5g技术的基本原理和主要应用领域.docx

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1、5g技术的基本原理和主要应用领域5G其实是第五代移动通讯技术的简称，是一种类基础设施的通讯标准 和底层技术。它极大的提升了数据的传输速度，为未来万物互联的应用场 景打开了想象空间，未来基于大数据传输量的应用场景将在5G技术的支持 下大量涌现，VR虚拟现实、无人驾驶、工业4.0、物联网、人工智能、云 计算、远程医疗等等场景以及众多交叉性应用都将得到广泛的应用及提升。一、5G技术原理：虽然5G通讯在技术实现上非常复杂，但在通讯基础原理上却非常简单, 也不是什么秘密。我们都知道最初的通讯都是靠电磁波传输的，电磁波都 是以光速进行传播，其传播速度不能改变，改变的只能是频率。因此提升 数据传输速率只能够

2、通过改变载波频率得以实现。5G技术选用的电磁波信号波长是比4G技术更短的波长，形象来说这 就好比在同样长度的列车上多加了车厢，这就是5G技术数据传输速度得以 提升理论基础。但是长波与短波相比它的优势是传输距离远，抗干扰能力强以及能耗 低。所以5G技术相对于4G技术，其除了数据传输速度快外，其问题就是 信号覆盖距离短，抗干扰能力低以及能耗高的问题。所以覆盖同一个区域， 需要的基站数量将大大超过4G：二、5G相关产业链及主要应用领域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

3、以无线设备、传输设备和终端设备的逻辑将这些细分行一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。 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 容量规划的基

4、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、 网络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，需要采用更多层的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

5、的发射功率较4G大 幅扩大，要求PCB用基材全面升级PCB的加工难度也会显著提升。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，保守估计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

6、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。 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。但短期5G 建设对于光纤光缆的需求影响并不大，不管是中国还

7、是全球未来的光缆需 求同比增长均为个位数。 芯片：射频芯片负责无线通信，应用处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。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。 光模块:光模块的主要功能是在光通信网络中实现光电信号的转换, 主要包括光信号发射端和接收端两大部分。以建设初期每年建设45万座基 站，CRAN部署测算，前传网、接入层、汇聚层和核心层新增需求分别90 万、18万、7万和0. 3万只。 主设备商：5G时代迎来了运营商ICT转型和融合，全球设备厂商 数量从2G的14-15家

8、，下降至3G时代的6-7家，目前只剩下4家（华为、 爱立信、诺基亚和中兴四家）。4家设备商中以华为产业链布局最广，不仅 涉及5G、还包含AI、云、软件、芯片开发以及物联网，其他三家在产业布 局上稍逊。随着硬件领域投资的推进，5G市场的应用也将随之展开。在个人消费 领域的手机、电脑将完成新一轮的5G的升级，随之各种新应用的场景也将 随着5G技术的普及而逐渐展开。预计这个阶段市场将偏向于软硬件技术上 的交叉融合，并诞生一些新的场景应用。像物联网、人工智能、云计算等技术也将逐步成为新一代信息技术的 在数据应用上的支撑。但后端应用领域多集中在研发和软件上，属性上偏 向于人才和资本密集型产业，相关的项目

9、不易于形成固定资产投资。对于 一般的中小型城市来说，很难吸引到这些创新应用类企业的落户。5G后端应用类的企业，他们的重点更多的倾向于市场，因此从招商角 度来看多偏向以市场来换项目。比如类似智能网联汽车等一些新技术的试 点或者与城市合作的试验区域等等。所以多关注一些前瞻性的技术产业的 概念，开放一些城市中的试验领域，解决他们与城市合作上的痛点，吸引 相关行业进行一些先导性的试验，也可以作为引进相关方向产业群的思路 和参考方法。所以招商工作从5G这个大方向上看，重点还是在前端细分行 业领域的设备生产商，应用次之。总之5G是一种增强型技术的应用，它会给各行各业都带来巨大的改变, 这种改变也会深刻的影响我们未来的生活，是值得我们重点关注并对此保 持敏感的领域。