证券研究报告·行业研究· 通信 通信 行业 1 / 25 东吴证券研究所 请务必阅读正文之后的免责声明部分 Table_Main 5G 系列报告之二： 5G 传输网络投资大周期启动，支撑百倍流量需求 增持 （ 维持 ） 投资要点 5G 是 我国 的 关键核心技术创新 领域 ， 依然是 通信产业 确定 性 最高 的 发展 机遇： 1） 5G 拥有 核心需求 和 可观经济效益 ： 5G 将人、事、物的连接需求抽象为三大类场景，将能够满足智能家居、超高速通信、超高清视频、工业自动化、无人驾驶、 VR/AR/MR 等所有领域的规模部署和应用创新的需求， 并有望 掀动 ICT 又一波新浪潮。 此外， 5G 的 建设和运营 将 大幅 带动 经济 总产出、就业机会 ，提升 经济活力 。 2） 产业扶持力度不断扩大： 面对 5G 和物联网技术带来的可观机遇，各国政府都积极推进，不断加码相关政策。 我国 自上而下，不断 提高关键核心技术创新能力的重要性 ， 5G 有望成为 我国核心技术的突破 。 传输网络 是 5G 的 大动脉， 传输网络设备需求大幅提升 ，投资窗口 日渐临近 。 5G 基站带宽需求大幅提升，预计将达到 LTE 的 10 倍以上。为了满足 5G 网络高带宽需求 ， 5G 承载网络将应用大量高带宽高性能的光传输设备 ， 我们预计 5G 时代整个传输设备市场规模将超过 1300 亿元 。同时 5G 网络承载业务类型相比于 4G 网络将有大幅提升，运营商资本开支预计相比 4G 时期提升 50%以上，我们认为传输设备领域 5G 时代将 最先受益 。 多项重要催化剂 到来， 5G 网络 即将迎来大规模建设时期 。 5G 产业迎来“技术标准 +频率划分 +产业联盟”催化，中长期成长逻辑进一步夯实。5G SA 功能 于 2018 年 6 月 冻结，产业化 推进 顺利。 我国有望近期 确定5G 频率分配 。各 运营商、设备商 加紧产品展示和产业联盟构建， 5G 落地加速 。我们 认为 2019 年开始 5G 传输网络 的规模投资将逐步开展，烽火通信作为 5G 传输设备 核心供应商，将大幅收益 。 投资建议 ： 1、光系统设备，光传输网络龙头子版块，重点布局烽火 通信 ， 建议关注 中兴 通讯 。 2、光交换及光器件，光通信上游赛道，重点关注中际旭创、新易盛、光迅科技、博创科技。 3、光网络集成，建议关注烽火通信、太辰光、瑞斯康达。 4、光纤光缆，运营商部署 5G 网络重点投资领域，建议关注长飞光纤光缆、亨通光电、烽火通信、中天科技、特发信息。 风险提示： 1、运营商收入端持续承压； 2、国家对 5G、物联网等新兴领域扶持政策减弱； 3、 5G 标准化和产品研发进度不及预期 。 Table_PicQuote 行业走势 Table_Report 相关研究 1、通信行业：扩大和升级信息消费计划出炉，持续看好 5G 大周期 2018-08-13 2、通信行业： LoRa 技术助力物联网快速发展，从逆周期投资角度看好 5G 投资 2018-08-06 3、通信行业：中移动年中追加投资，持续关注 5G 传输网络投资周期的影响 2018-07-23 Table_Author 2018 年 08 月 05 日 证券分析师 侯宾 执业证号： S0600518070001 021-60199793 houbdwzq 证券分析师 孙云翔 执业证号： S0600518010002 021-60199793 sunyxdwzq -40%-20%0%20%40%2017-08 2017-12 2018-04通信 沪深 300 2 / 25 东吴证券研究所 请务必阅读正文之后的免责声明部分 Table_Yemei 行业深度报告 内容目录 1. 5G 是我国的关键核心技术创新领域，依然是通信产业确定性最高的发展机遇 . 4 1.1. 5G 产业发展能带来高性能网络能力以及可观的经济效益 . 4 1.2. 产业政策扶持力度大，抢占全球 5G 产业第一阵营 . 7 2. 传输网络是 5G 的大动脉，具有投资窗口 . 9 2.1. 5G 是超宽带网络，传输网络设备需求大幅提升 . 9 2.2. 5G 网络承载方案分析 . 11 2.2.1. 5G 前传承载方案 . 12 2.2.2. 5G 中传 /回传承载方案 . 16 2.3. 5G 网络规划部署在即，传输网络投资窗口将打开 . 20 3. 多项催化剂接连发生， 5G 网络即将迎来大规模建设期 . 21 3.1. 5G 技术标准冻结，产业化推进顺利 . 21 3.2. 5G 频率分配进行中，我国有望近期落定 . 22 3.3. MWC 各家加紧产品展示和产业联盟构建，有助于 5G 落地加速 . 22 4. 投资建议 . 23 5. 风险提示 . 24 3 / 25 东吴证券研究所 请务必阅读正文之后的免责声明部分 Table_Yemei 行业深度报告 图表目录 图 1： 5G（ IMT-2020）与 4G（ IMT-Advanced）的关键能力对比 . 5 图 2：物联网在城市中的主要应用 . 6 图 3： 5G 将被应用到生产生活 的各个方面 . 6 图 4： 5G 典型应用场景 . 7 图 5： 5G 直接和间接经济增加值贡献（万亿元） . 7 图 6： 5G 直接经济产出结构（亿元） . 7 图 7：中国 5G 技术研发试验有序推进 . 8 图 8： 5G 时代光传输承载 网示意图 . 10 图 9： 5G 传输设备需求量预测（万） . 10 图 10： 5G 传输设备投资规模预测（亿） . 10 图 11： 5G 综合承载网架构示意图 . 11 图 12： 5G 前传的 3 种不同场景： (a)小集中 (b)P2P 大集中 (c)环网大集中 . 12 图 13：光纤直连方案架构图 . 13 图 14：无源 WDM 方案架构图 . 13 图 15：无源 WDM 方案故障定位示意图 . 14 图 16：光源集中无源 DWDM 方案示意图 . 14 图 17：有源 WDM 方案点到点架构图 . 15 图 18：有源 WDM 方案环网架构图 . 15 图 19：城域 OTN 网络架构匹配 5G 承载需求示意图 . 16 图 20：分组增强型 OTN+IPRAN 组网方案示意图 . 17 图 21：端到端分组增强型 OTN 方案示意图 . 17 图 22：网络切片 承载方案示意图 . 18 图 23： 5G 中期中小型 DC 互联方案 . 19 图 24： 5G 后期中小型 DC 互联方案 . 19 图 25：三大运营商历年投资分析 . 20 图 26： 5G 技术标准进程 示意图 . 21 图 27：三大运营商历年投资分析 . 23 表 1： 5G 及物联网相关产业政策 . 8 表 2：典型的 5G 单个 S111 基站的带宽需求估算 . 9 表 3： 5G 传输网络领域公司 . 23 4 / 25 东吴证券研究所 请务必阅读正文之后的免责声明部分 Table_Yemei 行业深度报告 1. 5G 是我国的关键核心技术创新 领域 ，依然是通信产业确定性最高的发展机遇 5G 即第 5 代移动通信技术，是继 4G 之后正在研究的最新一代通信技术。 5G 将大幅提升用户的上网速度，并在数 据传 输中呈现出明显的低时延，高可靠、低功耗的特点。随着 4G 进入规模商用阶段，面向 2020 年及未来的 5G 已成为全球研发热点。 5G 将成为物联网发展的推进器，提供用户所需的连接灵活性，和提供驱动标准物联网构建模块通信所需的核心工具。 1.1. 5G 产业 发展 能带来 高性能网络 能力以及可观的经济效益 业务需求引导 5G 技术标准， 5G 网络出现的意义包括： 1、 5G 使系统性能呈现指数级提升 尽管关于 5G 的具体标准和参数尚未定论，但 ITU 已经发布 了 5G 的参数标准，其中对比 4G 的主要提高如下： 5G 的速度将达到 4G 的 100 倍（ 1Gbps），和 GoogleFiber相同，峰值速率达到 20Gbps。意味着用户下载 8GB 的 HD 电影只需要 6 秒，而 3G 网络下需要 70 分钟， 4G 网络需要 7 分钟。 延迟降低 50 倍至 1 毫秒，对比 4G 网络的延迟一般为 50 毫秒。 网络容量大幅增加，可达到 10Mbps/平方米 连接密度从目前的 10 万 /平方公里增至 100 万 /平方公里 能耗大幅降低，使用 5G 网络的物联网设备续航时间可达到 10 年。 为了实现上述需求， 5G 将引用新的频段，使用新的技术，并构建全新的网络架构和网络拓扑： 新的频段： 5G 将采用高频波段以增加带宽， FCC 已经于去年 7 月投票通过增加总计 11GHz 的高频频段用于 5G 通信，其中包括 3.85GHZ 的授权频段（ 27.528.35GHz、3738.6GHz、 38.640GHz）及 7GHz 的非授权频段（ 6471GHz），达到此前美国移动网络的所有授权频段总和的 16 倍。高频频谱的使用将大大增加移动设备中 RF（射频）内容和芯片复杂性，约 34 倍。 新的技术：主要是利用波束成形及大规模 MIMO（ Multiple-Input Multiple-Output）天线阵列等技术，大幅提高 5G 的频谱效率（ bps/Hz），达到 LTE 的数倍至数十倍。大规模天线阵列是基于多用户波束成形的原理，在基站端布置大量天线，对数十个目标调制各自的波束，通过空间信号隔离，在同一频率资源上同时传输数十条信号。这种对空间资源的充分挖掘，可以有效利用宝贵而稀缺的频带资源，从而提升网络容量。此外，由波束成形形成的信号叠加增益将使得每根天线只需以小功率发射信号，从而避免使用昂贵的大动态范围功率放大器，减少了硬件成本。实际上，该技术还能够通过大规模 天线的波束成形弥补高频波段易衰减、易吸收的劣势。 新的网络架构和网络拓扑：使用 SDN（软件定义网络） /NFV（网络功能虚拟化）实现网络架构，并大量使用 Small Cell（小基站 /小蜂窝）构建网络。 SDN/NFV 作为一5 / 25 东吴证券研究所 请务必阅读正文之后的免责声明部分 Table_Yemei 行业深度报告 种新型的网络架构与构建技术，提倡将控制与数据分离、软件化及虚拟化，将能够灵活部署网络，有利于简化基础设施、降低延迟及运营成本、增加可靠性等。 Small Cell 则主要针对高频波段推出。由于大量新增频谱处 于 20100GHz 的高频频段，因此网络覆盖性能较弱，意味着网络密度将需要显著提升， Small Cell 将成为唯一真正的解决途径。 图 1： 5G（ IMT-2020）与 4G（ IMT-Advanced）的关键能力对比 数据来源： ITU， 东吴证券研究所 2、 万物智联下连接数快速增长，应用场景更加广泛。 物联网是智慧城市中非常重要的元素，它支撑着整个智慧城市系统。物联网为智慧城市提供了坚实的技术基础，也为智慧城市提供了城市的感知能力，并使得这种感知更加智能，可以说智慧城市是物联网的靶心。 5G 网络的开放性使其成为普适性的网络基础设施。 5G 网络将使用服务器、存储和交换机等通用性硬件，取代传统网络中专用的网元设备，由软件实现网元设备功能，同时，通过灵活的网络切片技术，实现多个行业和差异业务共享网络能力，进一步提升网元设备利用效率和集约运营程度。提供应用程序编程接口（ API），对第三方开放基础网络能力，根据第三方的业务需求，实现按需定制和交互，尤其是引入移动边缘计算，通过与内容提供商和应用开发商的深度合作，在靠近移动用户侧就近提供内容分发服务，使应用、服务和内容部署在高度分布的环境中，更好地支持低时延和高带宽的业务需求。 5G 能够进一步的加强宽带 带宽，缩短响应时间，从而服务消费者； 5G 通过 FWA能够解决最后一公里的电缆光纤问题； 5G 助力物联网，能够将新的设备联入到网络当中，带来全新的应用。 6 / 25 东吴证券研究所 请务必阅读正文之后的免责声明部分 Table_Yemei 行业深度报告 图 2：物 联网在城市中的主要应用 图 3： 5G 将被应用到生产生活的各个方面 数据来源： 金融界， 东吴证券研究所 数据来源： 015IMT-2020(5G)PROMOTIONGROUP， 东吴证券研究所 3、 5G 网络的功能升级将显著契合物联网的需求 “ IMT-2020”对 5G 网络提出了 8 点基本要求，其中明确对传输速度、延时特性及控制性作出了具体规划： 高速度 5G 通信平均速度可以达到 1Gbps/s、峰值网速可以达 到 20Gbps/s，是 4G平均网速的 50-200 倍。这样的网速已经可以很好的完成物联网时代大数 据传 输需求。 低延时 5G 设备延时仅 1ms，相对 4G 网络大幅改善。非常契合在对信息传递精度要求高的领域 (如工厂生产线、自动驾驶汽车或增强现实等 )。 多终端控制 通过分布式基站的部署及更优越的天线性能， 5G 网络连接密度可以达到 106 设备 /km2，是 4G 网络 连接密度的 10 倍以上。 除以上三点外， 5G 网络在网络流量效能、流量密度、频谱效率、移动性能等 指标上也远优于 4G 网络。 4、 5G 是经济社会数字化转型的关键使能器 未来， 5G 与云计算、大数据、人工智能、虚拟增强现实等技术的深度融合，将连接人和万物，成为各行各业数字化转型的关键基础设施。一方面， 5G 将为用户提供超高清视频、下一代社交网络、浸入式游戏等更加身临其境的业务体验，促进人类交互方式再次升级。另一方面， 5G 将支持海量的机器通信，以智慧城市、智能家居等为代表的典型应用场景与移动通信深度融合，预期千亿量级的设备将接入 5G 网络。更重要的是， 5G 还将以其超高可靠性、超低时延的卓越性能，引爆如车联网、移动医疗、工业互联网等垂直行业应用。 7 / 25 东吴证券研究所 请务必阅读正文之后的免责声明部分 Table_Yemei 行业深度报告 图 4： 5G 典型应用场景 数据来源： ITU， 东吴证券研究所 5、 5G 能带来可观的经济效益 根据中国信通院 5G 经济社会影响白皮书预测， 2030 年 5G 间接拉动的 GDP 将达到 3.6 万亿元。按照产业间的关联关系测算， 2020 年， 5G 间接拉动 GDP 增长将超过4190 亿元； 2025 年，间接拉动的 GDP 将达到 2.1 万亿元； 2030 年， 5G 间接拉动的 GDP将增长到 3.6 万亿元。十年间， 5G 间接拉动 GDP 的年均复合增长率将达到 24%。 预计 2030 年电信运营商流量收入所产生的 GDP 约 9000 亿元，占当年 5G 对 GDP总贡献的 31%，各类信息服务商提供信息服务将产生约 1.7 万亿元的 GDP，占当年 5G对 GDP 总贡献的 58%。 图 5： 5G 直接和间接经济增加值贡献（万亿元） 图 6： 5G 直接经济产出结构（亿元） 数据来源： 中国信通院 ， 东吴证券研究所 数据来源： 中国信通院 ， 东吴证券研究所 1.2. 产业政策扶持力度大 ， 抢占 全球 5G 产业第一阵营 ITU 确定 了 5G 标准时间表，欧美日韩等均制定了 5G 推进计划，我国成立了8 / 25 东吴证券研究所 请务必阅读正文之后的免责声明部分 Table_Yemei 行业深度报告 IMT-2020（ 5G）推进组。 5G 技术研发试验的关键技术验证、技术方案验证、系统验证3 个步骤有序推进，目前处在技术方案验证阶段，有望在 2018 年后进入第二阶段，即5G 产品研发试验。 透过我国在 5G 技术和产业领域的发声和努力，我们关注到相比于以往 2G/3G/4G网络时代，我国越来越占据主动性，甚至逐渐占据主导。 2017 年 10 月 26 日，工信部党组书记、部长苗圩主持召开党组会，集体学习党的十九大和十九届一中全会精神，提出要坚决贯彻党的十九大决策部署，加强网络信息基础设施建设，加快 5G、工业互联网等重大技术研发应用。 图 7： 中国 5G 技术研发试验有序推进 数据来源： C114、 中国信通院等， 东吴证券研究所 整理 面对 5G 和物联网技术带来的可观机遇，各国政府都积极推进，不断加码相关政策。美国和德国等工业强国分别以先进制造战略和工业 4.0 战略为战略目标，借助5G 技术提升国家制造业竞争力。 我国 将 关键核心技术 当做 国之重器， 要求 切实提高我国关键核心技术创新能力，把科技发展主动权牢牢掌握在自己手里，为我国发展提供有力科技保障。 表 1： 5G 及物联网相关产业政策 5G 及物联网相关产业政策 科技创新及制造强国相关政策 中央财经委员会第二次会议 ： 提高关键核心技术创新能力，为我国发展提供有力科技保障 关键核心技术是国之重器，对推动我国经济高质量发展、保障国家安全都具有十分重要的意义，必须切实提高我国关键核心技术创新能力，把科技发展主动权牢牢掌握在自己手里，为我国发展提供有力科技保障。 国家“十三五”规划： 2020年启动 5G 商用 省级制造业创新中心升级为国家制造业创新中心条件：贯彻落实中国制造 2025，加快推进制造业创新体系建设 2017 年全市经济和信息化工 产业关键共性技术发展指南（ 2017 年）：增强关9 / 25 东吴证券研究所 请务必阅读正文之后的免责声明部分 Table_Yemei 行业深度报告 作报告：北京将启动 5G 试点工作；三大运营商推进 5G 研发与实验 键环节和重点领域的创新能力，实现中国制造向中国创造转变 2016 年政府工作报告：促进大数据、云计算、物理网广泛应用 2017 年工业转型升级（中国制造 2025）资金（部门预算）项目指南：保障转型升级的资金需求 智能制造工程实施指南：加速标准化实施，明确财税金融支持。 促进新一代人工智能产业发展三年行动计划（ 2018-2020 年）：加快人工智能产业发展，推动人工智能和实体经济深度融合 关于加快推进“互联网 +政务服务”工作的指导意见：提出“创新应用互联网、物联网、云计算和大数据等技术 促进新一代人工智能产业发展三年行动计划（ 2018-2020 年）：加快人工智能产业发展，推动人工智能和实体经济深度融合 关于全面推进移动物联网（ NB-IoT）建设发展的通知 2017 年政府工作报告：深入实施中国制造 2025，加快大数据、云计算、物联网应用 产业关键共性技术发展指南（ 2017 年）：增强关键环节和重点领域的创新能力，实现中国制造向中国创造转变 数据来源： C114、工信部、中国财经等， 东吴证券研究所 2. 传输网络 是 5G 的 大动脉， 具有 投资 窗口 2.1. 5G 是超宽带网络，传输网络设备需求大幅提升 5G 基站应用超大带宽、高阶 MIMO、帧结构增强等一系列技术手段，使得单站的带宽承载能力突飞猛进。 5G 频谱将新增 Sub6G 及超高频两个频段。 Sub6G 频段即3.4GHz3.6GHz，可提供 100200MHz 连续频谱； 6GHz 以上超高频段的频谱资源更加丰富，可用资源一般可达连续 800Mhz。因此，更高频段、更宽频谱和新空口技术使得5G 基站带宽需求大幅提升，预计将达到 LTE 的 10 倍以上。 表 2： 典型的 5G 单个 S111 基站的带宽需求估算 关键指标 前传 中传 &回传（峰值 /均值） 5G 早期站型： Sub6G/100MHz 3*25Gbps 5Gbps/3Gbps 5G 成熟期站型：超高频 /800MHz 3*25Gbps 20Gbps/9.6Gbps 数据来源： 中国电信， 东吴证券研究所 10 / 25 东吴证券研究所 请务必阅读正文之后的免责声明部分 Table_Yemei 行业深度报告 5G 网络架构相比于 4G 有了一定的调整和优化，承载网络由前传、中传、回传三部分组成，应用了大量高带宽高性能的光传输设备。 图 8： 5G 时代光传输承载网示意图 数据来源： 中国电信， 东吴证券研究所 整理 为了满足 5G 网络高带宽需求，我们估算 5G 时代传输设备投资规模将大幅提升。我们基于以下假设对未来光传输设备市场规模做简单估算： 1.5G 时期的基站数量与 4G 时期基本保持一致，大约在 380 万个，到 5G 全覆盖将会达到 400 万个。 2.网络各层的对应关系 大概 为：接入层收敛比 8:1，汇聚层收敛比 4:1，区域核心层收敛比 2:1。 3.前传环节 50%使用设备承载（即 200 万个基站），无源波分占比 80%， OTN 占比20%（ OTN 成本较高）； 50%使用光纤承载。 图 9： 5G 传输设备需求量预测（万） 图 10： 5G 传输设备投资规模预测（亿） 数据来源： 中国 电信 ， 东吴证券研究所 数据来源： 中国 电信 ， 东吴证券研究所