5G频谱即将发放，带来产业全新机遇.pdf

本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 1 报告摘要： 报告摘要： 频谱是 5G部署的必要资源 频谱本质上是客观存在的物理资源。 ITU（国际电信联盟）的 WRC 大会，统一规划全球的频谱，以保持国家 /区域间的频谱使用一致性。 随着制式演进， 单载波带宽 分别由 2G的 200KHz/3G的 5MHz/4G的 20MHz， 增加到 5G的 100M(Sub 6G)和 400M（毫米波）， 连续的大带宽 频谱 成为 5G 首选 ，因此 5G 在 4G 频谱基础上进行了扩展，全新的 频谱资源分配 关系到运营商制式选择以及产业链成熟度。 5G支持全频谱 部署 ， C-BAND成为主流 从技术本身， 5G NR 可以用于低频、 中 频、微波等各个频段，低频适用于广覆盖、低时延场景 ； 微波 适用于大带宽场景 ；中频 较为均衡， 较好的兼顾了网络系统的覆盖和容量。 由于目前 2G、 3G、 4G 网络已经占用了 绝 大部分低频段频谱， 因此 Sub 6G 下较高频谱 基本处于空闲状态 ，特别是 其中的 C-Band（ 34003800MHz 频段） 正成为各国分配的重点 。 微波频段 ， 美国、加拿大、日本、韩国主要支持 28G 方案 ，中国和欧盟主要支持 24G 方案， 目前 仅 美国 、 韩国 在 毫米波 领域 部署 较为激进 。 5G部署带来全新机遇 5G 以其更高的频谱利用率、更 多的 带宽获得更快的终端速率 ， 相对 4G 站 点峰值和均值速率 5G 均有显著提升。 空口速率提升的关键是 大规模 天线技术（ Massive MIMO） 的应用 以及 频谱大带宽的叠 加 ， 产品形态演进，对系统 射频器件 提出新的需求 。 回传网络 对大带宽的支持， 接入 /汇聚 /核心节点将需要 由当前 4G 网络的 10G/100G， 升级至 50G/100/200G，甚至 400G。 建议关注 烽火通信 ； 光迅科技 ； 中际旭创； 飞荣达 ；生益科技；沪电股份 烽火通信 ： 是国内光通信领域领先企业，在传输网上设备具备较强的竞争优势，未来将受益 5G 带来的传输网的大规模建设。光迅科技 ： 是领先的光器件厂商，具备 传输网、接入网和企业数据网等领域从芯片到器件、模块、子系统的 全产业链应用，今年开始大举进军数据中心高速光模块市场 。 中际旭创： 全球光模块领域核心企业， 发布 定增 积极布局 5G 光模块。 飞荣达 ： 与 5G 基站主流设备商紧密合作，创新开发出全新一代塑料天线振子，工艺与 4G 完全不同，具有独特技术优势 。 生益科技： 国内最大的覆铜板制造商，自主研发碳氢材料应用于功放领域已实现规模量产 。 沪电股份： 主营的 PCB 支撑 5G 基站的建设， 正在 加大投入研发高频、高速 PCB，更好地适应 5G 市场的需求 。 风险提示： 5G 发展不及预期 ； 运营商投资不及预期 。 报告摘要： Table_Invest 推荐 维持 评级 Table_QuotePic 行业 与沪深 300 走势比较 资料来源： wind，民生证券研究院Table_Author 分析师： 杨锟 执业证号： S0100517110001 电话： 021-60876701 邮箱： yangkunmszq 研究助理：杨妙姝 执业证号： S0100118010011 电话： 010-85127532 邮箱： yangmiaoshumszq Table_Title 通信行业 行业研究 /深度报告 5G 频谱即将发放，带来产业全新机遇 深度研究报告 /通信 行业 2018 年 08 月 16 日 本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 2 Table_Page 深度研究 /通信行业 盈利预测与财务指标 资料来源： wind（ *来自 wind 一致性预测）、民生证券研究院 代码 重点公司 现价 8月 15日 EPS PE 2018E 2019E 2020E 2018E 2019E 2020E 600498 烽火通信 32.03 0.88 1.12 1.46 35 28 21 002281 光迅科技 23.73 0.64 0.83 1.07 37 28 22 300308 中际旭创 47.28 1.73 2.56 3.06 27 18 15 300602 飞荣达 * 40.11 0.83 1.29 2.07 47 30 19 600183 生益科技 * 10.56 0.58 0.76 0.96 18 14 11 002463 沪电股份 * 4.90 0.19 0.26 0.34 26 19 14 本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 3 Table_Page 深度研究 /通信行业 目 录 一、频谱是 5G 网络部署的必需资源 . 4 （一）全球无线通信频谱资源 ITU 统一划分，各国自主选择 . 4 （二） 5G 载波支持更大带宽 . 4 （三）评价频谱价值主要包括覆盖能 力、产业链成熟度等 . 5 二、 C-BAND 成为主流，存量频谱可重耕 . 6 （一） 5G 频谱分配，全球 C-BAND 支持度最高 . 6 （二） 5G 支持全频谱接入，存量频谱未来可重耕 . 9 三、 5G 部署带来全新机遇 . 10 （一） 3.5G 和 4.9G 频段覆盖能力分析 .10 （二）站点容量提升，空口速率和回传带宽适应新需求 . 11 （三）空口速率提升的重要手段是应用大规模天线技术 .12 （四）回 传流量的增加要求回传网络升级换代 .13 四、建议关注 . 14 五、风险提示 . 16 本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 4 Table_Page 深度研究 /通信行业 一、 频谱是 5G 网络部署的必需资源 （一 ） 全球无线通信频谱资源 ITU 统一划分，各国自主选择 2018 年 9 月 10 日 3GPP 第 81 次全会， Release 15 即将完成第一个完整 5G NR SA 版本的最终冻结，这也意味着 5G NR 第一个版本的标准化接近尾声，商用 /试商用大幕即将开启。面对 5G 产业加速的现实催化， 5G 迈入真正产业化时代的门槛 频谱，海外，韩国、英国已完成第一阶段频谱拍卖，欧美日澳等其他发达国家在 2018 年下半年也多有 3.4GHz-3.8GHz频段的拍卖和分配计划；国内， 5G 试商用频谱预计即将正式发放，三大运营商有望获得新的 5G NR 频谱。 什么是频谱？频谱本质上是客观存在的物理资源。比如我们听到的声音，可见的光线，其实质是具有一定震动频率的波。不同频率的电磁波是承载空间通信的一种物理资源， ITU（国际电信联盟）的 WRC 大会，统一规划全球的频谱，以保持国家区域间的频谱使用一致性。但不同国家选择的频段不同，对终端漫游将产生影响。 为获得更多的频谱资源， 2015 年召开的 WRC15大会重点对于已有 4G频谱进行扩展，重点用于 IMT 5G新系统，其规划如下： 3G Hz（低频部分） ： 470MHz-698 MHz， 698 MHz-790 MHz， 1427-1518 MHz 3GHz6GHz： 3300 MHz-3400 MHz， 3400 MHz-3600 MHz， 3600 MHz- 3800 MHz，4800 MHz-4990 MHz， 5150-5925 MHz 6GHz（毫米波部分）： 24.25 GHz -27.5GHz， 31.8 GHz-33.4 GHz， 37 GHz-40.5 GHz，42.5 GHz-43.5 GHz， 45 GHz-47 GHz， 47 GHz-47.2 GHz， 47.2 GHz-50.2 GHz， 50.4 GHz-52.6 GHz， 66 GHz-76 GHz， 81 GHz-86 GHz 考虑具体产业化，截至 2018 年 8 月 1 日， 3GPP RAN4 对于 5G NR 引入频段也进行了具体定义。主要将 5G 可用频段划分为两 个频率范围 FR（ Frequency Range）： FR1： 450MHz-6GH FR2： 24.25GHz-52.6GHz （后续可能根据需要扩展） 3GPP 38.101 协议主要规定了 5G NR 频段号和在 NSA 中和 LTE 联合使用的频段。其主要包含 600-900MH、 1.7-1.9GHz、 3.5GHz、 4.8GHz、 26-28GHz 以及 39GHz。在以上协议规定的频段内，理论上目前 5G 版本均支持部署。具体采用哪一个频段，将由各国根据本国的实际情况，自主选择。 （二） 5G 载波支持更大带宽 5G 在应用场景上满足 增强移动宽带（ eMBB） 、 海量机器通信（ mMTC） 、 超高可靠低时延通信（ uRLLC） 等应用场景，其中 增强移动宽带（ eMBB）所需的高速率，主要依靠载频的大带宽来实现。回顾 2G/3G/4G 技术，随着每一代新移动通信技术对于数据业务支持能力越来越好，下载速率越来越快，我们发现每一代技术的载频带宽均出现大幅增长，分别由 2G时代 200KHz/3G 时代 5MHz/4G 时代 20MHz， 增加到 5G Sub6G 频谱 100MHz，甚至是毫米本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 5 Table_Page 深度研究 /通信行业 波的单载波 400MHz。虽然 2G/3G 均有类似于 4G 的载波聚合技术，可以将多个载波聚合同时使用，如 4G 5 个 20MHz 载波，也可以实现 100MHz 载波，但系统的复杂度更高，需要同时协调多个处理数据通道。 5G 支持载波高带宽，也对现有频谱资源提出了新的挑战，由于频谱资源紧张，已分配频谱基本都已部署，因此 5G 频谱规划主要面向 3.5GHz 以上 6GHz 以下，以及毫米波等，当前网络尚未部署应用的频段。 图 1： 2G/3G/4G/ 5G 单载波最大带宽 资料来源：民生证券研究院整理 （三 ） 评价频谱价值主要包括覆盖能力、产业链成熟度等 从覆盖能力上看，低频价值高于高频。 频谱作为物理资源，有自身的属性。频率越高，波长越短，其穿透损耗越大，意味着覆盖效果越差。高频电磁波遇到障碍物好比遇到了反射镜，会折回散射；而低频电磁波具有较好的绕射能力，可以绕开障碍物继续传播。由于低段频谱其良好的覆盖属性，运营商以较少的站点，形成较好的覆盖，节约建网投资，自然获得运营上的青睐。英国 2013 年的 4G 频谱拍卖， 700M-800M 的频谱每 MHz 2250-2750 万英镑，远远高于 2.6GHz 的 365 万英镑，也远高于 2018 年 4G 的 2.3GHz 频段 515 万英镑拍卖价格。 频谱分配关系到运营商运营制式选择以及产业链成熟度。 从全球产业链成熟角度，获得支持的频段国家越多，产业研发投入回报比越高，产业链 越 易成熟。 从目前 5G 全球各国家 /区域的支持频谱通用性角度来看， C-Band（ 34003800MHz 频段） 将成为全球漫游性最佳频段，也将是 5G 初始部署的黄金频段。 低频段的频谱发放和既有频段的重耕，预计较 C-Band段会延后，至少在初始阶段，全球低频频谱很难有规模应用。 3.5G 中频段由于其良好的覆盖效果和较大的带宽（ 100M 以上连 续频谱），获得绝大多数国家的青睐。韩国已基本完成 5G频段划分，同时包含了 C-Band 和高频部分；欧洲大多数国家在 2018 年下半年也会完成 C 波段的 5G 频谱分配；美国 C-Band 的 5G 频谱规划近期也呼之欲出。高频段（毫米波部分）除了美国、韩国较为积极外，其他国家对于微波频段支持 5G 目前并未有太多渴求，预计成熟商用至少在 2021 年之后。 当一个网络制式或者频段没有获得大多数国家的使用和认可的话，意味着生产厂商在产本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 6 Table_Page 深度研究 /通信行业 品实现上不会对该方向投入过多力量，难以形成规模效应，成本很难下降，只能依靠定向投资补贴。回顾历史， 3G 阶段中国移动擎起 TD-SCDMA 大旗时，全球产业链对 TD-SCDMA的支持可谓凤毛麟角。中国移动花费 6 年时间，全周期累计投入超过 3000 亿， TD-SCDMA网络从商业上依然没有获得预想的成功。在 4G 阶段，中国移动使用 1.8GHz/2.6GHz LTE TDD频段，而 TDD 频段在欧美国家 并 非 4G LTE 主流频段，中国移动定制终端须支持 5 模 10 频（ 3GSM+3WCDMA + 2TDS+ 2LTE），其中 WCDMA 频段非移动制式，但是终端需要支持以适应漫游需求；之后，中国移动继续推动 5 模 13 频（ 3GSM+3WCDMA + 2TDS+ 5LTE）包含更多 LTE FDD 的漫游频段，以避免终端支持频段不足导致的漫游受限。由此可见，如果已分配频段非全球主流频段，则产业链很难快速成熟，需要加大定向投资力度加速其真正商用。 二、 C-band 成为主流，存量频谱可重耕 （一 ） 5G 频谱分配，全球 C-Band 支持度最高 截止 2018 年 7 月，除了韩国、英国和西班牙已完成正式 5G 频谱发放和拍卖，其他国家的 5G 频谱拍卖 /分配也在有序进行中。中频段 3.3G-5G 频谱由于较好的兼顾了网络系统的覆盖和容量，特别是其中的 C-Band（ 34003800MHz 频段） 成为各国分配的重点。 2017 年 11 月 15 日，工信部官网发布关于第五代移动通信系统使用 3300-3600MHz 和4800-5000MHz 频段相关事宜的通知。 其中 3.3-3.4GHz 原则上限于室内使用， 4.9GHz 频段预留 10M 以满足对射电天文电台的干扰保护。 工信部官方微信介绍，本次发布的中频段 5G系统频率使用规划，能够兼顾系统覆盖和大容量的基本需求，是我国 5G 系统先期部署的主推频段。 我们统计各国中频段频谱已分配、待分配和实验测试情况如图所示： 图 2： 各国中频段 5G 频谱规划 本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 7 Table_Page 深度研究 /通信行业 资料来源： GSMA，民生证券研究院 此外，根据 ITU 和 3GPP 定义，以及各国的实验频率、计划频率划分，考虑到除了中频段以外，低频段稀缺频谱和更高频段毫米波频谱也在未来有可能用于 IMT 网络，全球部分国家也对该类型频谱进行了预规划或相应实验计划。目前高频段， 美国、加拿大、日本、韩国主要支持 28G 方案 ， 而中国和欧盟主要支持 24G 方案， 其中美国 、 韩国毫米波 部署 较为激进 。 图 3： 低频和微波频段各国 5G 频谱规划 资料来源： GSMA，民生证券研究院 表 1： 各国中频段 5G 频谱规划 国家 区域 时间 5G 中频 段 其他 频段 韩国 2018 6 月拍卖 3.5GHz 280MHz 频谱（ 3.42-3.7GHz，三家 80+100+100MHz）， 6 月份拍卖 28GHz 频段 2.4GHz（ 26.5-28.9GHz，每家 800MHz）频谱 日本 2019 预计 2019 年 3 月分配， 2020 年东京奥运会之前 计划 2019年 3月发放，最多 27.5-29.5GHz本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 8 Table_Page 深度研究 /通信行业 实现 5G网络正式商用。 计划 3.6-4.2GHz 和 4.4-4.9GHz 共发放不超过500MHz 频谱 共 2GHz 频谱。 澳大利亚 2018 下半年 预计拍卖 3575-3700MHz。将对 5G 频谱拍卖进行竞业限制，并要求 ACMA 对城市地区和偏远地区分别设定 60MHz 和 80MHz 的分配限制 新西兰 2018 年下半年 预计拍卖 3400-3600MHz。 美国 2018 年 2017年 8月， FCC发布扩展灵活使用 3.7-4.2GHz、5.925-6.425GHz 和 6.425-7.125GHz 三大中频段的咨询。 2018 年 2 月，美国 FCC 主席在 MWC上表示将在几个月内制定 3.7-4.2GHz 频段用于商用地面移动网络的措施。 2018 年 2 月，美国商务部国家电信和信息管理局（ NTIA）与国防部（ DOD）联合宣布拟将目前用于军用雷达的 3450-3550MHz频段重新调整为商用无线使用。 2017 年公布咨询针对 3.7-4.2GHz、5.925-6.425GHz 和 6.425-7.125GHz，宣称 2018年 7 月会有中频谱规划（进展 待跟进 ） 2016 年 7 月， FCC 公布将 24GHz 以上频段用于 5G的新规则，规划四大高频段用于 5G移动网络和固定无线：27.5-28.35GHz(28GHz)、37-38.6GHz(37GHz)、38.6-40GHz(39GHz)和 64 -71GHz。其中，28GHz、 37GHz 和 39GHz 为授权频谱，64 -71GHz 为未授权频谱，合计约 11GHz带宽。 2017年 11月， FCC又新增了共 1700MHz带宽用于促进 5G网络部署，包括 24GHz频段上的 700MHz 带宽24.25-24.45GHz、 24.75-25.25GHz 和47GHz 频段上的 1GHz 带宽47.2-48.2GHz 2018 年 3 月， FCC 决定于 2018 年 11 月14 日拍卖 28GHz 频段，随后进行 24GHz频段拍卖，预计 1.55G 频谱可用 2017 年 4 月，美国 FCC 完成 600MHz 频谱拍卖，释 放出 2 35MHz 带宽的频段，T-Mobile 正计划用 600MHz 来部署 5G。 英国 2018 18 年 4 月 9 日第一阶段 5G频谱（ 3.4G 新增150M）拍卖结束： （ 3410-3480） +（ 3410-3480）； 2019 年继续拍卖： 3.6-3.8GHz 2019 年计划拍卖 700MHz 英国 Ofcom 以欧盟无线电频谱小组（ RSPG）公布的欧洲 5G频谱战略路线图为参考，已确定 700MHz、3.4-3.8GHz 和 24.25-27.5GHz 分别作为5G 的低、中、高频段 法国 2019 计划 2020 年为 5G分配 300MHz 连续带宽的C-Band 频谱 C-band（ 3.5-3.8G），计划 2026 年继续分配 3460 3800MHz 用于 5G 德国 2018 下半年 2017 年 7 月发布 5G频率框架： 2GHz 频段（ 1920-1980MHz/2110-2170MHz）、 C 波段（ 3.4-3.8GHz） 3400-3700MHz（ 300M）， MNO 3700-3800MHz（ 100M），垂直行业 确认 26GHz(24.25-27.5GHz)、28GHz(27.5-29.5GHz)和32GHz(31.8-33.4GHz)为 5G毫米波频段，并认为 26GHz 最重要。 700MHz频段（ 738-753Hz频段作为 SDL） 意大利 2018 下半年 C-band（ 3.6-3.8G） 700MHz 西班牙 2018 下半年 C-band（ 3.6-3.8G） 芬兰 2018 下半年 C-band（ 3.4-3.8G） 奥地利 2019 C-band（ 3.4-3.8G） 俄罗斯 2019 2020 年开始部署 5G， 2024 年覆盖所有大城市。目前 5G测试频段为 3.4-3.8GHz和 25.25-29.5GHz频段。 新加坡 1-6GHz 频段。新加坡资讯通信媒体发展管理局IMDA 考虑将 1427-1518MHz(L 频段 )和3.4-3.6GHz(扩展 C 波段 )分配给移动通信网络 小于 1GHz 频段。 IMDA 计划于 2021 年将 800MHz 频段分配给移动通信网络 大于 6GHz 频段。 IMDA 重点关注 28GHz毫米波频段 瑞士 瑞士电信监管机构也将在明年 1 月拍卖 2.6GHz和 3.4-3.8GHz 频段的 5G频谱。 将在明年 1 月拍卖 700MHz、 1400MHz 瑞典 瑞典计划在明年拍卖 3.4-3.8GHz 频段的频谱。 瑞典电信监管机构已对运营商开放本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 9 Table_Page 深度研究 /通信行业 700MHz 的频谱申请 资料来源： GSMA，民生证券研究院 （二 ） 5G 支持全频谱接入，存量频谱未来可重耕 从技术本身， 5G NR 可以用于低频、高频、微波等各个频段， 低频适用于广覆盖、低时延场景，高频适用于高带宽场景，中频应用较为均衡。目前已有的 2G、 3G、 4G 网络已经占用了大部分低频段的 IMT 频谱，可用部分已不多。而 5G 的设计初衷，就是要在大带宽、高频谱效率上做文章，大带宽是容量扩充的先决条件，而已分配的频谱普遍不具备大带宽的能力，因此当前全球将主要以 C-Band 作为主力应用频谱。 图 4： 高 /中 /低频谱满足不同的应用场景 资料来源： GSMA，民生证券研究院 现有制式频谱使用离散，短期不具备较大带宽支持 5G 的能力。随着存量频谱逐步向先进制式演进， 5G 未来可用频谱可观。 国内，中国联通和中国电信一直致力于 2G 网络的完全退出，中国移动也试图将 3G 频谱逐步释放。海外一些运营商，例如 Vodafone，提出到 2025年希望完成部分区域 LTE+5G 的覆盖。但是由于 2G/3G 用户良好的覆盖、套餐用户粘度、低端手机更新周期慢、边远地区需要基础网络等原因，我国频谱清退工作必然是因时因地、逐步推进的过程。 5G 建设周期将伴随新频谱、旧频谱的结合使用，未来 2G/3G/4G 频谱可能进一步释放。从长远来看， LTE 和 5G 一道将成为未来主力网络制式，更多重耕的频谱资源也会向 5G 倾斜。 图 5： 国内 2G/3G/4G 频谱 分配 本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 10 Table_Page 深度研究 /通信行业 资料来源： GSMA，民生证券研究院 三、 5G 部署带来全新机遇 （一 ） 3.5G 和 4.9G 频段覆盖能力分析 2017 年 11 月 工信部官网发布关于第五代移动通信系统使用 3300-3600MHz 和4800-5000MHz 频段相关事宜的通知 ， 中频段部分成为部署 5G 首先使用频段 。我们对中频段的两个频段做了覆盖测算 。 网络覆盖分为上下行，一般而言，由于基站侧功率不受限，下行覆盖一般不是问题 。 上行由于终端发送功率受限，往往覆盖距离受限。 图 6： 基站 /终端覆盖场景设定 资料来源：民生证券研究院 整理 我们在此选取上行 1M 边缘速率作为典型计算值，考虑 3.5G 和 4.9G 的覆盖比较， 4.9G 上行覆盖 半径为 3.5G 上行覆盖半径的 76.7% 折算上行 4.9G 覆盖 面积为 3.5G 上行覆盖面积的 58.9%