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5G基建篇:5G网络建设涉及哪些技术? 5G基建节奏及投资机遇(文字版)

2020/3/17 17:15:00   来源:
通信技术主要有两种——有线通信和无线通信。通常情况下,大家手机里的语音、数据,首先通过无线电波传递到附近的基站,然后通过光纤传递到核心网处理。接下来,如果你是要连接他人或物,相关消息会转发到你通信目标附近的基站,然后再用无线电波传递到对方的手机或电脑等其它终端;如果你是单方面获取互联网服务,那就是核心网通过连接数据中心上的互联网资源(如视频播放等),将你的请求所对应的反馈传递回给你。简单说,信息传递的路要先走一段“无线通信”的小路、窄路,然后再汇聚到“有线通信”的超宽的高度公路,距离目的地“最后一公里时”,再从大路下到“无线通信”的小路,最终到达目的地。而无线通信的那段路,是未来5G重点要加宽、提速的部分。
对于5G基建而言,主要做三件事:提升无线通信容量,拓宽有线通信(传输)宽度,增加核心网和数据中心的处理能力。
无线通信提高容量,主要有这么三个维度: 一是提升手机等终端到基站“点到点”的网速;把上文提到的无线通信的“小路”修的更加平整、畅通,让车速能够直接提高。 为了提升“点到点”信息传递的速度,5G大幅提高了天线数量,从传统4G的2发2收,到后4G时代的8发4收,到了5G现在叫大规模天线阵列,“大”到64发64收。
二是增加基站数量,从而增加手机等终端就近连接基站的机会,即多修建一些通向主干道的小路,车辆可以就近快速走上高速路;通过宏基站和小基站的协同部署,提升接入机会。增加基站数量的最核心的原因是,5G高频段一般是指6GHz以上的频段,其连续大带宽可满足热点区域比较高的用户体验速率和系统容量需求。但由于这一波段的无线电波波长为10-1mm,也被称为毫米波,但覆盖能力较弱,所以需要更多的基站。
三是增加更多的频谱,也即把小路修的宽一些,让小路上可以同时跑更多车、更宽更大型的车,并且跑的更顺畅。
拓宽有线通信的宽度,由于5G带宽的增加,从4G单载波带宽20MHz提升到5G的100MHz以及更大的带宽。相比较4G回传接入网的1GE标准配置,5G传输将是10GE起步。简单来说就是小路的货运量增加了,高速公路也需要拓宽道路,否则就会堵车。
增加核心网和数据中心的处理能力,通俗来讲,现在核心网和数据中心都可以理解为是大型服务器作为硬件,再加上软件系统完成响应的功能。无线和传输的数据容量增大,核心网和数据中心同样会带来算力需求的增加。
同时为了满足5G要求毫秒级的超低时延,人们提出了移动边缘计算,利用无线接入网络就近提供服务和计算功能,创造出一个高性能、低延迟与高带宽的服务环境,加快网络中各项内容、服务及应用的快速下载,让消费者享有不间断的高质量网络体验。
接下来我们就要讲5G基建里面的新机会:
5G建设的路线是传输先行、无线跟随、最后建设5G核心网,投资的时间顺序是:光纤光缆投资→光传输投资→基站建设投资→5G核心网建设。由于5G初期采用NSA组网,可以接入4G核心网,再加上5G核心网商用成熟度的原因,核心网的建设节奏会稍晚一些。
在一个典型的5G网络基础设施建设投资中,无线接入网络占比约50%,传输网络占比约20%,核心网及数据中心占比约20%,运营和计费系统占比约10%。由于无线接入网(就是基站)在整体占比中比例最大,下面我们重点关注基站建设带来的新机会。
2019年中国建成5G基站13万站,预期2020年将新建设70万站。截至2019年底,中国4G基站数量544万个,全球4G基站数量超过750万个,5G基站数量比4G只多不少,而且目前正处于规模建设的开始阶段。
如此大规模的5G基站建设,主设备相关行业和龙头公司将率先受益。通信主设备公司可以提供基站、传输和核心网传输设备。另一方面需求的不断提升,5G 建网阶段预计可以持续 3-5 年,业绩的持续性也相对较好。
其中上游模块和元器件类公司需求相对确定,且业绩更有弹性,属于值得关注的投资标的。在基站上游模块和元器件重点关注滤波器,PCB,天线和光模块。
5G时代,滤波器数量和质量双提升。滤波器的作用就是像筛子一样,在保证信息完整度的前提下,消除传递中的干扰因素。一方面随着基站和天线数量的增加,滤波器的需求激增;另一方面,由于5G基站朝着更小型、集成的方向发展,滤波器开始选择新的材质来压缩体积。比如,从3G、4G时代的金属腔体滤波器,转向陶瓷介质滤波器。
5G时代,PCB的用量将有大幅提升。PCB即印制电路板,是电子元器件的支撑体和电气连接的载体,也可以说是一个基站的骨架。PCB的增长来自于,设备功能提升带来的用量增加,包括单位面积内层数的增加。单个5G基站消耗的PCB价值差不多是4G的3倍。
5G时代,大规模天线阵列成为标配。基站天线的使用量也会大幅增加,而且无源天线技术也在逐步转向集合度更高的有源天线技术。也就是把基站的天线、滤波器、射频处理设备紧密连接。
5G时代,对光模块规格更高用量更大。光模块其主要作用是完成电信号与光信号的互相转换。由于5G的大宽带、低时延的特点,光模块要可以更快更多地转换信息,因此现有的10G以下转换速度的光模块,需要整体升级到25G、甚至100G的规格。并且数量也会大幅增加,出现量价齐升的情景。5G开始大规模建设后,每年都能拉动100亿左右光模块的市场。
另外一块,5G网络总容量相较 4G 时期大幅提升,传输承载网将面临带宽升级,进而增加了光路的需求,光纤光缆的需求也会增加。以上就是5G基建部分的分享,5G基建是5G网络的基础,是当前5G产业链初期最重要的投资方向,在5G 50这只指数里,5G基建相关股票的权重也是占到了74%的权重。
下一期我会介绍与大家日常生活联系最为紧密的5G终端的情况,欢迎大家继续观看。
(责任编辑:陈状 )
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