2019年5G边缘计算入口小基站发展分析报告.doc

2019年 5G边缘计算入口小基站发展分析报告内 容目 录 边缘计 算是 5G 标 志特性， 将 成就网 络 重大 变 革 . - 3 - 边缘计算是均衡整网处理能力的重要方式 . - 3 - 电信网向开放体系和扁平化演进，边缘计算重要性并不边缘 . - 4 - 边缘计算可满足多重需求，接入网 MEC 潜力可观 . - 6 - 小 基站入口价值 将 在 5G 边缘计 算中充分体 现 . - 8 - 小基站将是 5G 高密度多形态组网的核心 . - 8 - 小基站天然适配开放体系架构，适宜 MEC 灵活快速部署 . - 10 - 需求、标准和商业环境已为小基站成为 MEC 入口作好铺垫 . - 12 - 小基站 将带来产业链 价值重配和 运营 方式 变 革 . - 14 - 小基站设备制造有白盒化趋势，为诸多中小厂商迎来差异化机遇 . - 14 - 从历史开支周期分析开放体系无线设备潜力 . - 15 - 长期看小基站将促成边缘网络运营方式的深刻变革 . - 18 - 投 资 建 议 . - 22 - 风险 提示 . - 24 - 5G 投资不及预期风险 . - 24 - 技术路线风险 . - 24 - 竞争风险 . - 24 - 中美贸易摩擦风险 . - 24 - 重 点 公司基本 状况 投 资 要 点 5G 时 代 边缘计 算 MEC 成 为 网 络 架构 变 化的重大特征， 边缘 网 络 第一次出 现 在 无线 网 络 体系中，其 将 推 动 网 络 建 设 、支 撑 、 运营链条 的革命性重构， 未 来 物 联业务将 高度依 赖边缘 端的部署能力 来实现 高 带宽 、低延 时 、高密 度 链 接等需求，而小基站作 为 5G 最具特征的接入 场 景， 将 成 为 新 时 代必 争 的入口！ 边缘计 算 MEC 重配网 络 能力到 边缘 ，提升与 场 景 强关联 的 业务 表 现 ，是 5 G 核心特性。 边缘数据中心对于边缘分摊整网业务和处理能力具有切实意 义，而配置于接入网的 MEC 数量和实际效能最为显著。边缘计算 MEC 本 质是对网络处理层级的再分配， 5G 业务更加多样化，业务属性更加贴近场景，数据中心将越来越多地向靠近终端的边缘渗透。从易获取性、减轻核 心网与传输负担上来看， MEC 在 5G 中作为重要特性的 地位会越来 越显著。 在运营商已有的实践中，已经开始将配置 MEC 功能的服务器部署在接入 网侧，显著提升了业务复用率和延时等体验。随着 5G 网络架构走向扁平 化和开放化， MEC 的部署成 本也会持续降低，在 5G 基站逐步铺开的过程中，大密度的无线接入网点，将和 MEC 搭配使用，其数量和实际效能将 呈现出显著提升，边缘计算将和网络切片一样，成为表征 5G 网络处理能力的重要特性。 小基站在高密度、易部署、自优化和低成本方面与 边缘计 算平台需求高度 契合， 将 成 为 MEC 新入口。 5G 的业务模式和设备架构开放化决定了小基 站将成为室内场景的支柱，其架构开放性易于和 MEC 形成协同。5G 的八 成以上流量将发生在室内，与场景强关联，小基站将是室内场景的支柱， 同时具有易部署、自优化和低成本等特 点，将与 MEC 形成强大协同，是 M EC 在 5G 时代的新入口。此外，需求、标准和产业储备都为小基站渗透率 的提升做好了充分准备：首先需求端越来越下沉和多样；再则 5G 标准对于边缘计算和支持网络扁平和开放的规范越来越明确；另外频谱规划越来越宽，更多参与者在主动拥抱开放体系架构；并且海外运营商已经开启灵活多样的小基站共建共营的实践。我们认为，产业链各方面都为小基站成 为 MEC 新入口做好了充分准备。 长 期 来 看小基站 将 引 发 网 络 建 设 和 运营 模式的深刻 变 革。 小基站制造有较强的白盒化倾向，将打破传统的封闭无 线网设备产业链，引发价值链的重 配，运营商也纷纷计划在 5G 时代将逐步打破主设备体系封闭的僵局，破局成本压力并主导产业链布局，将引发从硬件到平台再到解决方案的价值 重配，更多中小企业有望参与其中。我们预计 eMBB 阶段 5G 小基站出货 量将逐步攀升，达到总量占比的 6 到 7 成，全球小基站设备与方案服务的年规模有望超过千亿。此外小基站的部署便利性打破了网络规划建设只能由运营商完成的局面，更多业主和客户有望加入到和自身应用场景相关的小基站共建共营中来，进一步引发网络建设与运营模式的深刻变革，助力运营商真正 迈入内容经营新阶段。 投 资 建 议 ： 建议重点关注具备端到端开放架构无线网能力的 京信通信 、已实现小基站批量发货的 剑桥 科技、 与运营商合作启动小基站共建共营的 中嘉博 创 。 持续关注启动小基站研发布局的 天邑股份、 与铁塔合作进行小基站部署的 华 体科技， 以及与小基站相关的 瑞斯康 达 和 硕贝 德等。 风险 提示事件： 5G 投 资 不及 预 期 风险 、技 术风险 、 竞争风险 、中美 贸 易摩 擦 风险 行 业 -市 场 走 势对 比 简称 股价 (元) EPS PE PEG 评级 2017 2018E 2019E 2020E 2017 2018E 2019E 2020E 京信通信 2.08 0.01 0.02 0.08 0.13 208. 104.0 26.00 16.00 1.77 未有评级 剑桥科技 25.7 0.62 0.56 0.92 1.36 41.6 46.05 28.03 18.96 2.45 未有评级 中嘉博创 12.0 0.37 0.39 0.53 0.66 32.6 31 22.81 18.32 2.14 未有评级 天邑股份 27.2 1.15 0.68 1.04 1.3323.6 40.01 26.16 20.46 -1.35 未有评级 华体科技 25.3 0.53 0.94 1.57 2.30 47.8 27.00 16.17 11.03 0.34 未有评级 边缘计 算是 5G 标 志特性， 将 成就网 络 重大 变 革 边缘计 算是均衡整网 处 理能力的重要方式 多接入边缘计算 （ Multi-access Edge Computing， MEC） 的概念最初于 2013 年出现时，被称为移动边缘计算 （ Mobile Edge Computing）， 将云计算平台从核心网网元迁移到无线接入网靠近终端的边缘 。 2016 年后， MEC 内涵正式扩展为多接入边缘计算，即应用场景从移动蜂窝网 络延伸至其他接入网络， 泛指 IT 或云平台能力向靠近终端的方向下沉。 与云平台一样， MEC 也融合了网络、计算、存储和应用等关键能力的开放平台，所不同的是 MEC 部署在靠近人、物的数据源头，为的是就近提供面向网络 边缘侧的服务。 边缘计算与云计算本质差异是对处理层级上的分化，这种分化可以形成协同互补，有助于整个系统的效能提升：云计算部署在核心数据中心机房，处于枢纽地位，对全局性业务进行统筹，负责长周期的大数据分析，对于海量和高层级的数据能够稳定地维护和处理，以辅助业务决策；边缘计算既着眼于实时性强的数据分析，及时处理执行本地业务， 也向云端上传经过预处理后的数据，支撑云端的大数据分析，云计算也相应地基于大数据分析向边缘输出调整规则，以便边缘计算进行优化。 图 表 1： 边缘计 算与云 计 算形成 协 同，按需均衡网 络处 理能力 MEC 系统基于通用服务器，不论本地 IT 还是云平台都需要保证向 底层终端和上层云平台的开放性、易部署和可拓展性。 在电信网中， MEC可以部署在基站内部，作为接入点的辅助处理单元；也可部署在无线接入网 RAN 边缘的云设施中，这样的云设施可以面向电信网提供公有云服务，也可面向政企的私有云服务。 电 信网向 开 放体系和扁平 化演 进 ， 边缘计 算重要性并不 边缘 LTE 网络以高带宽和大连接数来应对移动互联的应用需求，设计场景仅面向 MBB，较为单一。而 5G 则是整套全新的基础网络架构，以未 来移动化的接入方式为锚点，定义了涵盖人人连接、物物连接和人物连接三个层次的需求。 因此要在整网架构和较能的高度理解 5G，业务上的多样性，要求 5G 网络必然更灵活、更智能、更易于适配场景和拓展。 图 表 2： 从 三大 场 景理解 边缘计 算的必要性 流量和时延，是 MEC 缓解的两大网络业务痛点： IDC 报告显示， 到 2020 年将有超 500 亿的终端和设备联网，而在 2018 年就已有 50%的网络面临带宽的限制， 40%的数据需要在网络边缘侧分析、处理和存储。 边缘计算于是被确立为 5G 关键技术，将配套移动接入网搭建贴近 用户和终端的处理平台，提供 IT 或者云的能力， 以减少业务的多级传递， 降低核心网和传输的负担。从大应用场景来看：在 eMBB 中， 4K 视频、 3d 视频、 AR 和 VR 等对用户峰值速率、流量密度和实时性的要求空前提高，回传网络和传输网络都面临沉重压力，因此需要 将内容和业务尽可能向用户方向下沉，尽可能部署在接入侧，使得大流量集中在 MEC所 辖范围内进行转发，以实现业务的分流，减轻核心网和传输网的负担。 在uRLLC 中，期望的时延往往 必须控制在毫秒级，而目前 LTE 中 任意端到端的数据都需要回传到核心网再完成转发，因此时延往往高达几十乃至上百毫秒，为低时延业务所不能接受。而 MEC 因为减少多层级转发，在本地完成处理并贴近数据源响应，大大减少了网络时延。 图 表 3： 边缘数 据中心的引入 将 极大 缩减时 延并 缓 解 整网的回 传 与 计 算 压 力 3GPP 的 R15 标准基于服务化架构， 5G 协议模块和接口可以根据需求灵活调用，为构建多样化的边缘网络提供了技术标准，所以 MEC可以按需求场景，灵活部署在接入云、边缘云和汇聚云。 根据运营商给出的大致估算，若业务经由部署在接入点的 MEC 完成处理和转发，则时延有望控制在 1ms 之内；若业务在接入网的中心处理网元上完成处理和转发，则时延约在 25ms 之间；即使是经过边缘数据中心内的 MEC 处理，时延也能控制在 10ms 之内， MEC 带来的这种 网络效能的提升，是 不单纯依赖于网络现有的基础设施条件的，更多和平台的开放性和可拓展性相关。 图 表 4：网 络 架构扁平化 开 放化， 边缘计 算居于核心功能地位 网络架构扁平化和开放化，对于 MEC 而言尤为重要，在 RAN 的云化和虚拟化场景中部署边缘计算尤为合适，例如在小型的 Cloud-RAN 中，甚至无需添加新的硬件，仅需要在通用服务器上运行相关的云平台就可以部署 MEC 功能来优化处理本地的业务，使之更快速地相应终端需求。 5G 定位在面向业务和内容的网络，通过网络切片可以灵活编排 和下放网络资源，这样紧贴业务场景所作的判决正是基于 MEC 完成的。 边缘计 算可 满 足多重需求，接入网 MEC 潜 力可 观 4G 之前的封闭体系设备架构正越来越难以适应移动互联业务的爆发，曾经在电信网改造中被铺垫很久的 NFV、 SDN 概念将很可能在 5G 落地， 设备封闭体系打破，将构建起专用芯片 +通用设备 +开源操作系统 +应用层的开放式体系，网络架构走向扁平，同时控制面与业务面分离， 运营商得以依据开放接口对网络进行编排、分配和使能。 网络的控制面和业务面分离引入了一个问题：业务面设备，特别在网关和基站等网元上，必须是可编程的，要整网络完成这种对全部关键网络的灵活配置，仅仅依 据云计算平台是很难统筹的，需要将运算和处理能力分布到贴近业务和子网络的边缘点进行计算，依据业务优先级编排网络资源，并均衡线路负载，最大程度缓解核心网与传输的负担。 3GPP 已经将边缘计算纳入到 5G 架构中，成为标准化工作的重要 部分，电信网络设备的扁平化与开放化大趋势已经体现， 在满足用户对于流量、时延的差异化和极致体验过程中，在和垂直行业与场景深入融合的过程中，率先发生变革的是部署在接入点的 MEC。 图 表 5：作 为 重要特性， MEC 将 深度融合到 5G 网 络 中 在 5G 阶段，网络架构以数据中心为基础设施，云平台上承载则开 放体系架构操作系统，从无线接入、边缘云、汇聚云、最后到核心云分为四层。 核心网网元的功能，在前 4G 阶段就是运行在通用服务器上，属于纯软功能，可以分布式部署在各个云平台上 。在无线接入网中，原有的基站被拆分为 CU 和 DU， CU 负责协议栈与算法等纯软件处理，也能以云化的方式完成，在无线接入和边缘云中都能够部署。 5G 网络对开放体系的界定明确了转发策略判决的 PCF 功能和业务转发的 UPF 功能，策略面 PCF 做出分流的判决后，发送给 SMF 和 UPF，由转发面 UPF 提供分流，在 5G 中 UPF 可以部署到接入云或者边缘云，实现将业务分流到 MEC 服务器。对于时延要求高的业务， UPF 和 MEC可以部署在接入云；对于高清视频点播，可以部署在边缘云或者汇聚云， 以提高 点播命中率，充分解决了分布式策略判决，计费等商用化问题。对于在边缘云上部署的 MEC：边缘云通过传输接入环与无线接入网 的 CU 相连，也可以 CU 与 MEC 和 UPF 共同部署在边缘云，通过中传线路与 DU 相连，此时 MEC 比部署在无线接入网时的时延要大，但覆盖面积明显增强，适用于对时延有要求且移动性高的场景，比如车联网。 汇聚云通常处于地级市，覆盖范围大，业务种类繁多， MEC 与 UPF 部署 在这一层面，能够充分服务于本地的广覆盖、大流量与大连接场景。 对于无线接入网上的 MEC 部署： MEC 与 UPF 公共部署在基站的 CU 单元，通过本地进行数据转发，减少核心网的复杂，用户时延可以缩减至毫秒级，由于 CU 统筹了单基站的无线资源，因此， 接入网 MEC的部署方式最为下沉，覆盖面积较小、适用于行动性不强但对本地处理 要求高的业务，比如 AR/VR，同时也适用于封闭场景中的业务 。 随着 5G 基站逐步上量，与业务场景强联系和最适宜于封闭 eMBB 场景的，显然是部署在无线接入网的 MEC。 宏基站更多解决的是大覆盖 的问题，与业务场景关联度较弱，如果充分考虑业务匹配性与实施难度，小 基站将是接入网 MEC 的重要载体， 小基站入口价值 将 在 5G 边缘计 算中充分体 现 小基站 将 是 5G 高密度多形 态组 网的核心 5G 重新规划频谱分配和基带方式，承载业务的核心频谱较 LTE 整体提升， eMBB 阶段承载业务的主力频点，如 2.6GHz 和 3.5GHz，较 4G 的数百兆至 2.4GHz 范围有了系统性上移。按照理论估算模型，覆盖面积之比约为载频比倒数的平方，根据三大运营商现有频谱及规划，参考存量站点占比， 5G 要做到与 4G 同等的全覆盖，所需的宏站点数目保 守估计为 LTE 宏站点的 1.5 到 2 倍。 但是这个估算仅仅停留在理论上，完全以宏基站替换 4G 宏站不但在投入上开销庞大，而且不能适应 5G 业务需求上的差异化。 因为在 LTE阶段，厂商在对存量网络优化的过程中就已发现，八成左右的流量发生在室内，或是相对集中的区域。 室内覆盖的部署对于宏站而 言是完全不同的挑战：宏站对于抱杆承重和扇面空间有刚性要求，发射功率在空间中影响变得难以忽视，在进驻特定区域时，运营商会承受来自业主的障碍，这使得运营商在网络规划过程中，基本还是沿用既有的局房，以宏站方式铺开。这种相对粗放的部署方式，对于直接提升用户体验和 DOU 是有效的，但越来越难以适应 5G 高密度组网的新需求。 图 表 6： LTE 宏基站与小基站形 态 通常按 规 格 区 分 小基站概念在最早提出时则是为了面向补充性覆盖、流量密集区和 室内定制化等细分场景需求 。按不同的发射功率、覆盖半径和支撑用户数又可分为更精细的等级，进一步精准地应对了需求。微基站 10w 内功率可以支撑公里内的覆盖，形成对宏站的良好互补；皮基站在百毫瓦级别，适宜于百米内的覆盖半径，是商场、医院和火车站等封闭空间的佳选；更小型的法基站，发射功率压到了数十毫瓦级别，完美契合室内定制化场景中二十米左右的覆盖半径，家庭和企业是其目标客户群。 图 表 7：以 LTE 为 例 对 比宏基站与小基站主要技 术 指 标 通过更详细的与宏基站性能对比后发现，小基站的差异化优势是立体化的： 最具吸引力的在于，无需机房和标准化的抱杆，可以充分利用 现有的 WLAN 传输、站址和供电电源， 这在进驻特定物业的过程中体现出巨大的商务优势；另外， 安装部署无需专业施工方，可以由客户自行 完成，在网规网优过程各种，也支持本地集 中网管自适应地配置和优化， 不 但极大降低 OPEX，也为客户灵活调配增加了自主性，方案具备极强的 场景黏性；最后，在价格上数量级差异， LTE 宏站在进入量产稳定后， 单价在数万到十万级别， 而微基站售价万元级，更小形态的在千元级， 优势不言而喻。 相比较宏站有更大的成本优势与灵活性，应该说是运营商进阶部署的优选，但事实上 4G 的小基站站点形态占比不足 10%。 究其原因， 运营商在网络规划路径上的惯性依赖是内部因素 ，宏基站推进方式在提升覆盖面积和体验、 KPI 结果上均更直观，而且遵循既有的局房设施和熟悉的建设方式 ，对于全国性的网络是最容易接受的。 外部原因也存在，诸如进驻封闭业务区如轨交、铁路、医院和商圈等，确实会 经历和业主的长期谈判，商务条件较差 ；而且移动网设备长期为大型厂商控制， 封闭体系下对于存量网依赖严重，设备商更愿意推 动高价高利的宏站方案， 也形成了无形阻力。