5G技術(shù)的原理是什么？有哪些相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈

5G簡要介紹：

5G其實是第五代移動通訊技術(shù)的簡稱，是一種類基礎(chǔ)設(shè)施的通訊標準和底層技術(shù)。它極大的提升了數(shù)據(jù)的傳輸速度，為未來萬物互聯(lián)的應(yīng)用場景打開了想象空間，未來基于大數(shù)據(jù)傳輸量的應(yīng)用場景將在5G技術(shù)的支持下大量涌現(xiàn)，VR虛擬現(xiàn)實、無人駕駛、工業(yè)4.0、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、云計算、遠程醫(yī)療等等場景以及眾多交叉性應(yīng)用都將得到廣泛的應(yīng)用及提升。

所以對5G的布局，是建設(shè)未來信息社會的基礎(chǔ)設(shè)施的制高點，也是培育眾多新技術(shù)應(yīng)用的起點，對國家占領(lǐng)新的科技高地具有長期戰(zhàn)略性的意義。

我們來看下5G標準下的網(wǎng)絡(luò)帶寬和傳輸速率：

5G網(wǎng)絡(luò)的理論下行速度為10Gb/s（相當于下載速度1.25GB/s）。

4G網(wǎng)絡(luò)的理論下行速度為100Mb/s(相當于下載速度12.5MB/s）。

當然這是標準上理論的數(shù)值，真正的商業(yè)環(huán)境下會有不同，但是不可否認5G技術(shù)下的傳輸速率理論上比4G條件下快了100倍，相當于一下子提升了兩個數(shù)量級，這種飛躍所帶來的科技變革和社會效用將不可估量。

在5G技術(shù)實現(xiàn)的這種數(shù)據(jù)傳輸速度的支持下，萬物將真正實現(xiàn)互聯(lián)，為社會的發(fā)展帶來巨大而深遠的影響。這堪比是一場科技革命。所以回看全球主要國家都在緊盯5G技術(shù)的科技制高點，就是在競爭未來時代發(fā)展的先機。我們可以預(yù)見任何國家的發(fā)展如果在5G的競爭中落后，國家間將會以極快的速度拉開差距。所以5G技術(shù)的布局關(guān)系到國家未來長期的科技發(fā)展，也是一個全新的戰(zhàn)略起點。正因為5G技術(shù)這種重要的戰(zhàn)略意義，所以美國才會不惜動用國家的力量來打壓和遏制我國5G技術(shù)的領(lǐng)先企業(yè)——華為公司的發(fā)展。

5G技術(shù)原理：

雖然5G通訊在技術(shù)實現(xiàn)上非常復(fù)雜，但在通訊基礎(chǔ)原理上卻非常簡單，也不是什么秘密。我們都知道最初的通訊都是靠電磁波傳輸?shù)?，電磁波都是以光速進行傳播，其傳播速度不能改變，改變的只能是頻率。因此提升數(shù)據(jù)傳輸速率只能夠通過改變載波頻率得以實現(xiàn)。

5G技術(shù)選用的電磁波信號波長是比4G技術(shù)更短的波長，形象來說這就好比在同樣長度的列車上多加了車廂，這就是5G技術(shù)數(shù)據(jù)傳輸速度得以提升理論基礎(chǔ)。

但是長波與短波相比它的優(yōu)勢是傳輸距離遠，抗干擾能力強以及能耗低。所以5G技術(shù)相對于4G技術(shù)，其除了數(shù)據(jù)傳輸速度快外，其問題就是信號覆蓋距離短，抗干擾能力低以及能耗高的問題。所以覆蓋同一個區(qū)域，需要的基站數(shù)量將大大超過4G：

5G相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈：

5G建設(shè)周期可以按先后順序分為規(guī)劃期、建設(shè)期和應(yīng)用期。除運營商外，大部分細分行業(yè)只歸屬于其中一個階段。規(guī)劃期主要是5G網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃和設(shè)計，而建設(shè)期涉及較多細分行業(yè)。我們以無線設(shè)備、傳輸設(shè)備和終端設(shè)備的邏輯將這些細分行業(yè)再分割為三個類別：

1)無線設(shè)備以基站為主，包括基站天線、基站射頻、基站光模塊和小微基站等，其中基站射頻器件包含濾波器、功放、PCB、集成功率放大器(PA)和天線振子等；

2)傳輸設(shè)備涵蓋傳輸主設(shè)備、光纖光纜、光模塊以及SDN/NFV解決方案；

3)終端主要有基帶芯片、終端射頻器件、LCD模組、通訊模塊等，終端設(shè)備是建設(shè)期第一階段的投資對象，先于基站系統(tǒng)以及網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。

最終的應(yīng)用期，5G憑借超高可靠性和超低時延的卓越性能推動超高清視頻、自動駕駛、智慧城市等產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈的下的部分公司：

● 網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計：對網(wǎng)絡(luò)建設(shè)進行統(tǒng)一籌備和規(guī)劃，包括基于覆蓋和容量規(guī)劃的基站選址、無線參數(shù)規(guī)劃等，并通過模擬仿真對規(guī)劃設(shè)計的效果進行驗證。5G網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃需要擁有3D場景建模、高精度射線追蹤模型、網(wǎng)絡(luò)覆蓋和速率仿真建模、網(wǎng)絡(luò)容量和用戶體驗建模等關(guān)鍵能力。

● 基站天線及射頻：無線射頻主要由許多個射頻器件組成，這些射頻器件主要是負責將電磁波信號與射頻信號進行轉(zhuǎn)換?；咎炀€是基站設(shè)備與終端用戶之間的信息能量轉(zhuǎn)換器，需求主要來自運營商和設(shè)備商，受需求量和技術(shù)結(jié)構(gòu)升級影響天線預(yù)計量價齊升。

● 基站PCB:5G時代天線集成度要求顯著變高，AAU需要在更小的尺寸內(nèi)集成更多的組件，需要采用更多層的PCB技術(shù)，因此單個基站的PCB用量將會顯著增加，技術(shù)壁壘全面提升。并且5G基站的發(fā)射功率較4G大幅擴大，要求PCB用基材全面升級PCB的加工難度也會顯著提升。預(yù)期到2026年，建設(shè)基站所需的PCB市場空間約為292億元

● 基站濾波器:濾波器是射頻模塊的關(guān)鍵部件，長期來看，由于介質(zhì)濾波器具有體積小、介電數(shù)高、損耗小特點，或?qū)⑷〈惑w濾波器成為主流。預(yù)期到2026年，建設(shè)基站所需的濾波器市場空間約為473億元

● 小基站：小基站信號發(fā)射覆蓋半徑較小，適合小范圍精確覆蓋，作為宏基站的有效補充。根據(jù)SCF預(yù)測，2015年至2025年小基站建置數(shù)量復(fù)合成長率為36%至7,000萬站，保守估計5G小基站市場規(guī)模有望超過1,000億元市值。

● 核心網(wǎng)：核心網(wǎng)是負責處理和管理數(shù)據(jù)的中樞網(wǎng)絡(luò)。5G核心網(wǎng)主要采用的是SBA（ServiceBasedArchitecture）架構(gòu)，是基于“云”上的通信服務(wù)架構(gòu)。將核心網(wǎng)模塊化，軟件化以更簡便的方式應(yīng)對5G的三大場景

● SDN/NFV：SDN和NFV將是5G核心網(wǎng)中的關(guān)鍵技術(shù)，兩者在網(wǎng)絡(luò)層面互不依賴，SDN更偏向硬件分離管理，NFV偏向部分傳統(tǒng)硬件功能的軟件化。

● 光纖光纜：5G基站的密集組網(wǎng)，需要應(yīng)用大量的光纖光纜，對光網(wǎng)絡(luò)提出了更大的需求和更高的標準。根據(jù)CRU報告，預(yù)計至2021年全球及中國光纜需求量將分別達到6.17億芯公里和3.55億芯公里。但短期5G建設(shè)對于光纖光纜的需求影響并不大，不管是中國還是全球未來的光纜需求同比增長均為個位數(shù)。

● 芯片：射頻芯片負責無線通信，應(yīng)用處理器就是傳統(tǒng)意義的CPU和GPU，基帶芯片負責對無線通信的收發(fā)信號進行數(shù)字信號處理，在整個系統(tǒng)中的位置介于前兩者之間。目前5G芯片領(lǐng)域美國仍占據(jù)主導優(yōu)勢，但同時中國芯片制造商也在尋求更大的發(fā)展。

● 光模塊:光模塊的主要功能是在光通信網(wǎng)絡(luò)中實現(xiàn)光電信號的轉(zhuǎn)換，主要包括光信號發(fā)射端和接收端兩大部分。以建設(shè)初期每年建設(shè)45萬座基站，CRAN部署測算，前傳網(wǎng)、接入層、匯聚層和核心層新增需求分別90萬、18萬、7萬和0.3萬只。

● 主設(shè)備商：5G時代迎來了運營商ICT轉(zhuǎn)型和融合，全球設(shè)備廠商數(shù)量從2G的14-15家，下降至3G時代的6-7家，目前只剩下4家（華為、愛立信、諾基亞和中興四家）。4家設(shè)備商中以華為產(chǎn)業(yè)鏈布局最廣，不僅涉及5G、還包含AI、云、軟件、芯片開發(fā)以及物聯(lián)網(wǎng)，其他三家在產(chǎn)業(yè)布局上稍遜。

隨著硬件領(lǐng)域投資的推進，5G市場的應(yīng)用也將隨之展開。在個人消費領(lǐng)域的手機、電腦將完成新一輪的5G的升級，隨之各種新應(yīng)用的場景也將隨著5G技術(shù)的普及而逐漸展開。預(yù)計這個階段市場將偏向于軟硬件技術(shù)上的交叉融合，并誕生一些新的場景應(yīng)用。

像物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、云計算等技術(shù)也將逐步成為新一代信息技術(shù)的在數(shù)據(jù)應(yīng)用上的支撐。但后端應(yīng)用領(lǐng)域多集中在研發(fā)和軟件上，屬性上偏向于人才和資本密集型產(chǎn)業(yè)，相關(guān)的項目不易于形成固定資產(chǎn)投資。對于一般的中小型城市來說，很難吸引到這些創(chuàng)新應(yīng)用類企業(yè)的落戶。

5G后端應(yīng)用類的企業(yè)，他們的重點更多的傾向于市場，因此從招商角度來看多偏向以市場來換項目。比如類似智能網(wǎng)聯(lián)汽車等一些新技術(shù)的試點或者與城市合作的試驗區(qū)域等等。所以多關(guān)注一些前瞻性的技術(shù)產(chǎn)業(yè)的概念，開放一些城市中的試驗領(lǐng)域，解決他們與城市合作上的痛點，吸引相關(guān)行業(yè)進行一些先導性的試驗，也可以作為引進相關(guān)方向產(chǎn)業(yè)群的思路和參考方法。所以招商工作從5G這個大方向上看，重點還是在前端細分行業(yè)領(lǐng)域的設(shè)備生產(chǎn)商，應(yīng)用次之。

總之5G是一種增強型技術(shù)的應(yīng)用，它會給各行各業(yè)都帶來巨大的改變，這種改變也會深刻的影響我們未來的生活，是值得我們重點關(guān)注并對此保持敏感的領(lǐng)域。