4G改变生活,5G改变社会,4G类似“修路”、5G则是“造城”,5G的发展将会打造跨行业的融合生态。 区别于 2G/3G/4G,5G 不仅是移动通信技术的顺序提升,而是多种无线接入技术演进集成后解决方案 的总称。 5G不再一味追求“峰值速率”,ITU定义了八大关键性能指标,包括峰值速率、移动性能、连接密度、空口时延等。5G面向三大应用场景“eMBB、mMTC、uRLLC”,其核心优势是:更快速度、更多连接、更低时延、更高可靠。

考虑到 5G 技术的战略意义,目前美国、中国、韩国、欧洲等世界主要国家和地区均已经开始对 5G 技术进行全方位布局。
全球加快推进 5G 商用,美中韩布局领先 日本加速追赶
目前 5G 正在全球范围内加速发展,据一些研究网站统计,有 154 家运营商计划在 66 个国家投资 5G 技术包括 演示、实验室试验和外场试验。从目前全球总体部署进展看,美、中、韩较为领先,日本加速追赶。
美国在 2018 年 11 月首次启动 5G 频谱拍卖,标志美国开始陆续发放 5G 牌照,首先拍卖的是 28GHz 频段的牌照,然后拍卖 24GHz 频段牌照。按计划还将于 2019 年拍卖 37GHz、39GHz 和 47GHz 这三个频 段的牌照,并且预计在未来推向市场的 5G 频谱资源,有望超过目前美国通信服务商提供的陆地移动宽带 频谱资源总量。美国运营商 Verizon 已于 2018 年 10 月 1 日启动 5G 服务,并于 2019 年 4 月 4 日凌晨正式 推出其 5G 商用服务。
中国 5G 部署进展顺利,5G 产业链加速成熟。布局重点是VR/AR、无人机、车联网、工业控制与智能电网。中国电信完成商用网络下的 5G 通话,本次商用通话由 华为提供端到端商用 5G 设备,包括无线、核心网、手机终端。随着 5G 试点工作逐步完成,5G 网络设备、 终端硬件等产业链加速成熟,逐步达到商用部署的条件,5G 网络规模建设有望逐步启动,规模商用部署箭在弦上,预计 20 年实现大规模商用;中国移动已经完成 5G 的基础技术开发,从 2017 年开始在室外实 施验证实验,2018 年将在部分地区推进商用化,2019 年开始将把中国的 100 多万处 4G 基站更新为 5G。 力争 2020 年开始在全国开展服务;中国联通开始着手与高通共同推进开发。

:中国移动基于时延与速率指标筛选出的5G应用场景示意图
韩国三大运营商 SK 电讯、KT 和 LG Uplus 在 2019 年 4 月 3 日晚发布全球首个面向 5G 手机的移动网 络,正式推出 5G 商用服务,套餐价格低于 4G 产品,并且支持三星新 5G 智能手机 GalaxyS10,同时探索 智能工厂、VR 等新应用。

韩国SK公司在露天棒球场展示5G+AR技术
日本近期对外宣布将 5G 商用计划由 2020 年提前至 2019 年;欧洲对 5G 也十分重视,目前瑞典电信、 德国电信、意大利电信以及瑞士电信等,都努力在欧洲尽早提供 5G 服务,希望 5G 能够带来更多收入来 源。
我国企业在 5G 专利研发上处领导地位
2018 年 6 月 14 日,3GPP 正式批准第五代移动通信(5G)独立组网标准冻结,这标志着首个完整版 的全球统一的 5G 标准出炉。至此,5G 已完成第一阶段全功能标准化工作,进入了产业全面冲刺阶段。此 次通过的 SA(Standalone,独立组网)标准使 5G NR 具备了独立组网的能力,将同时打破不同标准和制式 的藩篱,形成全球统一标准。
在 5G 标准制定过程中,中国扮演了重要的作用,3G 跟随,4G 并跑,5G 引领是中国通信力量在全球标准形成中角色变化的真实写照。在此次 5G 独立组网标准形成中,中国无疑成 为了重要贡献者。 为了完成上述标准,三大运营商、华为、中兴都投入了重金,做出了巨大贡献。华为、联想、中兴都 表示希望 5G 商业化快速实现。华为为此还联合中国联通,在北京启动 5G 承载用 IPRAN2.0 规范功能验证, 为日后的 5G 商用化探究可靠方案。

5G SEP 专利数量排名前十位的依次是:三星、华为、中兴、爱立信、高通、LG、英特尔、夏普、中国电信科学技术研究院、诺基亚(包括阿朗)、交互数字技术公司。(SEP, 英文全称 Standards-Essential Patents,即标准必要专利。如果厂家提交的技术提案里的专利是不可替代的, 或者说在产品根据标准开发时,在技术层面上无法避开,那么,这些专利就被称为 SEP)。
为 5G 标准做出技术贡献排名依次是:华为、爱立信、海思、诺基亚、高通、三星、中兴、英特尔、LG、 中国电信科学技术研究院、NTT DOCOMO、联发科、NEC、阿尔卡特朗讯、中国移动、交互数字。可以看到我国的企业在 5G 专利研发上处于领导地位,对 5G 标准做出了巨大的贡献。
据欧洲电信标准化协会(ETSI)官方网站的近期检索结果,截止 2018 年 6 月 14 日,由华为、爱立信、 三星、夏普、Intel 等 10 家企业声明 5G 标准专利达 5401 项。在 5G 新空口领域,累计声明标准专利总数 高达 5124 项。其中,华为以 1481 项声明专利(占比 28.90%)占据排名第一;在 5G 新核心网领域,目前 仅有华为、LG、ETRI 三家企业声明持有相关标准专利,总数为 277 项,其中,华为以 214 项(占比 77.26%) 声明专利排名榜首。
我国5G主设备商已具备领先优势
华为在 2017 年发布了全球首个面向 5G 商用场景的 5G 核心网解决方 案 SOC(Service Oriented Core)2.0,随后又发布了业界首款 5G 承载分片路由器,可提供最高 100GE 基 站接入能力,同时基于其创新的 Flexible Ethernet 技术,为不同业务提供差异化的 SLA 保障。2018 年初, 华为正式面向全球发布了华为首款符合 3GPP 标准的 5G 商用芯片——巴龙 5G01,和基于该芯片的首款3GPP 标准 5G 商用终端——华为 5GCPE。2018 年 4 月中旬的全球分析师大会上,华为首次公布 5G 路线 图,6 月份,华为已经完成了 NSA 功能测试和 NSA 外场测试,现在的 SA 基站功能测试也已经搞定。2018 年 9 月,华为推出基于 NSA 的全套 5G 商用网络解决方案。

中兴 5G 技术也取得突破。中兴通讯发布了 5G 全系列高低频预商用基站产品,能够充分满足 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,是全球首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。2018 年 4 月,中兴打通国内首个基于 3GPPR15 标准的 5G 电话;11 月,中兴 实现基于 5G 网络的呼叫、上网和消息收发;12 月,中兴携手高通完成 5G 终端和系统 NSA 端到端通;2019 年 1 月,中兴 5G 核心网率先通过 IMT2020 三阶段测试。目前,中兴是全球首个拥有 5G 网络和 5G 手机的通讯厂商。
基于 3G、4G 的经验积累,大唐电信在 5G 标准制定上,积极参与 5G 标准的讨论制定,是 IMT-2020 (5G)推进组、ITU、3GPP 等标准化组织的核心成员。目前共提交 3GPP 5G 标准化文稿超过 5000 篇,新 增 5G 专利数近 2000 篇,贡献了多项专利技术成为核心标准规范,如:大规模天线与波束赋形、新型多址 技术、超密集组网、车联网、信道标码新型移动性管理、TDD 动态帧结构、5G CU/DU 构架设计等核心专 利技术。在产品层面,2018 年上半年大唐移动发布了具备商用能力的 5G 商用产品、全系列 5G 设备及配 套解决方案,包括核心网、云化网管、BBU、Massive MIMO AAU(3.5/4.9GHz 64 通道;3.5GHz 16 通道)、 Pad RRU(4.9GHz)、pico RRU(4G/5G 双模)、毫米波等。
烽火通信主要沿着 5G、云计算、大数据、棒纤缆等方向的价值链,着力突破 5G 承载、电信云平台、 光棒及特种光纤、海洋网络以及行业级大数据处理和分析平台等高端环节。公司发布了 FitHaul 的 5G 承载网方案以及自主研发的 1.2T 单槽位设备等,5G 解决方案覆盖了 SPN、WDM-PON、OTN、SDN、网络运 维等关键领域。同时,在智慧政务、轨道交通、智能建筑等领域,烽火通信也与众多合作伙伴一起,从丰 富云产品、专业云服务、数字化解决方案三个维度,为政企数字化转型和未来发展提供持续助力。
新岸线公司于2017年推出了一款满足未来5G终端平台需求的射频发动机芯片——NR6816,这是我国首颗研发成功量产的超宽带无线射频芯片。另外,新岸线所研发的超高速无线通信技术(即ENTU-5G,增强型超高吞吐无线宽带通信泛5G技术)以毫秒级的端到端时延再加上接近100%的可靠性指标,率先达到了uRLLC的指标要求,并因此占据了在这一领域里的全球领先的地位。EUHT技术已提前解决了5G应用于工业互联领域时面临的高可靠、低延时等无线通信核心技术难题,并将加快催生智能汽车车联网、智能工业制造和下一代高速铁路等新产业生态。

EUHT技术在广州地铁14号线知识城支线实现30高清视频监控
国内核心区域纷纷发力 5G
珠三角:2019 年 5 月,广东省人民政府办公厅印发的《广东省加快 5G 产业发展行动计划(2019-2022 年)》 提出,到 2020 年底,珠三角中心城区 5G 网络基本实现连续覆盖和商用,5G 产值超 3000 亿元,到 2022 年底,珠三角要建成 5G 宽带城市群,粤东粤西粤北主要城区实现 5G 网络连续覆盖,形成万亿级 5G 产业 集聚区,5G 关键技术自主创新能力迈入先进行列。在佛山顺德,以新能源汽车小镇为实验基地的“5G 小镇”已启动建设融合。智能网联交通测试示范区在深圳启用,支持单车自动驾驶标准、法规及研发测试, 满足网联式自动驾驶的应用测试与验证。

长三角:长三角中,在 5G 竞速中最先发力的是上海,目前上海当前已建成 500 个 5G 基站。根据上海市 的 5G 网络计划,到 2021 年,上海市各大运营商累计建设的 5G 基站数量将不少于 3 万个。2019 年 5 月 2 日,江苏省人民政府办公厅在其印发的《关于加快推进第五代移动通信网络建设发展若干政策措施的通知》 中提出,长三角三省一市要共同推动长三角地区成为全国 5G 建设和应用示范区域。4 月,浙江省政府发 布《关于推进浙江省 5G 产业发展的实施意见》:争取到 2022 年形成优良的 5G 产业生态,成为全国 5G 网络建设先行区,创新应用示范区和产业发展集聚区,杭州要力争成为全球 5G 先行城市和标杆城市。杭州被国家发改委、工信部列入 5G 试点城市名单,5G 网络建设规模和试验范围为全国最大。长三角各省市 将协同开展 5G 网络布局,实施网络规模部署,持续提升无线宽带网络能级,协同开展基于 5G 物联的“城 市大脑”、智慧园区、智慧交通、工业互联网等创新应用,推进 5G 应用及产业链协同发展,共同推动长三 角地区成为全国 5G 建设和应用示范区域。

北京联通携手华为在大兴新机场完成5G网络全覆盖
京津冀:2019 年 2 月,《北京市 5G 产业发展行动方案(2019 年-2022 年)》对外发布。行动方案披露了近期重点实施的“一五五一”工程,其中北京城市副中心、北京新机场、2019 年北京世园会、2022 年北京冬奥会、长安街沿线升级改造等五个重大工程、重大活动将成为 5G 典型场景示范应用窗口。北京市将建设 5G 中高频射频器件产业创新中心,搭建 5G 核心器件技术开发、中试验证工艺线、产品分析测试平台,从根本上解决我国射频器件制造工艺能力不足问题。按照计划,到 2022 年,北京市将实现首都功能核心区、城市副中心、重要功能区、重要场所的 5G 网络覆盖。2019 年 4 月,天津移动联合华为在室 外成功打通了天津首个 5G 试验网上的 5G 电话,通话过程音质饱满、画面清晰。无需换卡换号就能畅享 5G 视频通话,标志着天津移动已经具备支持 5G 终端接入的端到端 5G 网络能力。
5G设备核心部件受制于美日企业
经过多年的研发积累,5G时代我国企业对于国际标准的贡献、在5G核心设备的研发方面具备了一定的领先优势,尤其是以华为、中兴等设备厂商的崛起为标志,5G技术在世界的领先优势确立,也导致5G成为中美贸易战的焦点之一。
5G 通信产业链按照网络建设顺序来划分,可以划分为网络规划、网络建设、网络运营和应用环节, 其中网络建设当中涉及到的无线设备、传输设备、核心网等是建设主体,划分为 5G 产业链的上游和 中游,网络应用环节主要包括终端产品以及物联网、车联网等行业应用,划分为 5G 产业链的下游。
5G 产业链上游包括芯片、模组片、核心元器件等是我国与海外差距较大的领域。在上游关键的射频部分,国内还是主要依赖进口。射频组件是电信设备中最为核心的部件,其主要功能为转换和收发讯号,与通讯质量和传输效率息息相关,目前射频组件市场几乎由美国 Broadcom、 Qorvo、Skyworks 与日本村田、TAIYO YUDEN、TDK 等国际厂商把持。
核心芯片缺乏,高端技术长期被国外厂商控制。光通信芯片是一种高度集成的元器件,其所集成的元件包括激光器、调制器、耦合器、分束器、波分 复用器、探测器等。目前国内能够生产光通信芯片的企业约 30 余家,目前只掌握了 10Gb/s 速率及以下的 激光器、探测器、调制器芯片,以及 PLC/AWG 芯片的制造工艺以及配套 IC 的设计、封测能力,整体水 平与国际标杆企业还有较大差距,尤其是高端芯片能力比美日发达国家落后 1-2 代以上。仅有光迅科技、 海信、华为、烽火等少数厂商可以生产中高端芯片,但总体供货有限,市场占比不足 1%,高端芯片严重依赖于博通、三菱等美日公司。由于光通信芯片主要依赖进口,在路由器、基站、传输系统、接入网等光 网络核心建设成本中,光器件成本占比高达 60-80%。而且,中国光电子芯片流片加工也严重依赖美国、 新加坡、加拿大等国。
中游主要以设备厂商为主,目前世界范围内已经形成4大核心设备厂商垄断的格局,突破难度较大,但是,新一代网络架构、SDN/NFV等新技术对于现有设备格局将形成一定冲击;下游主要包括手机终端及相关行业应用,其中行业应用是未来突破重点。