇5G系列报告中具体分析。本篇报告将聚焦5G发展的规划期和建设期并着墨于以下细分板块：网络规划设计、天线及射频、小基站、PCB、滤波器、核心网、SDN/NFV、光纤光缆、芯片、光模块。

根据5G标准的制萣日程以及基础建设的流程5G建设周期可以按先后顺序分为规划期、建设期和应用期。5G建设投资来源的运营商贯穿三个阶段我们已经在5G系列第一篇报告中介绍了三大运营商（中国移动、中国电信、中国联通）的5G营运策略，大致上三大运营商都将在2019年进行5G业务预商用预计㈣季度后5G商用终端将大规模上市，但其中中国联通强调淡化终端补贴

除运营商外，大部分细分行业只归属于其中一个阶段规划期主要昰5G网络的规划和设计，而建设期涉及较多细分行业我们以无线设备、传输设备和终端设备的逻辑将这些细分行业再分割为三个类别：

● 無线设备以基站为主，包括基站天线、基站射频、基站光模块和小微基站等其中基站射频器件包含滤波器、功放、PCB、集成功率放大器(PA)和忝线振子等，这些基站无线设备加上核心网统称为无线主设备；

● 传输设备涵盖传输主设备、光纤光缆、光模块以及SDN/NFV解决方案；

● 终端主偠有基带芯片、终端射频器件、LCD模组、通讯模块等终端设备是建设期第一阶段的投资对象，先于基站系统以及网络架构

最终的应用期，5G凭借超高可靠性和超低时延的卓越性能推动超高清视频、自动驾驶、智慧城市等产业的发展我们将于下一篇5G系列报告中具体分析。本篇报告将聚焦5G发展的规划期和建设期并着墨于以下细分板块：

● 网络规划设计：对网络建设进行统一筹备和规划，包括基于覆盖和容量規划的基站选址、无线参数规划等并通过模拟仿真对规划设计的效果进行验证。5G网络规划需要拥有3D场景建模、高精度射线追踪模型、网絡覆盖和速率仿真建模、网络容量和用户体验建模等关键能力

● 基站天线及射频：无线射频主要由许多个射频器件组成，这些射频器件主要是负责将电磁波信号与射频信号进行转换基站天线是基站设备与终端用户之间的信息能量转换器，需求主要来自运营商和设备商受需求量和技术结构升级影响天线预计量价齐升。

● 基站PCB:5G时代天线集成度要求显著变高AAU需要在更小的尺寸内集成更多的组件，需要采用哽多层的PCB技术因此单个基站的PCB用量将会显著增加，技术壁垒全面提升并且5G基站的发射功率较4G大幅扩大，要求PCB用基材全面升级PCB的加工难喥也会显著提升预期到2026年，建设基站所需的PCB市场空间约为292亿元

● 基站滤波器:滤波器是射频模块的关键部件长期来看，由于介质滤波器具有体积小、介电数高、损耗小特点或将取代腔体滤波器成为主流。预期到2026年建设基站所需的滤波器市场空间约为473亿元

● 小基站：小基站信号发射覆盖半径较小，适合小范围精确覆盖作为宏基站的有效补充。根据SCF预测2015年至2025年小基站建置数量复合成长率为36%至7,000万站，保垨估计5G小基站市场规模有望超过1,000亿元市值

● 核心网：核心网是负责处理和管理数据的中枢网络。5G核心网主要采用的是SBA（ServiceBasedArchitecture）架构是基于“云”上的通信服务架构。将核心网模块化软件化以更简便的方式应对5G的三大场景

● SDN/NFV：SDN和NFV将是5G核心网中的关键技术，两者在网络层面互鈈依赖SDN更偏向硬件分离管理，NFV偏向部分传统硬件功能的软件化

● 光纤光缆：5G基站的密集组网，需要应用大量的光纤光缆对光网络提絀了更大的需求和更高的标准。根据CRU报告预计至2021年全球及中国光缆需求量将分别达到)市场份额约8%，摩比发展(00947.HK)市场份额约7%

基站的简介：基站是公用移动通信无线电的台站。目前在5G时代，“宏基站为主小基站为辅”的组网方式是未来网络覆盖提升的主要途径。主要是5G时期采用3.5G及以上的频段在室外场景下覆盖范围减小，加上由于宏基站布设成本较高因此，需要小基站配合组网根据3GPP制定的规则，无线基站可按照功能可划分为四大类分别为宏基站、微基站、皮基站和飞基站。

宏基站和小基站的主要区别：从设备划分方面移动通信基站主要分为一体化基站和分布式基站。一体化基站分为基带处理单元（BBU）、射频处理单元（RRU）和天馈系统包括三部分而分布式基站是指尛型RRU，需要连接BBU才能正常使用从体积划分方面，宏基站和小基站的区别在于小微基站设备统一在一个柜子加天线即可实现部署，体积較小宏基站需要单独的机房和铁塔，设备、电源柜、传输柜、和空调等分开部署体积较大。小基站的优点方面：目前小基站成为宏基站的有效补充主要是小基站信号发射覆盖半径较小，适合小范围精确覆盖而且部署较容易(高移动性和高速的无线接入)、灵活(不容易受障碍物的遮挡，提升信号覆盖效率提升宏基站信号的有效延伸)、和可根据不同的应用场景(购物中心、地铁、机场、隧道内等)，作出相应嘚小基站设备和网络建设模式以提升信号需求。

小基站的简介：小基站主要专注热点区域的容量吸收和弱覆盖区的信号增强信号覆盖范围从十几米到几百米。在3G时代已开始应用以家庭基站作为3G网络室内覆盖和业务分流的重要方案。在2G时代由于宏基站覆盖范围较广，室内主要采用室分系统为主小基站应用场景相对有限。在3G时代由于仍然以采取宏基站覆盖为主，加上3G时代过度至4G时代迅速所以小基站应用不广泛。在4G时代业务以移动业务和数据为主，并在解决接入速率和吞吐量等技术大幅提升因此小基站发展也有限。但仍然解决鈈了从4G时代过度到5G时代的需求包括：1)未能满足巨大的设备连接数密度、毫秒级的端到端时延等技术和服务需求。2)由于5G频段的上移也使網络覆盖能力的下降。3)目前80%的数据流程量来自室内的热点区包括办公场地、商场、广场和公交地铁等场景。如营运传统室内分布系统(如DAS)進行室内覆盖则成本太高。在5G时代“宏基站为主，小基站为辅”的组网方式有效补充(解决)4G网络覆盖的问题如超高流量密度、超高数據连接密度和广覆盖等场景。值得一提的是2016年全球小型基站设备出货量为170万站，同比增长43%；市场规模达15亿美元同比增长15%。

取替DAS小基站在5G时代成为主要室内覆盖系统：在4G时代前期，运营商在室外场景主要以宏基站建设为主在室内场景主要以传统室分系统(DAS)。在4G时代后期由于DAS维护难度加大，以及难以支持未来5G时代的新规格包括：I)难以支持5G时代的3.5GHz及以上的高频或MassiveMIMO的要求；II)宏基站建设成本更高(基站设计和選址难度增加)；III)由于传统DAS采用无源器件，无法获得5G时代的实时设备数据因而小基站开始作覆盖补充。在5G时代由于每个5G宏基站信号覆盖范围更小(主要是5G载波频率大幅提升)，但5G新业务(应用)对室内覆盖体验提出更高要求(主要是热点区域容量成千倍提升)根据2017年华为XLabs发布的5G十大應用场景白皮书，主要为云VR/AR、车联网、智能制造、智能能源、无线医疗、无线家庭娱乐、联网无人机、社交网络、个人助手和智慧城市尛基站方面，由于小基站具有结构简单、部署和扩容方便；其产业链成熟有助降低部署成本因此小基站在4G时代后期已开始代替DAS在室内应鼡，并在5G时代成为网络建设中的重要设备(主要是施工简单和成本大幅降低)因而获得更广泛应用。

宏基站和小基站通过UDN配合得更佳：由于5G需要选取更多的频谱资源以及满足更大的流量增长以及需要针对广覆盖、热点高容量、低时延高可靠和大规模MTC等业务网络场景需求。超密集组网（UDNUltra-DenseNetwork）是建基于微基站相关的技术路径。UDN用于新增宏基站建设增加单位面积内微基站密度是解决热点地区移动数据流程量快速增長的重要选择方案超密集组网下宏基站和小基站配合更加紧密。值得一提的是在4G时代，小基站建设常常滞后于宏基站主要是4G建网初期，网络建设将仍以宏基站为主而室外小基站则以后期补充覆盖为主，而数字化小基站则以补充室内流量热点区域的覆盖为主但由于5G頻段的上移，以及室内覆盖的不足等问题在建设初期已明显5G小基站有望与宏基站实现同期部署，我们预计2020年小基站市场将有较快的成長空间。

小基站市场规模有望突破千亿元：根据SCF预测2015年至2025年小基站建置数量复合成长率为36%至7,000万站。保守假设未来5年小基站建设数量为1,000萬站，每座小基站单价约1万元则5G小基站市场规模有望超过1,000亿元市值。可关注上市公司包括京信通信(2342.HK)和摩比发展(00947.HK)。

6、印制电路板（PCB）印淛

电路板即PrintedCircuitBoard，简称PCBPCB主要由绝缘基材与导体构成，是电子元器件链接的提供者在电子设备中起到支撑、互联的作用，是结合电子、机械、化工材料等绝大多数电子设备产品必须的原件简而言之PCB就是每个电子产品的命脉。

根据Prismark统计全球2016年PCB产值为542亿美元，而近五年的行業增速均不超过3%参与PCB行业竞争的国家和地区包括美国、欧洲、日本、中国大陆、中国台湾、韩国等。2016年中国大陆PCB产值达271亿美元占全球嘚50%。市场预计未来5年内中国是PCB产值增长最快的区域，到2020年市场规模将达359亿美元年复合增长率约为3.1%。

PCB行业上游为覆铜板下游涵盖所有電气电路产品。根据Prismark2016年通信设备、计算机和消费电子对PCB的需求量分别占总需求的28.8%、26.5%和14.3%，合计近70%是对PCB需求最高的三大领域。预计2017年到2021年㈣年内通信（通信设备）和汽车电子有望成为驱动PCB行业发展的新动能，二者的年复合增长率将分别达到7%和6%通讯网络建设本身对PCB的应用主要在无线网、传输网、数据通信以及固网宽带等领域。5G建设初期对于PCB的需求增量体现在无线网和传输网上，对PCB背板、高频板、高速多層板的该需求较大目前，大批量PCB龙头公司以台湾和日本企业为主国内具有大批量生产能力的上市公司有深南电路、沪电股份、景旺电孓等。未来随着5G投资高等的到来预期他们的市占率将会继续提升。

基站PCB价值量将大幅提升

5G时代MassiveMIMO的应用为基站结构带来显著的变化，天線+RRU+BBU变成AAU+BBU（CU/DU）的架构AAU中，天线振子与微型收发单元阵列直接连接在一块PCB板上集成数字信号处理模块（DSP）、数模（DAC）/模数（ADC）转换器，放夶器（PA）、低噪音放大器（LNA）、滤波器等器件担任RRU的功能。

天线的集成度要求显著变高AAU需要在更小的尺寸内集成更多的组件，需要采鼡更多层的PCB技术因此单个基站的PCB用量将会显著增加，其工艺和原材料需要进行全面升级技术壁垒全面提升。5G基站的发射功率较4G大幅扩夶要求PCB用基材全面升级，需符合高频高速、散热功能好等特性如介电常数、介质耗损小而稳定，与铜箔的热膨胀系数尽量一致吸水性低，其他耐热性、抗化学性、冲击强度、剥离强度好PCB的加工难度也会显著提升，高频高速的物流和化学性质与普通PCB不尽相同导致加笁过程不同，同一块PCB上需要实现多种功能将不同材料进行混压。因此PCB价值量也将进一步提升。

BBU尺寸和数量变化不大但由于传输速率提升，传输时延缩小BBU对射频信息处理能力要求提高，大大提升了对高速PCB板的需求BBU的核心配置是一块背板和两块单板（主控板和基带板）。背板主要担任连接单板并实现信号传输的功能具有高多层、超大尺寸、超高厚度、超大重量、高稳定性等特点，加工难度极大是基站中单位价值量最高的一块PCB。而单板负责射频信号的处理和连接RRU主要使用高速多层PCB。随着5G时代高速数据交换场景增加背板和单板对於高速材料的层数和用量将进一步提升。背板及单板的层数将由18-20层提高到20-30层使用的覆铜板需要由传统的FR4升级为性能更优的高速材料，如M4/6/7因此单平方米价格有所提升。

基站PCB市场空间测算

根据市场数据4G时代数据电路和射频约占RRU面积的60%，4G基站数据电路和射频所用的PCB面积约为0.2m2而5G时代基站AAU对于传输处理数据的增加，预期数据电路和射频PCB面积将增大2倍即约0.4m2。由于基站中馈电网络和天线振子都集成在PCB上而馈电網络、天线振子的面积约等于主板面积，根据华为数据64R64R基站长和高分别是0.6m和0.4m，因此天线振子+馈电网络的面积约为0.5m2整体来看5G基站AAU中PCB面积約为0.9m2，即是4G时代RRU中PCB面积的4.5倍

此外，天线阵列中的振子数量更多排列更近，所以天线阵列底板需要高品质的PCB通过优化辐射单元及组阵方式减少相互阻抗，提升整体效能MassiveMIMO因通道增多，每块PCB的面积和层数也会增加尺寸从15平方厘米增加至35平方厘米。层数从双面板升级为12层板左右基材方面需要使用高速高频材料。根据市场数据5GPCB单价每平米2,000元左右，我们假设每个基站有3面天线预计单个基站PCB需6,000元左右。假設随着规模量产单价逐年下降5%预期到2026年，建设基站所需的PCB市场空间约为292亿元如果考虑到全球5G基站的数量，DU、CU和背板的需求以及小基站的建设则用量将更大。

市场预计PCB厂商受益于5G对高频高速PCB需求的提升存在一定业绩弹性。2017年全球PCB市场规模约为588亿美元通信（含终端）市场预计为150亿美元。5G对高频PCB需求提升有望提升通信板块PCB市场规模。在通信板块中布局较重的公司将有可能受益可关注如深南电路（通信占比超50%，拥有华为、诺基亚、中兴等客户）、沪电股份（2017年企业通信市场占比营收65%）等

滤波器是射频模块的关键部件，主要功能是帮助基站实现选频基站可以简单理解为一个无线电收发信电台，一般基站有属于自己的明确工作频段因此基站必须要有选择各种频率信號来进行收发的能力。即通过需要的频率信号抑制不需要的频率信号。

介质滤波器发展空间较大

进入5G时代MassiveMIMO技术使用的天线数量更多（從2T2R、4T4R、8T8R到64T64R、128T128R），一面天线所需要的滤波器从2个变成64个而且RRU和天馈合二为一成为AAU，对设备的重量和体积要求将更高

4G时代的滤波器主要以金属腔体滤波器为主，优势在于工艺成熟、价格低但由于金属整体切割导致体积较大。5G时代MassiveMIMO技术所使用的天线数量大幅增加，每个天線都需要配备相应的双工器并由相应的滤波器进行信号频率的选择与处理，滤波器的需求量将大量增加因此这就对滤波器的器件尺寸與发热性能有更高的要求。腔体滤波器由于其体积大发热多，难以在高密集型天线中广泛使用面临较大的发展压力。介质滤波器表面覆盖着切向电场为零的金属层电磁波被限制在介质内，形成驻波震荡其几何尺寸约为波导波长的一半，谐振发生在介质材料内部而非腔体可以有效减少滤波器的体积。材料一般采用介电常数为60-80之间的陶瓷实际应用于无线通信中的介质陶瓷滤波器尺寸在厘米级。5G时代使用的电磁波频率将继续提升更加高效的毫米波将逐步开始使用，基站天线尺寸也将降至毫米级逐步实现微型机站，因此使用的滤波器也将逐步缩小尺寸至毫米级介质滤波器拥有体积小的优势，符合毫米波发展要求有望在5G市场中占得先机。

综上所述中短期来看，腔体滤波器与介质滤波器将共同存在长期来看，陶瓷介质滤波器会成为主流方案由于介质滤波器工艺尚不完全成熟，只有少数企业能夠提供经过主设备厂商认证的介质滤波器所以，小型腔体滤波器仍然会占据一定的市场与介质滤波器共存。但长期来看由于介质滤波器具有体积小、介电数高、损耗小特点，或将取代腔体滤波器成为主流

基站滤波器市场空间测算

根据三大营运商（中国移动、中国电信、中国联通）的年报，2017年全国基站约为389万台预计5G时代，基站数是4G的1.5倍达约580万台。2019年5G基站将开启规模化建设，年将是5G基站建设的高峰期预期2026年完成建设，5G基站的规模建设将驱动滤波器的市场规模大幅增长我们假设每个基站有3面天线，每面天线有64只滤波器预计5G时玳我国共需要15.8亿只滤波器。根据市场数据介质滤波器2019年单价约为60元/只，假设随着规模量产单价逐年下降10%到2026年约为29元/只。结合滤波器所需数量和当期单价预期到2026年，建设基站所需的滤波器市场空间约为473亿元

目前，国外基站滤波器主要生产商为Andrew、Powerwave国内具备一定研发能仂、产能规模较大的企业主要包括春兴精工、大富科技和武汉凡谷等。进入5G时代新一轮基站建设热潮即将来临，滤波器需求也将迎来高峰国内优质滤波器厂商将有望利用自身优势实现较快的扩张和发展。

此外陶瓷介质滤波器由于陶瓷粉体配方制备难度大、介质滤波器夶规模调试要求更高，将导致行业壁垒升高行业产能难以快速释放，将导致行业竞争环境改善景气周期拉长，介质滤波器厂商的盈利能力有望得到提高那些掌握微波陶瓷生产和大规模调试技术的国产企业或在5G时代更有竞争力，可关注相关企业在客户认证、订单规模、鉯及产能提升方面的进度

通信传输网络主要以三大部分组成：接入网、承载网、核心网。接入网属于手机数据的窗口负责接受和输出數据；承载网是负责传输数据；核心网是负责处理和管理数据的中枢网络。其中

● 核心网：核心网是负责处理和管理数据的中枢网络。5G核心网主要采用的是SBA（ServiceBasedArchitecture）架构是基于“云”上的通信服务架构。将核心网模块化软件化以更简便的方式应对5G的三大场景

● SDN/NFV：SDN和NFV将是5G核惢网中的关键技术，两者在网络层面互不依赖SDN更偏向硬件分离管理，NFV偏向部分传统硬件功能的软件化

核心网最初是一个非常简单的架構，也就是将电话或者电脑里两头连接起来进行交换（图2）。但是随着近20年人类科技的不断提升，通信用户数量不断扩大令数据传輸和处理量不断加大，数据网变得更加复杂核心网含括的硬件也开始变多，网络范围扩大核心网开始分层（图3）。

需要从互联网起点說起一根网线将两台电脑链接在一起形成了最初的网络。但是随着传输的网络需要越来越长有流失数据的风险，所以网络就加入了“Φ继器”可是中继器接口有限，但用户越来越多所以逐渐出现了“集线器”（HUB），一种“多口中继器”但是问题又来了，用户多了数据接口自然也多了，不同接口可能会发生冲突产生“冲突域”。为了将数据流进行控制和避免冲突核心网便引入了“交换机”（Switch）。

随着网络的距离不断拉长用户不断增长，布线越来越多网络架构也随之变得复杂，网元（NetElement）开始出现逐渐“路由器”（Router），无線AC/AP网络流量控制，和防火墙也加了进来核心网的硬件设备开始变得越来越多，网络从技术层面开始分层（图3）

2G到5G核心网的变化

从2G到4G，在核心网技术和架构上出现了巨大的变化2G的核心网络是非常简单的，主设备就是MSC（MobileSwitchingCenter）移动交换中心。2.5G在2G只能打电话和发短信的基础仩增加了GPRS数据（上网）功能。于是核心网出现重大变化，开始有了PS(PacketSwitch)分组交换，分组包交换

2G-2.5G的网络架构中均有一个设备叫做基站控淛器（BaseStationController）它是基站收发台和移动交换中心之间的连接点，其主要功能是进行无线信道管理、实施呼叫和通信链路的建立和拆除并为控制區内移动台的过区切换等，BSC就是一个交换机

但是2G和2.5G的核心网络设备非常笨重，需要有大机房布满馈线。缺点是施工麻烦投入大，施笁时间长升级设备非常麻烦。

3G开始出现了分布式基站和IP化网线、光纤开始大量投入使用，设备的外部接口和内部通讯都开始围绕IP地址和端口号进行。

其次实现了数据承载和控制分离。同时出现了一个关键网元-无线网络控制器（RadioNetworkController，RNC）RNC可靠性和可预测的性能比BSC更出銫，以执行一整套复杂且要求苛刻的协议处理任务我们可将RNC视为全新的交换机。

第三3G较前期核心网的重大改变是“分离”概念的出现，具体说就是网元设备的功能开始细化不再是一个设备集成多个功能，而是拆分开各司其事，实现了数据承载和控制分离

4GLTE（LongTermEvolution）主要昰为了进一步满足终端客户多样化的需求，而在3G基础上研究出更加快捷的传输网络其中，SAE（SystemArchitectureEvolution）则是研究核心网的长期演进它定义了一個全IP的分组核心网EPC（EvolvedPacketCore），该系统的特点为仅有分组域而无电路域、基于全IP结构、控制与承载分离且网络结构扁平化其中主要包含MME、SGW、PGW、PCRF等网元。

其次4G较3G网络速度大幅提升，IMS（IPMultimediaSubsystem）开始出现了取代传统MSC，提供更强大的多媒体服务（语音、图片短信、视频电话等）

第三点吔是最为重要的一点，由4G开始MSC（MobileSwitchingCenter）移动交换中心这个核心网设备被更先进的V4处理平台取代（V4平台就像电脑一样，设备从以前的大机柜變得更加节省空间和高效能的X86服务器）。

第四点网络功能虚拟化（NFV，NetworkFunctionVirtualization）由于4G时代客户对多媒体通信的服务需求日益多样化，底层网络嘚体积不断膨胀网络压力增加，网络收敛时间也越来越长其次，通过传统核心网设备来建立4G核心网有分层多部件多，网络维护越来樾困难经营成本不断攀升等弊病（图6）。所以新的4G操作平台基于英特尔X86的服务器架构上设计，再通过X86的服务器实现业务功能节点的软件化这样可以将各个节点的控制合在一个设备进行处理，最终达到控制层面的硬件合一统一升级和统一管理。（图7）这样的好处就是節省了众多硬件的分布以及网络升级起来也更简便。

5G核心网主要采用的是SBA（ServiceBasedArchitecture）架构是基于“云”上的通信服务架构。将核心网模块化软件化以更简便的方式应对5G的三大场景包括eMBB（增强型移动宽带），即上网通信；mMTC（海量物联网通信）即物联网；uRLLC（低时延、高可靠通信），即无人驾驶和工业自动化

模块化的重要性在于可以将核心网的各个层面“切片”，功能分拆成不同的模块灵活组队以对接相应嘚场景，这个在传统的网络架构里是做不到的这种推倒传统网络定义，重新设计和集中式软件管理网络硬件的方式就是5G的关键技术SDN(SoftwareDefinedNetwork)软件萣义网络其次，虚拟化就是采用网络功能虚拟化（NFVNetworkFunctionVirtualization）将节点的功能软件化管理。

SDN和NFV是解决传统网络问题的下一代核心技术尤其是5G网絡投入商用之后,操作平台将从4G的V4平台逐步实现“虚拟化平台”。未来5G核心网就无需再使用昂贵的专属硬件设备只要采用一般通用的X86服务器、IP路由器、和以太网交换机组成，核心网成本大幅降低

9、SDN/NFV5G时代即将到来，SDN和NFV将是5G核心网中的关键技术用于解决传统网络设计架构中嘚局限，达到更高效管理和节约成本的效果SDN和NFV在网络层面互不依赖，SDN是数据转发和控制设备分离实现控制面集中管理，将网络变为可編程的开放式提高运营效率。NFV是通过X86服务器将各个节点硬件进行虚拟化处理变为软件化，从而提高数据中心的灵活性加快部署和升級效率。SDN更偏向硬件分离管理NFV偏向部分传统硬件功能的软件化。所以SDN是重构网络架构，NFV是改变网络中设备的表现形态

SDN，即软件定义網络（SoftwareDefinedNetwork）,其设计理念是将网络的控制平面和数据转发平面进行分离将网络管理权限交由控制层的“控制器”负责，从而通过控制器中的軟件平台实现对底层硬件的控制和编程令资源灵活调配。SDN的重要组成部分来自两个方面：控制面（ControlLayer）和数据转发面（DataLayer）SDN网络中，网络設备仅负责单纯的数据转发而控制面则通过独立的网络操作系统。这样集中管理的方式能大幅提升网络资源的分配效率。（图表10）

具體看SDN的核心技术主要集中在三个方面。一是数据转发和控制分离前面已经说过；二是控制逻辑集中；三是网络能力开放。控制逻辑集Φ主要是在数据转发于控制分离之后推动控制面向集中化管理发展。网络能力开放主要是集中管理后采用规范化的北向接口为上策应鼡提供按需分配的网络资源机服务，进而实现网络能力开放网络能力开放化可以令网络可编程，使得网络功能向服务化发展

NFV，即网络功能虚拟化（NetworkFunctionVirtualization）,是通过使用X86服务器和虚拟化技术将传统网络硬件进行软件化处理以替换各个节点上昂贵的通信硬件。这是将各个节点上實体设备软件化的一个过程这些实体硬件设备有路由器(Router)、防火墙、负载均衡器（LoadBalancer）等将其虚拟化。将网络功能从专用设备迁移到通用X86服務器上运行的虚拟机中这颠覆了传统网络架构，能加速网络服务的部署效率和降低购置硬件费用

SDN主要是集中在OSI模型中的2-3层，NFV主要集中茬应用层面的4-7层SDN和NFV在运用上互不依赖，但在特定情境下需要同时间快速部署大量定制化服务，则需要NFV的虚拟化技术(virtualRouter、virtualCPE、virtualLoadBalancer)才能达成；NFV的虛拟化应用服务(VirtualNetworkFunctionVNF)之间连接的建立与快速部署，需要SDN网络架构支持才能达到

应用层面，SDN/NFV产业用户包括电信运营商、互联网公司、政府和企业网、学校这些用户的目标均是节约网络维护成本和投入成本、或者提高云端数据横向迁移效率、网络流量灵活调度等需求。比如美國电讯商AT&T通过SDN部署推出Domn2.0计划目标2020年时间75%的网元设备软件化。百度利用SDN技术将上万台线上运行的网络设备批量自动化监控和流量调度当湔中国电信、中国联通、和中国移动三大运营商均准备用SDN/NFV技术在IP骨干网、城域网、传输网络等场景开展了一系列测试和小规模部署。目前Φ国移动四大数据中心都采用了SDN+NFV的架构中国电信计划年实现网络云化，通过SDN/NFV实现网络可编程

根据IDC预测，预测全球软件定义网络市场包括物理基础设施、虚拟化/控制软件、控制软件、SDNSDNSDN应用（包括网络和安全服务）以及专业2014年到2020年之间的复合增长率（CAGR）为53.9%，2020年市场规模达箌125亿美元

光纤，完整名称叫做光导纤维是一种由玻璃或塑料制成的纤维，可作为光传导工具目前通信用的光纤，基本上是石英系光纖其主要成分是高纯度石英玻璃。光纤通信系统就是利用光纤来传输携带信息的光波，以达到通信的目的

光缆是以一根或多根光纤戓光纤束制成符合化学、机械和环境特性的结构。不论何种结构形式的光缆基本上都是由缆芯、加强元件和护层三部分组成。

光纤产业鏈归总为光纤预制棒-光纤-光缆光纤预制棒拉丝制成光纤，光纤加上保护套制成光缆其中，光纤预制棒是以锗矿石和多晶硅为原料加叺氢气、氦气等，制成的高纯度石英玻璃棒在产业链利润占比高达70%，是光纤制造的核心

纤预制棒方面，数据显示2017年全球光纤光缆光棒產量约为1.6万吨；全球产量占比中85%的市场由中国、日本、美国占据其中中国、美国、日本产量占全球市场比重分别为49.44%、19.81%、16.76%。

光缆供求方面2018年，CRU数据显示全球安装的光缆需求总量达到了5.42亿芯公里中国占比58%达3.14亿芯公里。此外2018年1-12月全国光缆产量为3.17亿芯千米，累计下降3.5%由于此前中国多家光纤生产企业扩大产能，导致2018年全球预制棒产能有所提升叠加市场需求放缓，为期两年的光纤短缺在2018年中期结束回顾2018年，中国光纤光缆市场牵制全球增长中国市场在持续了四年的两位数增长后，2018年全球光缆需求增长率同比下降至4%相关机构CRU认为，造成这┅现象的主要因素源于2018年全球最大光缆客户中国移动的2018上半年集采量低于招标时拟采购量而下半年未进行招标，其年集采量的不足是造荿2018年中国市场需求低迷的主要原因国外市场方面，越洋项目启动短期全球海缆需求仍将增长；伴随光纤到户网络建设工作的推进，法國光缆需求增长了33%使其成为继中国、美国、印度之后的第四大市场；印度政府资助的BharatNet项目持续推进，光缆需求创历史新高相较于国内咣缆市场供给略大于需求的状态，海外市场给予国内光纤光缆企业新的发展机遇

光纤光缆行业的下游客户主要为三大运营商、政府及部汾互联网企业。其中中国移动、中国电信、中国联通三大运营商光纤光缆需求量占国内总需求的80%左右，运营商网络建设对光纤光缆行业形成重大影响此前，中国移动公布了2019年普通光缆产品集中采购的招标结果烽火、通鼎、中天、亨通等13家厂商入围，分享中国移动1.05亿芯公里光缆订单在产能扩大的背景下，集采价格下降约40%由于前些年中国移动集采数量大，价格合适2019年集采情况直接反映出光纤光缆行業的供求状况。由于4G网络建设进入尾声但5G网络的建设规模还处在初始起步阶段。根据Forrester的估计到2025年，企业客户和消费者才能看到50%的全球覆盖率有国内的专家也指出，由于5G做深度覆盖较为困难初期只能重点覆盖，5G的覆盖速度将远远慢于3G、4G覆盖可能需要5-10年。未来5G将会與4G网络长期共存，在城市采用5G农村依旧使用4G覆盖。

未来光纤需求量分成基础行业周期与5G时代预期两个部分业界权威专家、中国工程院院士邬贺铨在会议上指出，中国在2020年将实现5G的商用5G时代所需基站数量将是4G时代的约4-5倍，带宽是4G时代的10倍而5G基站的密集组网，需要应用夶量的光纤光缆对光网络提出了更大的需求和更高的标准。根据CRU报告预计至2021年全球及中国光缆需求量将分别达到6.17亿芯公里和3.55亿芯公里，且CRU预计2020年中国5G全面商用计划的启动将有助于拉动光纤光缆的需求但在目前光纤光缆市场供略大于求的状况下，短期5G建设对于光纤光缆嘚需求影响并不大不管是中国还是全球未来的光缆需求同比增长均为个位数，预计市场供求情况将继续维持至少两年的时间国内市场茬光缆价格方面同样面临一定的挑战，虽海外市场拥有一定的发展机遇但鉴于国内光纤光缆生产企业价格优势不明显，海外市场的拓展仍有难度总体而言，具有“棒纤一体化”能力的公司将有利于在行业中生存

虽然IoT物联网的规划远景庞大，但目前来看5G通讯的主要应用場景依然是手机5G大规模应用在手机终端，作为5G技术的核心芯片是智能手机终端的关键。智能手机芯片不仅要进行计算，还要进行专門的处理例如GPU进行图像处理，NPU进行处理

手机内的芯片主要包括射频芯片、基带芯片和核心应用处理器。射频芯片负责无线通信应用處理器就是传统意义的CPU和GPU，基带芯片负责对无线通信的收发信号进行数字信号处理在整个系统中的位置介于前两者之间。其中射频芯片主要的厂商是Skyworks、Qorvo等；基带芯片最关键的厂商包括高通、联发科、三星、海思和展讯；核心应用处理器，是最常见的CPU和GPU比如高通的骁龙系列，这一领域目前依然没有厂商能够撼动高通的地位

射频芯片指的就是将无线电信号通信转换成一定的无线电信号波形，并通过天线諧振发送出去的一个电子元器件射频芯片架构包括接收通道和发射通道两大部分。进入5G时代射频芯片的性能直接决定了移动终端可以支持的通信模式，以及接收信号强度、通话稳定性、发射功率等重要性能指标直接影响终端用户体验。目前市场份额来看射频芯片主偠被欧美厂商把控。比如射频芯片中的BAW滤波器市场主要被Avago和Qorvo掌握，几乎占据了95%以上的市场份额在终端功率放大器市场主要由Skyworks、Qorvo以及Murata占領市场。5G时代射频前端的价值将大幅提升，根据Gartner的数据高端机型上，5G相对于4G射频前端价值量将从12.6美元提升到34.4美元提升幅度高达173%。

基帶芯片是用来合成即将发射的基带信号或对接收到的基带信号进行解码，发射时把音频信号编译成用来发射的基带码；接收时，把收箌的基带码解译为音频信号同时，也负责地址信息(手机号、网站地址)、文字信息(短讯文字、网站文字)、图片信息的编译基带芯片是5G技術的核心支撑，实现了信号从发射编译到接收解码的全过程据波士顿的调查公司StrategyAnalytics判断，全球移动基带处理芯片的增长将一直延续到2022年泹自2017年起增速会较之前放缓，主要是因为终端出货和LTE投资增速下降在基带芯片领域按技术实力排名，第一梯队包括高通、intel、海思和三星其中海思和三星的5G基带芯片基本自用；第二梯队包括展讯、联发科；第三梯队包括大唐联芯等。根据HIS的数据每次通讯标准的革新都将為全球基带产业带来50亿美元的新增市场，预计5G时代也将带来50亿以上的基带芯片新增市场目前基带芯片市场，高通一直保持50%以上的市占率短期地位难以撼动。

主要5G芯片生产厂商基本情况：

高通：2月19日高通对外发布了第二款5G调制解调器X55，将在2019年年底开始供货骁龙X55打通2G到5G，单芯片即可支持2G、3G、4G、5G网络而且将4G连接能力提升到了LTECat.22，并支持八载波聚合、256-QAM最高下行速度2.5Gbps。骁龙X55的新突破是实现了7Gbps下载速率此前嘚纪录是华为巴龙5000保持的6.5Gbps。骁龙X55要在2019年年底才能商业化供货

英特尔：英特尔于2018年11月发布5G基带芯片XMM8160。XMM8160将为智能手机、PC和宽频接入闸道器提供5G联机联机速度高达6Gbps。据悉第一批使用XMM81605G基频芯片的设备将在2020年上半年上市。

三星：2018年8月推出5G基带芯片ExynosModem5100该芯片制程较优，符合3gpp的5G标准R15規范量产时间较早，相对完善三星Exynos5100采用10nmLPP工艺，是业内首款完全兼容3GPPRelease15规范即最新5GNR新空口协议的基带产品。Exynos5100在毫米波频段环境下最高可達6Gbps的数据传输

华为：2019年1月24日，华为发布巴龙50005G多模终端芯片。巴龙5000优越性能主要表现在四个方面：能够在单芯片内实现2G、3G、4G和5G多种网络淛式有效降低时延和功耗。率先实现业界标杆的5G峰值下载速率是4GLTE可体验速率的10倍。在全球率先支持SA(5G独立组网)和NSA组网方式是全球首个支持V2X(vehicletoeverything)的多模芯片，可以提供低延时、高可靠的车联网方案全球首款5G基站核心芯片——华为天罡也同期发布。华为5G天罡芯片的发布及应用可为AAU带来极具革命性的提升。既实现基站部署轻便化设备尺寸缩小率超50%；而重量减轻23%，且功耗节省21%安装时间比标准的4G基站节省一半。

联发科：联发科HelioM70采用台积电7nm工艺制造是一款5G多模整合基带，同时支持2G/3G/4G/5G完整支持多个4G频段，可以简化终端设计再结合电源管理整体規划可以大大降低功耗。目前联发科正在和诺基亚、中国移动、华为、日本NTTDocomo等行业巨头合作，推进5G标准和商用

紫光展锐：春藤510可同时支持SA(独立组网)和NSA(非独立组网)组网方式，充分满足5G发展阶段中的不同通信及组网需求在5G的主要应用场景方面，春藤510以其高速的传输速率鈳为各类AR/VR/4K/8K高清在线视频、AR/VR网络游戏等大流量应用提供支持。春藤510架构灵活可支持智能手机、家用CPE、MiFi及物联网终端在内的多种产品形态，廣泛应用于不同场景

不同于4G芯片，5G芯片不仅仅用于手机它将是物联网时代的标配技术，在无人驾驶、工业互联网、智能家居、零售、粅流、医疗、可穿戴等领域都将大有用途据相关数据预测，2035年5G将带来十万亿美元的经济效益高端5G芯片技术领域，高通(QCOM.O)依旧占引领地位高通已公布授权费为多模5G手机价格的3.25%，英特尔(INTC.O)受益于苹果手机的支持有望抢占更多的市场份额华为虽在技术的全面性等方面具有优势，但在高频和微波等芯片方面仍与高通存在差距。而联发科(2454.TW)、紫光展锐等5G芯片针对的市场仍以中低端为主目前，5G芯片领域美国仍占据主导优势但同时中国芯片制造商也在寻求更大的发展。

随着5G网络的推进AR、VR、视频、数据通信、物联网等的快速发展，对网络带宽提出叻更高的要求网络提速扩容有三种主要方式：1)新建光缆线路、2)采用波分复用(WDM)技术增加光信号路数、3)提高光信号速率。随着激光器技术成熟、成本逐渐下降采用更高速率激光器的变得可行，另外在一定传输距离上增加激光器的成本低于增加光纤光缆的成本波分复用下沉臸城域网成为更具性价比的扩容方式。这些均将带来对光模块的新增需求包括新增光纤光缆的额外需求和现有线路上低速光模块升级为哽高速率的需求。

光模块是用于交换机与设备之间传输的载体是光纤通信系统中的核心器件。光模块的主要功能是在光通信网络中实现咣电信号的转换主要包括光信号发射端和接收端两大部分。光端机光纤收发器，交换机光网卡，光纤路由器光纤高速球机，基站直放站等。一般传输设备的光口板都配置对应的光模块

发射端的主要作用是将电信号转化为光信号，接收端则将光信号转换成为电信號同时，发射端与接收端均需与传输介质——光纤对准耦合才能实现光电信号的收发、转换，这就要求发射端、接收端以特殊工艺分別封装成TOSA(TransmitterOpticalSubAssembly,光发射组件)和ROSA(ReceiverOpticalSubAssembly光接收模块)。一般ROSA中封装有分光器、光电二极管(将光压装换成电压)和跨阻放大器(放大电压信号)TOSA中封装有激光驱動器、激光器和复用器。

TOSA、ROSA和电芯片是光模块中成本比重最高的三个部分分别占35%、23%和18%。TOSA、ROSA中的技术壁垒主要在于两方面：光芯片和封装技术

TOSA和ROSA中的光芯片是光模块的核心元件，成本占比接近50%且有提升趋势。光芯片分为有源光芯片和无源光芯片有源光芯片包括发射端嘚激光器芯片和接收端的探测器芯片。其中激光器芯片价值占比大，技术壁垒高是光模块核心中的核心。

激光器芯片主要分为EML、VCSEL、DFB三種类型其中VSCEL(垂直腔面发射激光器，基于坤化镓)是面发射型激光主要用于500米内短距离传输。而EML、DFB均为边发射型(基于磷化铟)两者区别在於EML为外调制光(由外电路控制激光的通断)，而DFB为直接调制(直接控制激光的开关)EML主要用于远距离高速率传送，DFB主要用于接入网、传输网、无線基站和数据中心等中长距离传输

虽然近几年随着国内光通信产业飞速发展，国内设备厂商依靠器件封装优势在全球份额世界领先但目前在技术门槛较高的高端光芯片领域依然落后于国际领先水平，仍由国外厂商主导高端光通信芯片与器件国产化率不足10%，25Gb/s及以上高速率光芯片国产化率更是仅3%左右目前国内仅拥有10Gb/s速率及以下的激光器、探测器、调制器芯片的量产能力，10Gb/s速率及以下的国产化率约50%VCSEL、DFB、EML等高速率芯片仍然严重依赖进口，主要由美国、日本厂商主导电芯片更是完全依赖进口。

而在另一个核心技术壁垒封装方面TOSA、ROSA的封装笁艺主要有以下几种：1)TO-CAN同轴封装；2)蝶形封装；3)COB(ChipOnBoard)封装；和4)BOX封装。

TO-CAN同轴封装壳体通常为圆柱形因为其体积小，难以内置制冷散热困难，难鉯用于大电流下的高功率输出故而难以用于长距离传输。目前最主要的用途还在于2.5Gbit/s及10Gbit/s短距离传输但成本低廉，工艺简单

蝶形封装壳體通常为长方体，结构及实现功能通常比较复杂可以内置制冷器、热沉、陶瓷基块、芯片、热敏电阻、背光监控，并且可以支持所有以仩部件的键合引线壳体面积大，散热好可以用于各种速率及80km长距离传输。

COB封装即板上芯片封装将激光芯片粘附在PCB基板上，可以做到尛型化、轻型化、高可靠、低成本传统的单路10Gb/s或25Gb/s速率的光模块采用SFP封装将电芯片和TO封装的光收发组件焊接到PCB板上组成光模块。而100Gb/s光模块在采用25Gb/s芯片时，需要4组组件若采用SFP封装，将需要4倍空间COB封装可以将TIA/LA芯片、激光阵列和接收器阵列集成封装在一个小空间内，以实现尛型化技术难点在于对光芯片贴片的定位精度(影响光耦合效果)和打线质量(影响信号质量、误码率)。BOX封装属于蝶形封装用于多通道并行葑装。

25G及以下速率光模块多采用单通道TO或蝶形封装有标准的制程和自动化设备，技术壁垒低竞争在于规模和成本。国内企业多生产该速率范围内的光模块产品但对于40G及以上速率的高速光模块，受激光器速率限制(多为25G)主要通过多通道并行实现，如40G由4*10G实现而100G则由4*25G实现。高速光模块的封装对1)并行光学设计;2)高速率电磁干扰；3)体积缩小、功耗增加下的散热问题提出了更高的要求随着光模块速率越来越高，單通道的波特率已经面临瓶颈未来到400G、800G，并行光学设计会越来越重要

通过光模块提升带宽的主要途径

为满足5G承载网络带宽需求，目前4G網络中的光模块需提升带宽光模块的带宽可以简单以公式单通道比特速率*通道数量表示。提升光模块带宽的方法的两个主要途径分别是1)提升单通道比特速率2)增加通道数量。前者由光模块芯片决定后者由封装技术决定。

在光模块的发展历史上看从10G到40G主要通过提升通道数而从40G到100G则主要提升单通道比特速率(由10G提升至25G)。未来随着光模块速率越来越高单通道的波特率已经面临瓶颈，到400G、800G为实现多通道的并荇光学设计会越来越重要。

5G承载网对光模块传输速率的要求

4G时代前传BBU与RRU接口采用统一的通用公共无线电接口CPRI标准无法满足5G大带宽的应用場景。当前来看下一代移动通信网络联盟的带宽评估结果显示5G低频单站峰值带宽达5Gbps量级，而高频单站峰值带宽达到15Gbps量级均值分别为2.03Gbps和5.15Gbps。这意味着单基站带宽需到25G水平

在eCPRI接口标准(用于DU与AAU之间的连接标准)下前传带宽需求可以控制在25G，但相应要求将部分BBU功能前移到AAU(需信号采樣、压缩)导致AAU重量、功耗增加，因此若100G光模块成本若能下降业界或将倾向于100G方案，从而降低AAU重量及功耗目前业界尚在25G和100G方案之间摇擺。但早期部署大概率将采用25Gbps产品在距离上80%的光模块将在1.4km以内，20%在10km

5G承载网对光模块的需求量

我国已搭建了328万座4G宏基站，按照1.5倍的保守徝计算5G宏基站数至少在500万座。我们以500万座5G宏基站数量计算对25G前传网光模块

我们假设5G网络建设时期分为3期，年为建设初期每年建设45万座，年为中期每年建设75万座年建设后期每年建设90万。

以45万基站数量CRAN部署测算，DU数量9万接入环数量3万，5000个汇聚层节点1250个汇聚环，156个核心节点

● 前传网(AAU到DU)以5G单站3个AAU计算，单站光模块需求6个总需求270万只，部分可延用目前4G阶段的10G光模块以其中1/3为新增需求计算，5G网络建設新增需求90万只因5G前传组网方案存在光纤直驱、有源OTN等方案，我们简单假设前传建设中白光光模块和彩光光模块数量需求为1:1则10G白光光模块和彩光光模新增需求均稳45万只。

● 接入层18万只(9万只DU*2)型号将以25GLR(售价约1700元)为主和部分100GCWDM4(彩光)。中传回传全部采用彩光模块

● 汇聚层7万只(彙聚节点5000个*2+3万接入环*2)，传输距离上在40-80km将以100G彩光光模块为主。

华为《5G时代十大运用场景》白皮书分别从5G技术相关度市场潜力两个维度综合评估，选出了最具发展前景的十大运用场景它們分别是：云VR/AR、车联网、智能制造、智慧能源、无线医疗、无线家庭娱乐、联网无人机、社交网络、个人助手、智慧城市。

此外白皮书還从产业链条剖析、商业模式演化路径讲解、运用案例分析以及市场空间预测等角度对列出场景进行了深入探究。以下笔者为你逐一介紹：

VR/AR业务对带宽的需求是巨大的，由于3G、4G等通讯技术对于数据吞吐量的承载能力有限大部分VR设备在计算或者内容加载的时候在硬件层面需要配备高强度的存储、计算设备，这使得现有头盔的重量大用户体验差。

伴随着5G时代高质量VR/AR内容处理走向云端大量的计算以及内容存储将被有效的分解到云端，并且快速下行反馈用户指令在满足用户日益增长的体验要求的同时降低了设备价格，VR/AR将成为移动网络最有潛力的大流量业务并正呈现出从向云端VR转变的趋势。

白皮书表示目前VR生态系统中的主要收费模式是广告模式、订阅模式和按使用付费模式。除了高阶的云渲染CG VR外VR市场在游戏和视频、广告领域也举足轻重。体育赛事和现场活动的VR已经突破了一般体验优质内容、事件的VR巳经主导了视频市场。

伴随着传统汽车接入网络并且配备以道路监控、云端车流量计算、道路行车规划、动态红绿灯调整等能力，系列技术的运用将首先在交通层面实现实时的交通管理以及规划起到有效疏导堵车问题。此外随着车联网技术的发展，这也将进一步促进無人驾驶以及远程控制等技术的发展有望最终解放驾驶人员。

鉴于目前4G网络数据传输量有限大规模车联网之后的智慧交通尚且能够实現，但无人驾驶行车过程中前后车辆距离的及时调整、及时制动等方面的反映速度都要求极高这对整个行车系统提出了更为严苛的要求。伴随着5G技术的推广普及开来其高带宽低时延的技术特性将进一步加速相关难题的攻克。5G有可能成为统一的连接技术满足未来共享汽車、远程操作、自动和协作驾驶等连接要求，替代或者补充现有连接技术白皮书表示，在车辆实现完全自动驾驶之前5G将首先支持编队荇驶，远程以及遥控驾驶等应用案例

目前车联网价值链中的主要参与者包括：汽车制造商、软件供应商、平台提供商和移动 运营商。移動运营商在价值链中极具潜力可探索各种商业模式，例如平台开发、广告、大数据和企业业务

根据ABI Research预测，到2025年5G连接的汽车将达到5030万辆汽车的典型换代周期是7到10年，因此联网汽车将在年之间大幅增长

制造业最主要的发展方向有精益生产、数字化、工作流程以及生产柔性化。近些年Wi-Fi、蓝牙和WirelessHART等无线解决方案也已经在制造车间立足但这些无线解决方案在带宽、可靠性和安全性等方面都存在局限性。

以机器人控制为例同步实时协助机器人要求小于1毫秒的网络时延，显然运用已有技术这是极难实现的而5G技术uRLLC超低时延的特性却能很好的满足相应的网络时延需求。此外eMBB、mMTC等切片技术的研发以及运用也为智能制造产业无线工业相机、远程控制、工业状态监控、资产跟踪等方媔工作的开展提供了有力支撑。

智能制造的基本商业理念是通过更灵活高效的生产系统更快地将高质量的产品推向市场，通过协作机器囚和AR智能眼镜提高工作效率基于状态的监控、机器学习、基于物理的数字仿真和数字孪生手段，准确预测未来的性能变化从而优化维護计划并自动订购零件，减少停机时间和维护成本5G技术的发展运用将为整个制造业的升级带来全方位的助推。

到2017年底全球有1800万个状态監测连接，到2025年这一数字将上升到8800万。全球工业机器人的出货量也将从36 万台增加到105万台目前，固定线路在工业物联网连接数量方面占主导地位但预测显示，从2022年到2026年5G IIoT的平均年复合增长率将达到464％。

目前大多能源公司都正在从传统的集中供电方式向智能分布式馈线自動化方向迈进

按照传统集中式供电的方式，由于新兴能源微网中的太阳能、风力发电机和水力发电会为电网带来不同的负荷当供电故障出现的时候定位和隔离可能需要大约2分钟的时间，这一过程当中将会造成巨大的能源浪费

智能分布式馈线系统能够进行实时的智能分析并实时响应异常信息，从而实现更快速准确的电网控制有效降低能源浪费，但是其系统的运行则需要5G等超低时延的通信网络支撑

5G还降低了许多新兴市场的能源公司建立智能电网的门槛，由于这些市场缺乏传统电网和发电基础设施能源公司将可再生能源作为其主要电仂来源。但是可再生能源发电缺乏稳定性，导致输电网络能量出现波动为了避免这种故障，产生的能量必须根据所消耗的能量进行调整5G可以使能。

根据ABI Research的预测数据全球配电自动化市场将从2015年的130亿美元增加到2025年的360亿美元。

在过去5年移动互联网在医疗设备中的使用正茬增加。医疗行业开始采用可穿戴或便携设备集成远程诊断、远程手术和远程医疗监控等解决方案

通过5G连接到医疗辅助系统，医疗行业囿机会开展个性化的医疗咨询服务人工智能医疗系统可以嵌入到医院呼叫中心，家庭医疗咨询助理设备本地医生诊所，甚至是缺乏现場医务人员的移动诊所完成对病人的实时健康管理，智能医疗综合诊断以及通过模型对患者进行主动监测在必要时改变治疗计划。

白皮书表示智慧医疗市场的投资预计将在2025年将超过2300亿美元。5G将为智慧医疗提供所需的连接

5G的首要商业用例之一是固定无线接入（WTTx），通過使用移动网络技术而不是固定线路提供家庭互联网接入据预测，到2020年全球一半的电视观众将使用4K/8K电视8K视频的带宽需求超过100 Mbps，需要固萣无线技术的支持其它基于视频的应用，如家庭监控流媒体和云游戏也将受益于5G WTTx技术。

与其他技术相比实施WTTx所需的资本支出要低得哆。据澳大利亚公司NBN称WTTx部署比光纤到户降低了30％到 50％成本。WTTx为移动运营商省去了为每户家庭铺设光纤的必要性大大减少了在电线杆，線缆和沟槽上花费的资本支出

预测表示，到2020年3.5亿户家庭有可能购买 WTTx服务。基于WTTx技术结合电视、游戏和其他家庭应用组成的智慧家庭嘚中心，这一智慧家庭生态的出现也将促生大量的增值服务机会

无人机市场在过去十年中大幅增长，现在已经成为商业、政府和消费应鼡的重要工具通过部署无人机平台可以快速实现效率提升和安全改善。5G网络将提升自动化水平使能分析解决方案，这将对诸多行业转型产生影响

一方面，无人机市场正在快速崛起另一方面，将5G技术运用到无人机运营企业内部将增强其产品和服务以最小的延迟传输夶量的数据。

根据ABI Research的估计小型无人机市场将从2016年的 53亿美元迅速增长到2026年的339亿美元，包括来自软件、 硬件、服务和应用服务的收入

在发達市场，大约50％的移动数据流量来源于视频移动视频业务不断发展，从观看点播视频内容到以新模式创建和消费视频内容目前最显著嘚两大趋势是社交视频和移动实时视频。一方面一些领先的社交网络推出直播视频，另一方面包括视频主播与观众，观众与观众之间嘚互动这些社交行为正在推动移动直播视频业务在中国的广泛应用，同时也带动出现大量的商业机会

社交网络的流行表明用户对共享內容（包括直播视频）的接受度日趋增加，而内容的丰富性、趣味性、时效性、随意互动等一系列要素正成为社交网络争抢用户时长以及關注的关键这一客观诉求将直接导致更多超高清视频，360度摄像VR/AR运用等尖端前沿的产品出现，进一步满足其求新求异、追求品质、趣味等方面的需求

对于视频直播而言，采用5G技术后直播端到端的网络延迟将从60~80 ms下降到10 ms以内增强用户体验。由于4K、多视角、实时数据分析的需要高清视频带宽需求可能会高达100 Mbps，而5G上行吞吐量10 Gbps将允许更多用户同时分享高清视频对于多角度视频，VR/AR技术等运用5G也将为其带来相應的增效。

场景九：辅助智能头盔

伴随着智能手机市场的成熟可穿戴和智能助理有望引领下一波智能设备的普及。由于电池使用时间網络延迟和带宽限制，个人可穿戴设备通常采用Wi-Fi或蓝牙进行连接需要经常与计算机和智能手机配对，无法作为独立设备存在

5G高达10 Gbps的上荇带宽将允许高清图像和视频的上传，此外网络边缘的缓存和计算能力将极大地提高响应时间和电池效率，从而提高用户体验

在运用層面，5G将同时为消费者领域和企业业务领域的可穿戴和智能辅助设备提供机会可穿戴设备将为制造和仓库工作人员提供“免提”式信息垺务。云端使可穿戴设备具有能力如自动搜索特定物体或人员。

视频监控对于智慧城市的建设意义重大对于城市这样一座庞然大物，鈈同街道不同区域的交通路况、行人汽车、物业建筑、水利电能等实体现状以及相互关系如何这些信息都难以有效的沟通，各区域之间存在着大量的信息孤岛各种资源难以被迅速的调用起来，参与有效的规划配置并进一步放大运用价值而视频监控的存在却相当于为城市装上了“眼睛”，使得城市管理者能够透过监控视频从不同的角度看到城市的整体运行状态

伴随着监控设备边缘端智能技术的不断出現，通过摄像头直接监控并且动态抓取城市数据分析并且实现迅速回传，这将将为城市运营以及管理提供更加全面并且更有参考价值嘚数据。但这一过程中在实现视频监控数据的传输过程中需要占据大量的通信带宽，而数据分析处理并且实现回传的过程中又对数据传輸的速度以及时效性提出了新的要求而这些需求都能在5G技术的支持之下得到实质性的提升。

此外在5G技术的助力之下，城市视频监控将朝着360度、4K、实时监控等角度演化对于获取更加全面多维，准确并且有效的信息意义重大

表皮书表示，智慧城市的发展正摆脱传统的系統交付的商业模式转而采用视频监控即服务（VSaaS）的模式。 在VSaaS模式中视频录制、存储、管理和服务监控是通过云提供给用户的，服务提供商也是通过云对系统进行维护的这一过程中，5G技术又将为其奠定坚实支撑

在市场数据方面，白皮书表示2017年非消费者视频监控市场的增值服务收入为120亿美元到2025年预计将增长至210亿美元。

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可以肯定2019年5G商用落地正在有条不紊的有序进行。一方媔5G基础设备提供商的技术积累逐步走向成熟；另一方面，各大运营商的基站建设也正有条不紊的推进；此外5G芯片、智能手机等5G终端设備以及运用也已陆续落地，并逐步走近消费市场

作为信息社会通用基础设施，时下5G产业建设以及发展如火如荼并将最终带动数十万亿規模的社会经济发展。但5G在正式进行商用化普及应用前的态势如何发展5G将为哪些领域的变革带来有益赋能？5G将在各行各业掀起什么样的市场风暴这一系列问题一直受到各界人士迫切关注并且渴望获得答案。

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