Forschungsbericht 2020 zur neuen 5G-Infrastruktur in China

1. Die Bedeutung der neuen 5G-Infrastruktur

Was bedeutet 5G für die Gesellschaft?

Changes in the nature of business are the significance of 5G new infrastructure

Kommunikationsdienste und der Mensch stehen in engem Zusammenhang mit den Eigenschaften des Menschen als dreidimensionales Wesen, was die Funktionen betrifft, die Kommunikationstechnologien verschiedener Generationen ermöglichen. Von 1G bis 4G haben die Kommunikationsbedürfnisse der Menschen – von Sprache über Grafik bis hin zu Video – den technologischen Fortschritt vorangetrieben. Doch ähnlich wie in der Physik und Mathematik erklären und quantifizieren Menschen physikalische Phänomene mithilfe mathematischer Berechnungen. Kehrt man jedoch die primären und sekundären Beziehungen um, so lassen sich viele plausible Schlussfolgerungen der mathematischen Logik in der realen Welt nur schwer nachweisen, und selbst für den Menschen sind sie schwer verständlich. Diese Logik prägt auch die Entwicklung von Nachfrage und Technologie. Die Möglichkeit der Echtzeit-Videokommunikation stellt die Grenze der menschlichen Grundbedürfnisse dar, doch der technologische Fortschritt wird dadurch nicht gestoppt. Es ist schwer vorstellbar, wohin Technologien, die über diese Grundbedürfnisse hinausgehen, führen werden. Daher kann die Entwicklung von 5G nicht allein auf der Verbesserung der Datenübertragungsgeschwindigkeit basieren. Dieser quantitative Wandel hin zu einem qualitativen Geschwindigkeitswandel wird die bestehende Geschäftslogik und das Gewinnmodell schrittweise verändern. Zum Beispiel: die schrittweise Liberalisierung intelligenter Hardware, die Diversifizierung der mobilen Geschäftszugangswege und die mögliche Transformation zwischen 2C und 2B2C usw.

Größere Geschäftsmöglichkeiten hinter den wirtschaftlichen Aussichten

Veränderungen in den Eigentumsverhältnissen von Übertragungsmedien und Service-Terminals haben eine Revolution der Geschäftsmodelle ausgelöst.

Die auffälligste Veränderung durch 5G ist die Steigerung der Kommunikationsgeschwindigkeit. Doch sobald diese ein bestimmtes Niveau erreicht, verändern sich auch die Bedürfnisse und Anliegen der Nutzer. Solche Nachfrageveränderungen gab es schon mehrfach, und die jeweils schwächer gewordenen Nutzerbedürfnisse entsprachen genau den technologischen Schwächen, die die jeweilige Revolution ausglich. Beispielsweise machen sich Nutzer Sorgen um die Speicherkapazität von Computern und Mobiltelefonen oder um die Datenübertragungsgeschwindigkeit. Diese Bedürfnisse werden im neuen Technologiezeitalter zum Standard. Im 5G-Zeitalter könnte diese Nachfrageveränderung auf zwei Ebenen stattfinden: dem Ersatz der Übertragungsmedien und der Trennung von Eigentums- und Nutzungsrechten intelligenter Geräte.

Potential subversion of China’s digital economy business logic

Eine tiefgreifende Transformation vom essentiellen 2C-Modell zum 2B2C-Modell

To improve the 5G environment, the most obvious thing for existing Internet companies and entrepreneurs to do isIn dieser Phase streben wir Kooperationen mit allen relevanten Plattformen an, um unsere Kanäle für zukünftige Dienstleistungen zu erweitern. Darüber hinaus ist die Frage der Wahl des Geschäftsmodells von größerer Bedeutung, aber weniger offensichtlich.

Für heutige Internetunternehmen ist das 2B2C-Geschäftsmodell nichts Neues. In allen Branchen mit großen Anbietern, wie beispielsweise Zahlungs- und Cloud-Diensten, ist 2B2C seit Langem ein gängiger Geschäftsweg, den kleinere Unternehmen entweder selbst gewählt oder gezwungenermaßen eingeschlagen haben. Dieser scheinbar althergebrachte Weg könnte im 5G-Zeitalter tiefgreifende Veränderungen erfahren. Theoretisch existieren derzeit zwei 2B2C-Modelle. Der Hauptunterschied liegt in der Wahl des „Händlers“ (B). Das eine Modell genießt höheres Ansehen am Markt. B ist ein Händler, der direkt mit dem Geschäftsszenario des Nutzers interagiert. Das andere ist eine Kooperationsplattform, die Traffic generiert. Um eine hohe Konversionsrate zu gewährleisten, steht der zweite Traffic-Typ B in einem gewissen Wettbewerb mit dem Unternehmen. Im 5G-Zeitalter basiert die tiefgreifende Transformation des 2B2C-Modells auf der Veränderung des zweiten Traffic-Typs B.

2. Die treibende Wirkung der neuen 5G-Infrastruktur

Die neue 5G-Infrastruktur treibt die industrielle Entwicklung voran – Institut für Netzwerkplanung und -design

Operator design institutes have a high market share, while non-operator communication design institutes benefit little.

5G network planning is the planning of site and construction plans based on the characteristics of 5G technology, the use of frequency bands and the actual physical environment. It is the beginning of the 5G network life cycle and the first link to benefit from the 5G new infrastructure policy. At present, my country's communications planning enterprises can be roughly divided into four categories: operator design institutes, private design institutes, design institutes controlled by universities and state-owned enterprise design institutes. Among them, design institutes owned by operators have absolute advantages and high market shares, especially China Communications Services Co., Ltd., which is owned by China Telecom and is owned by China Mobile and China Unicom. The following mainly takes China Mobile's 5G network planning and centralized procurement as an example for analysis. In November 2019, China Mobile publicly released the centralized procurement of communications engineering design and feasibility studies from 2020 to 2021, of which the scale of the 5G network part is approximately 28 billion yuan. China Mobile's China Mobile Design Institute's bid-winning share is as high as 26.51 billion, accounting for 94.6%. China Telecom's China Communications Consulting, Huaxin, Guangdong Telecom, Guangdong Southern Telecom and Zhongrui Communications Design Institute have won a total of 1.41 billion bids, accounting for about 5%. The operator's design institutes' cumulative bid-winning share is about 99.6%. It can be seen that in 5G network planning, operator design institutes have an absolute advantage, while non-operator communication design institutes benefit little and are difficult to enjoy the dividends brought by 5G new infrastructure.

5G new infrastructure drives industrial development-Equipment manufacturers

Durch große Produktionsmengen und hohe Bruttogewinnmargen profitieren vor allem die Hersteller umfassender 5G-Ausrüstung.

Das 5G-Netz besteht aus drei Teilen: dem drahtlosen Zugangsnetz, dem Trägernetz und dem Kernnetz. Die zugehörigen Netzwerkelemente sind Basisstationen, Übertragungstechnik und Kernnetzausrüstung. Im Jahr 2020 belief sich das Gesamtvolumen der Ausschreibungen für 5G-Ausrüstung der drei größten chinesischen Telekommunikationsanbieter auf fast 100 Milliarden Yuan, wobei der größte Anteil mit rund 69.8 Milliarden Yuan auf Basisstationen entfiel. China Mobile erwarb 2020 230,000 Basisstationen, China Telecom gemeinsam mit China Telecom weitere 250,000, was insgesamt über 480,000 Stationen ergab. Die Rangfolge nach Anzahl der Basisstationen lautet in absteigender Reihenfolge: Huawei, ZTE, Ericsson und China Information Technology mit Anteilen von 57 %, 30 %, 10.7 % bzw. 2.3 %. Huawei und ZTE erreichten zusammen einen Anteil von 87 %. Neben den Basisstationen belegten Huawei, ZTE und Ericsson auch bei der Beschaffung von Kernnetzausrüstung die ersten drei Plätze. Huawei und ZTE erzielten zudem hohe Anteile bei der Beschaffung von Übertragungstechnik. Betrachtet man den Hauptausbauzyklus des 4G-Netzes von 2013 bis 2019, lag die Bruttogewinnmarge von Huawei, ZTE und Ericsson bei über 30 %. Die Bruttogewinnmarge ihres Betreibergeschäfts war sogar noch höher. Dies verdeutlicht das große Volumen der 5G-Ausrüstungsbeschaffung und die damit verbundenen hohen Bruttogewinne. Umfassende 5G-Ausrüstungshersteller wie ZTE, Huawei und Ericsson profitieren am meisten.

Die neue 5G-Infrastruktur treibt die Branchenentwicklung voran – Hersteller kleiner Basisstationen

5G network construction is slow to release demand for small base stations, and small base station manufacturers benefit late

Compared with macro base stations, small base stations refer to wireless access points that are small in size, low in power, and flexible in installation. They are supplements to macro base stations and are mainly used in areas with weak macro base coverage, blind spots, and limited capacity. Compared with macro base stations, the threshold for small base stations is lower. In addition to the four macro base station manufacturers of Huawei, ZTE, Ericsson and Datang, a large number of small and medium-sized enterprises have also entered the field of small base stations. However, this field is still in the stage of full competition with low concentration and has not yet formed an oligopoly structure.

Funktional betrachtet besteht die Hauptaufgabe kleiner Basisstationen darin, Funklöcher zu schließen und Wärmeentwicklung zu reduzieren. Daher besteht in der Anfangsphase des 5G-Netzausbaus, die primär auf eine schnelle Abdeckung abzielt, nur geringer Bedarf an kleinen Basisstationen. Betrachtet man die Ausschreibungssituation für 4G, so vergab das Ministerium für Industrie und Informationstechnologie im Dezember 2013 die ersten 4G-Lizenzen. Im Oktober 2015 führte China Mobile die erste zentrale Ausschreibung für kleine Basisstationen mit einem Abstand von 23 Monaten durch. Im Juni 2019 vergab das Ministerium für Industrie und Informationstechnologie die ersten 5G-Lizenzen. Im zweiten Quartal 2020 schlossen die drei großen Betreiber die zweite Beschaffungsrunde für Makro-Basisstationen ab. Bis September 2020 errichteten die drei großen Telekommunikationsbetreiber insgesamt 690,000 Makro-Basisstationen. Bislang haben die Betreiber jedoch noch nicht mit der Beschaffung von 5G-Basisstationen begonnen. Im Vergleich zu 4G führt das höhere Frequenzband von 5G zu einer geringeren Indoor-Abdeckung durch Makro-Basisstationen, einer größeren Anzahl an Standorten und komplexeren Anwendungsszenarien. Die Vorteile kleiner Basisstationen werden dadurch deutlicher, und die Nachfrage nach ihnen beim Aufbau von 5G-Netzen wird früher entstehen. Insgesamt entwickelt sich die Nachfrage nach kleinen Basisstationen beim 5G-Netzausbau jedoch relativ langsam, sodass die Hersteller erst später davon profitieren.

5G new infrastructure drives industrial development-Optical module manufacturers

5G construction boosts demand for optical modules, and optical module manufacturers focusing on the telecommunications market benefit greatly

Aktuell ist Glasfaser die wichtigste Methode zur Datenübertragung. Optische Module lösen hauptsächlich die Probleme der photoelektrischen und elektrooptischen Wandlung zwischen Endgeräten und Glasfasern während der Glasfaserübertragung. Eine Glasfaserverbindung benötigt ein Modulpaar. Das sendende Modul dient der elektrooptischen, das empfangende der photoelektrischen Wandlung. Telekommunikation und Datenkommunikation sind die Hauptanwendungsbereiche für optische Module. Unterschiedliche Anwendungsbereiche stellen unterschiedliche Anforderungen an die Module. Beim Aufbau von 5G-Netzen werden optische Module hauptsächlich im Fronthaul (von BBU/DU zu AAU), im Midhaul (von DU zu CU) und im Backhaul (von CU zum Kernnetz) eingesetzt. Die Netzwerkarchitektur und das Fronthaul-Verfahren beeinflussen die Anzahl und Art der benötigten optischen Module pro Station. Im aktuellen Netzausbau wird ein Großteil des Fronthauls über direkte Glasfaserverbindungen realisiert, wofür drei Paare 25G-Graustufenmodule benötigt werden. Ein kleinerer Teil nutzt Wellenlängenmultiplexverfahren (WDM), wofür drei Paare 25G-Farbstufenmodule erforderlich sind. Derzeit ist die BBU im bestehenden Netz noch nicht separat implementiert. Falls CU und DU in Zukunft getrennt werden, werden zwei 25G-Optikmodule für die Midhaul-Verbindung benötigt.

Ausgehend von der Nachfrage kann der Aufbau des 5G-Netzes in China einen Markt für optische Module mit einem Volumen von rund 35.5 Milliarden Yuan generieren. Hersteller optischer Module konzentrieren sich auf unterschiedliche Märkte, produzieren verschiedene Produkte und bedienen unterschiedliche Kundengruppen. Unabhängig davon, ob ein Hersteller den Telekommunikations- oder den Datenkommunikationsmarkt im Blick hat, kann er eine Bruttogewinnmarge von 20 bis 30 % erzielen. Insgesamt besteht durch den 5G-Netzausbau eine hohe Nachfrage nach optischen Modulen, von der insbesondere Hersteller profitieren werden, die sich auf den Telekommunikationsmarkt spezialisieren.

Die neue 5G-Infrastruktur treibt die industrielle Entwicklung voran – Ingenieur- und Bauunternehmen

The threshold is high, the concentration is high, the qualifications of small enterprises are poor, and the "old" enterprises have great advantages.

5G network construction refers to the construction of the network by engineering construction enterprises based on the planning report of the design institute, and construction in strict accordance with the planned equipment locations, antenna angles and wiring specifications. It is the second stage of the 5G network life cycle. General contracting qualification for communication engineering construction is a must-have qualification for entering this industry, and the higher the qualification, the larger the scale of projects that can be undertaken. At present, there are nearly 4,000 companies in my country with general contracting qualifications for communication engineering construction. Among them, there are more than 290 companies that can undertake large-scale projects such as equipment installation, that is, with first-level qualifications for general contracting of communication engineering construction. Competition in the industry is fierce.

3    Mehrere Parteien arbeiten zusammen, um die neue 5G-Infrastruktur zu beschleunigen.

5G-Technologieentwicklung

Gerätehersteller und -betreiber sollten ihre Investitionen in Forschung und Entwicklung weiter erhöhen, um die kontinuierliche Weiterentwicklung der 5G-Technologie zu fördern.

As mentioned earlier, 5G development is a long-term process, and the progress of standard formulation, productization, and network deployment will affect the speed of new infrastructure. 5G standards are constantly evolving to better realize the 5G "vision". The R15 standard is mainly for eMBB and basic uRLLC applications, meeting the basic functions of 5G, and was frozen in June 2019. The R16 standard is based on the R15 standard. On the one hand, it enhances the functions in R15 such as MIMO and dual connectivity. On the other hand, it expands new functions mainly for vertical industry applications. It was frozen in June this year. The R17 standard is based on R16, and is still being studied in accordance with the idea of ​​​​enhancement of existing functions and expansion of new functions, and is planned to be completed in September 2021. As major members of 3GPP, major equipment manufacturers and operators need to ensure continued investment in R&D to ensure that R17 and subsequent standards are completed as planned. It takes roughly a year to turn technical specifications into commercial products. R16 has just been frozen, and equipment manufacturers need to increase investment in research and development to realize the new features of R16 as soon as possible. The current network deployment is mainly based on the R15 standard. On the one hand, operators must actively promote the introduction of new features of R16. On the other hand, they need to increase investment to promote the maturity of network slicing and edge computing solutions to serve vertical industries.

Promoting more mature technology is the primary task of mobile network development. The continuous R&D investment of operators and equipment manufacturers is the guarantee for the continuous evolution of mobile network technology. Compared with 2G/3G/4G, 5G for the first time extends human-centered communication to communication centered on people and things. 5G’s ability to connect everything brings unlimited imagination to the development of the industry. Countries' high expectations for 5G have led to commercial use of the standard before it is mature. Although my country has begun large-scale deployment of base stations, it is mainly based on R15 deployment, which can meet the application of eMBB. To accelerate 5G infrastructure construction, in addition to accelerating base station construction, it is also necessary to accelerate the development of 5G technology to build high-quality 5G networks and empower the development of industry applications. Judging from the overall R&D expenditures of mobile network main equipment manufacturers in the past ten years, the overall R&D expenditures have shown an upward trend, but Ericsson and ZTE have tended to be stable in the past two years. Currently, 5G industry applications are still in the early stages of development and require continuous development of standards, products and solutions. Therefore, equipment manufacturers and operators should continue to increase investment in research and development to promote the continuous development of 5G technology.

5G-Netzwerkkosten

User-oriented, precise deployment and maintenance optimization in stages to improve base station utilization

Compared with 4G, 5G network costs are higher, reflected in high construction costs and high operating costs. The high construction cost is mainly caused by the large number of sites to be built and the high price of a single base station. The high operating costs are mainly caused by the large number of base stations and high energy consumption of a single station. Continuously reducing 5G network costs has become the top priority for the entire 5G industry chain. In terms of network construction, China Telecommunications Union adopts a co-construction and sharing approach, and China Mobile is actively seeking cooperation with China Radio and Television to achieve the purpose of reducing costs. In terms of operating costs, the government actively coordinates to reduce electricity prices, equipment manufacturers reduce base station power consumption from a hardware perspective, towers actively promote power supply conversion to direct power supply, and operators intelligently shut down 5GAAU channels.

Judging from the operation of 4G networks, in addition to continuing to adhere to the above-mentioned cost reduction measures, operators also need to improve the utilization rate of 5G base stations to reduce costs and improve investment benefits. Take the operation of China Mobile's base station in a certain city on a single day in August 2020 as an example. There are cells with no business 24 hours a day, and the number of cells with less than 1M uplink and downlink traffic during the day is between 200 and 1,000. Assuming that this situation will also occur in the city's future 5G networks, a simple calculation is based on the no-load power of the 5G base station of 2.3KW and the power transfer of 1.3 yuan/kWh. The electricity bill for an hour of a single no-load station is about 3 yuan. Then the electricity bill for a community with no business in the city for a day is about 11,000 yuan, and the electricity bill for a community below 1M is about 28,000 yuan.

Under the collaborative networking of 4G and 5G, 4G can meet the daily business needs of C-end users. The current value of 5G is reflected in applications such as 8K video, cloud VR, and cloud games. In addition to users who are willing to "try new things" and are not price-sensitive, fans of cloud games, cloud VR and 8K high-definition videos who are more aware of the value of 5G are more willing to switch to 5G packages. In the planning stage, planning principles should be further refined, mobile users' willingness to upgrade to 5G should be fully considered, and accurate deployment should be carried out in stages to avoid long-term low business of 5G base stations. In the maintenance and optimization stage, indicators such as coverage, connection rate, and call drop rate should not be used as assessment criteria. User complaints should no longer be used as the only link between the network department and users. A real-time feedback channel between the two should be established to fully consider user opinions. Overall, in addition to continuing to take measures to reduce costs, operators also need to be user-oriented, carry out precise deployment and maintenance optimization in stages, and improve base station utilization.

5G-Netzwerkanwendung – Endanwendung

Operators should adopt value management, accelerate multi-dimensional billing, and cooperate with applications to promote

Anwendungen sind der kontinuierliche Motor für die Entwicklung der 5G-Infrastruktur. Im Vergleich zu 4G wächst die Zahl der 5G-Nutzer langsamer. Betrachtet man China Mobile, das sowohl bei 4G- als auch bei 5G-Nutzern führend ist, so erreichte die Zahl der 5G-Nutzer im vierten Quartal nach der Vergabe der 5G-Lizenzen 70.2 Millionen, während sie im vierten Quartal nach der Vergabe der 4G-Lizenzen bei 90.06 Millionen lag. Im Bereich mobiles Video befindet sich die 3G-Ära in vollem Gange. Video ist ein grundlegendes und weit verbreitetes Bedürfnis, doch die Leistung des 3G-Netzes reicht nicht für ein optimales Nutzererlebnis aus. Die höhere Geschwindigkeit des 4G-Netzes ermöglicht ein klareres und flüssigeres Videoerlebnis. Die Nutzerzufriedenheit hat sich deutlich verbessert, und die Bereitschaft zum Upgrade auf 4G ist groß. Daher entwickelten die Betreiber Pakete unterschiedlicher Leistungsstufen basierend auf dem Datenverkehrsaufkommen, klassifizierten die Nutzer anhand der aktuellen Telefongebühren in High-End-, Mittelklasse- und Low-End-Nutzer und bewarben die Pakete von hoch nach niedrig, wodurch gute Ergebnisse erzielt wurden.

Cloud-Mobiltelefone, Cloud-Spiele, Cloud-VR und 8K-HD-Video befinden sich jedoch noch in der frühen Entwicklungsphase und die Technologie muss weiter ausgereift werden. Derzeit haben sie keine einheitlichen Anforderungen. Zudem stellt jede Anwendung unterschiedliche Anforderungen an die Netzwerkleistung. Ein einzelnes öffentliches Netzwerk kann nicht die optimale Nutzererfahrung für jede Anwendung gewährleisten. Network Slicing ist erforderlich, um virtuelle Netzwerke mit unterschiedlicher Leistung zu schaffen. Daher benötigen 5G-Netze flexiblere Preismodelle. Obwohl Netzbetreiber „multidimensionale“ Preisgestaltung vorgeschlagen haben, streben sie weiterhin mit 4G-basierten Skaleneffekten nach Erfolgen im mittleren bis gehobenen Preissegment. Für die meisten Nutzer reicht 4G für den täglichen Geschäftsgebrauch aus, während 5G keine qualitative Verbesserung der bestehenden Dienste bietet und die Paketkosten hoch sind, was die Bereitschaft zum Upgrade auf 5G mindert. Netzbetreiber sollten daher ein wertorientiertes Management einführen, die Implementierung multidimensionaler Abrechnung beschleunigen, mit Drittanbieterplattformen kooperieren und 5G gezielt Nutzern anbieten, die den Wert von 5G besser erkennen können. Beispielsweise können Betreiber mit Cloud-Spiele- und Cloud-VR-Plattformen kooperieren, um Telekommunikationspakete auf der Cloud-VR-Spieleplattform zu empfehlen, die besser für das Spiel geeignet sind.

5G network application-B-end application

Industry applications will be implemented in stages to accelerate ICT integration and promote early application scale promotion.

Industrieanwendungen sind erstmals zu einem zentralen Anwendungsgebiet für Mobilfunknetze geworden und werden auch künftig das Umsatzwachstum der Telekommunikationsbetreiber maßgeblich vorantreiben. In den letzten zwei Jahren haben Betreiber und Gerätehersteller aktiv die Integration von 5G in die Industrie vorangetrieben und dessen Potenzial für industrielle Anwendungen ausgeschöpft. Die Vielfalt und Komplexität dieser Anwendungen bedingt jedoch, dass die Integration von 5G in die Industrie ein langwieriger Prozess ist. Einige Anwendungsszenarien weisen neben den Netzen noch weitere technische Hürden auf, was eine schrittweise Implementierung von 5G-Industrieanwendungen erforderlich macht. Die Entwicklung von 5G-Industrieanwendungen ist mit Problemen wie unausgereiften Netzen, fehlenden Systemintegratoren, fragmentierter Nachfrage, hohen Anpassungskosten, wenigen Industrieendgeräten und unklaren Geschäftsmodellen verbunden. Kontinuierliche Anstrengungen aller Beteiligten sind daher weiterhin notwendig. Aktuell bestehen 5G-basierte Lösungen für Anwendungsszenarien wie intelligente Medizin, intelligente Fabriken, intelligente Energieversorgung und das Internet der Fahrzeuge hauptsächlich aus IT- und Technologie-Lösungen. 5G ist dabei eine wichtige Komponente der Technologie-Lösungen. IT-Lösungen erfordern ein umfassendes Verständnis der Anwendungsszenarien und beschleunigen die Integration von 5G und Industrieanwendungen. Insgesamt müssen 5G-Industrieanwendungen entsprechend dem technologischen Reifegrad schrittweise implementiert werden. Bereits kommerziell verfügbare Anwendungen müssen die Integration von IT- und CT-Lösungen beschleunigen, um deren breite Einführung zu fördern.

Betreiber nutzen private Netzwerke, um maßgeschneiderte Netzwerke und Dienste bereitzustellen

Operators need to accelerate the maturity of 5G virtual private networks and promote the development of 5G industry applications

Netzbetreiber möchten 5G-Industrienetze nutzen, um ihren Nutzern maßgeschneiderte Netze und Dienste anzubieten. Hinsichtlich der Ressourcenisolation lassen sich Industrienetze in virtuelle private Netze (VPNs) und physische private Netze (PSNs) unterteilen. VPNs werden hauptsächlich durch Network Slicing und Core-Network-Sinking realisiert. PSNs nutzen dedizierte Frequenzbänder und Basisstationen sowie unabhängige oder gemeinsam genutzte Core-Netzwerke. Bezüglich des Umfangs der Netzwerkdienste können Industrienetze in Weitverkehrsnetze (WANs) und lokale private Netze (LANs) unterteilt werden. WANs basieren auf Network Slicing und nutzen die öffentlichen End-to-End-Netzwerkressourcen des Betreibers. Sie eignen sich besonders für Anwendungsszenarien mit weitverzweigten Geschäftsaktivitäten und großer Reichweite, beispielsweise im Transportwesen, der Energiewirtschaft, im Bereich des vernetzten Fahrens (IoV) und bei sehr großen, branchenübergreifend tätigen Unternehmen. LANs umfassen zwei Lösungen: lokale VPNs und lokale PSNs. Sie eignen sich für Unternehmen mit begrenzter geografischer Reichweite. Basierend auf dem 5G-Netz im jeweiligen Gebiet wird ein geschlossener Regelkreis geschaffen, um sicherzustellen, dass die Kerngeschäfte des Unternehmens den Standort nicht verlassen. Zu den wichtigsten Anwendungsbereichen zählen Unternehmen vom Typ „Park/Fabrik“, wie beispielsweise die Bereiche Fertigung, Stahl, Petrochemie, Häfen, Bildung und Gesundheitswesen.

Aktuell ist die Network-Slicing-Technologie noch nicht ausgereift, und es wird einige Zeit dauern, bis virtuelle private Netzwerke (VPNs) kommerziell verfügbar sind. Obwohl lokale physische private Netzwerke (LANs) eine gute Leistung bieten, sind die Kosten hoch. Insgesamt wird die Entwicklung privater Netzwerke im 5G-Bereich Zeit in Anspruch nehmen. Netzbetreiber müssen die Marktreife von 5G-VPNs beschleunigen und die Entwicklung von 5G-Anwendungen vorantreiben.

4    Analysis of important sectors of 5G new infrastructure

neue Infrastruktur-Industriekette für 5G

Neben der Hauptausrüstung verdienen auch unterstützende Geräte wie Mikrostationen, Antennen und optische Module Beachtung.

Optische Module sind die grundlegenden Bausteine ​​von 5G-Netzwerken.

5G brings new challenges to the optical module industry, and domestic optical module manufacturers develop upstream chips

Optical modules are the basic building blocks of 5G network physical layer equipment and are used in wireless and transmission equipment. Compared with 4G, the large bandwidth of 5G requires higher speeds for optical modules. Various fronthaul solutions require different types of optical module support. The evolution from CPRI to eCPRI places more stringent requirements on the high-temperature resistance of fronthaul optical modules, bringing new challenges to the optical module industry. Although domestic optical module manufacturers have squeezed into the first echelon of the global optical module market, domestic development in the core chip link of optical modules is weak and they mainly rely on imports, especially high-speed optical modules for 5G network construction. At present, domestic optical module manufacturers such as Optoelectronics and HiSilicon have begun to develop upstream chips for optical modules, but there is still a large gap between their overall capabilities and foreign countries. In the context of domestic substitution, it is believed that the number of domestic optical module manufacturers developing upstream chips will gradually increase.

Kleine Basisstationen werden ein wichtiger Bestandteil von 5G-Netzen werden.

Der Status von 5G-Kleinbasisstationen hat sich verbessert. Es ist notwendig, die Produktreife zu beschleunigen und auf sich bietende Gelegenheiten zu warten.

Das Hauptfrequenzband von 4G liegt zwischen 1.8 GHz und 2.3 GHz, während das von 5G zwischen 2.6 GHz und 3.5 GHz liegt. Die höhere Frequenz von 5G führt zwar zu einer größeren Anzahl von Basisstationen, erschwert aber gleichzeitig die Abdeckung in Gebäuden. Kleine Basisstationen sind kompakt und flexibel einsetzbar. Sie lösen die Probleme bei der Standortwahl im Außenbereich und der Abdeckung in Gebäuden und werden zu einem unverzichtbaren Bestandteil des 5G-Netzausbaus. Um den Anforderungen verschiedener 5G-Anwendungsszenarien gerecht zu werden, ist die Netzwerkarchitektur kleiner 5G-Basisstationen einfacher. Leistungskennzahlen wie Zellanzahl, Stromverbrauch und Nutzeranzahl wurden deutlich verbessert. Zudem unterstützen sie die Cloud-Bereitstellung und sind offener. Aktuell befinden sich 5G-Netze in der Phase des großflächigen Aufbaus zur Erreichung einer grundlegenden Abdeckung. Hersteller kleiner Basisstationen sollten diese Phase nutzen, um die Marktreife ihrer Produkte zu beschleunigen und auf die steigenden Anforderungen an eine umfassende Abdeckung zu warten.

The antenna is the entrance and exit of the 5G network

5G-Antennen und Funkfrequenzen sind eng miteinander verknüpft, was die Abhängigkeit von den Herstellern von Basisstationsausrüstung erhöht.

Je nach Anwendungsszenario werden Mobilfunknetzantennen in Basisstationsantennen und verteilte Innenantennen unterteilt. Erstere dienen der Außenabdeckung, letztere der Innenabdeckung. Der Einsatz von Massive-MIMO-Technologie hat die 5G-Antennen maßgeblich beeinflusst. Im Hinblick auf die Außenabdeckung hat sich die Basisstationsantenne von 8T8R (4G) zu 64T64R (5G) weiterentwickelt. Um das Verbindungsproblem zwischen Funkfrequenz und Antenne zu lösen, wurden RRU und Antenne zusammengeführt. Dadurch ändert sich die ursprüngliche dreistufige Architektur von 5G (BBU + RRU + Antenne) zu einer zweistufigen Architektur (BBU + AAU). Im Hinblick auf die Innenabdeckung wird das neue Indoor-Verteilungssystem das traditionelle DAS-System ablösen und zur Hauptlösung werden. Auch die Antennenform hat sich weiterentwickelt: von der ursprünglichen passiven Einkanalantenne hin zur Funkfrequenzeinheit pRRU mit integrierter Antenne. Obwohl es derzeit noch lose Kopplungslösungen gibt, bei denen die Funkfrequenz hinter der Antenne fixiert ist, ist die feste Kopplung zwischen Antenne und Funkfrequenz im 5G-Zeitalter die gängigste Lösung. Neben Huaweis Antennenproduktionskapazitäten müssen Gerätehersteller wie ZTE, Ericsson und CITIC (Datang Mobile) strategische Kooperationen mit Antennenherstellern eingehen, um Antennen und Funkfrequenzen für Netzbetreiber zu integrieren. Daher hängt der Marktanteil von Antennen bis zu einem gewissen Grad vom Marktanteil der Gerätehersteller ab, und diese Abhängigkeit hat zugenommen.

Das Zeitfenster für lokale Regierungen zur Förderung der Implementierung der 5G-Industrie

Single-point breakthrough in the industrial chain and development opportunities for integrators

Im aktuellen Umfeld in China ist die neue 5G-Infrastruktur ein wichtiger Wirtschaftszweig mit großem Potenzial. Im Vergleich zur herkömmlichen Kommunikationsinfrastruktur erfordert 5G mehr Bauaufwand und Ausrüstung und wird daher unweigerlich einen neuen Investitionsboom auslösen. Wie bereits erwähnt, bieten optische Module, kleine Basisstationen und Antennen vielversprechende Chancen innerhalb der bestehenden 5G-Industrie. Diese drei Bereiche unterscheiden sich jedoch. Optische Module haben in China bereits ein Industriecluster gebildet. Das Wuhan Optics Valley wurde 1991 vom Staatsrat als eine der ersten nationalen Hightech-Zonen anerkannt. 2001 wurde es von der damaligen Staatlichen Planungskommission und dem Ministerium für Wissenschaft und Technologie als nationaler Standort für optoelektronische Industrie bestätigt. Kleine Basisstationen und Antennen hingegen müssen zwar ihre Produktionskapazitäten erhöhen, es gibt jedoch noch keine vergleichbare Cluster-Entwicklung, und sie benötigen bestimmte operative Maßnahmen. Die Implementierung dieser drei bestehenden Branchen kann die Entwicklung der 5G-Industrie in einer bestimmten Region fördern und nach der Implementierung deren Attraktivität für andere Branchen steigern.

In addition, the development of integrators is a sector that has a lot of room for imagination in the future application and implementation of 5G industry. At present, operators are very aggressive in promoting 5G. They can take the lead in finding suppliers to conduct pilot projects without considering the investment-return ratio. In the later stage, operators will only charge network service fees. Therefore, if the demand for digitalization of enterprises increases in the future, these companies cannot be the only ones doing it. On the one hand, there is the issue of industry barriers, which cannot be covered. On the other hand, small businesses may not do everything. From the demand level, for an integrated solution, the network is the foundation, and IT technology is required at the upper level. For users, it is impossible to find several companies to complete it by themselves. Now operators, equipment vendors, and the original H3C integrators are all working on integrated solutions, but they are only proficient in CT solutions and lack the foundation and foundation of IT. A big difference between 5G and 4G is that its ultimate goal is to drive the development of the B-side industry, so for 5G, it is bound to lead the common progress of a series of communication technologies including cellular network technology. In the process of driving the development of the B-side industry, communication connection capabilities are actually similar to many basic capabilities in enterprise services. Integrators need to use them to form many solutions for different industries. This part of enterprise service capabilities will be the largest value-added opportunity for the real economy driven by 5G, in addition to investment in 5G new infrastructure.

Integrationsrichtung rund um Anwendungsszenarien

Solutions for B-end industrial applications are the focus of development

ITU-R defines three major application scenarios for 5G: eMBB, uRLLC and mMTC. eMBB, or enhanced mobile broadband, mainly refers to mobile Internet high-traffic consumer applications such as 4K/8K high-definition video, AR/VR, and 3D holography. uRLLC, which stands for ultra-high reliability and low latency, mainly refers to industrial applications that have extremely high requirements on reliability and latency, such as industrial manufacturing, telemedicine, and autonomous driving. mMTC, or massive machine type communications, mainly refers to application scenarios based on massive sensors such as smart homes, smart cities, and large-area environmental monitoring.

The star effect of 5G has attracted a large number of consumer-level and industry-level application scenarios related to it. However, whether these application scenarios are real 5G applications requires analyzing the relevance of 5G technology based on the needs of the application scenarios. Comparative analysis is conducted from the six dimensions of bandwidth, delay, reliability, mobility, connection volume and coverage. Compared with 4G, 5G has the advantages of large bandwidth, low delay and high reliability. Compared with optical fiber, the advantage of 5G is strong mobility and large connection volume. The disadvantage is poor indoor environment coverage. Therefore, when 5G is implemented in local industries and provides solutions for industrial environments, it is essentially the synthesis of a series of communication and IT technologies.

Wuhan·China Optics Valley

The industrial extension and city brand value-added effect brought about by the agglomeration of high-tech industries

Unter den bestehenden Beispielen ist die Hightech-Zone am Ostsee in Wuhan das repräsentativste Beispiel für die 5G-Infrastrukturindustrie und wird auch als „Chinesisches Optik-Tal“ bezeichnet. Sie ist der weltweit größte Forschungs- und Entwicklungsstandort für Glasfasern und -kabel, Chinas größter Forschungs- und Produktionsstandort für optische Geräte sowie Chinas größter Standort für die Laserindustrie. Glasfasern und -kabel aus dem Optik-Tal decken 66 % des nationalen und 25 % des internationalen Marktes ab und belegen damit weltweit den ersten Platz im Absatz. Die führenden Unternehmen im Bereich Glasfasern, China Information Technology und YOFC, sowie die führenden Hersteller optischer Module, Guangxun Technology, Huagong Technology und HiSilicon, sind alle in Wuhan ansässig. Diese Konzentration von Produktionskapazitäten und Unternehmen hat den regionalen Markenwert der Hightech-Zone am Ostsee erheblich gesteigert. Darüber hinaus beherbergt das Optik-Valley neben der optischen Industrie selbst dank der gegenseitigen Förderung anderer Hightech-Branchen auch wichtige Wirtschaftszweige wie Biomedizin, Energieeinsparung und Umweltschutz, High-End-Gerätebau und moderne Dienstleistungsbranchen. Dies hat Wuhans Ruf als nationales Hightech-Zentrum deutlich gestärkt und wirkt sich positiv auf die Gewinnung von Fachkräften und die Stärkung der Wirtschaft aus.

Vorzugsmaßnahmen und Unterstützung zur Sicherstellung des grundlegendsten Überlebens und Betriebs von Unternehmen

Im Jahr 2001 wurde die Hightech-Zone am Ostsee in Wuhan offiziell zum „Optiktal Chinas“ ernannt. Bereits im Jahr 2000 hatte die Regierung von Wuhan 14 klare und messbare Fördermaßnahmen für das Optiktal ins Leben gerufen. Diese umfassen im Wesentlichen folgende Aspekte:

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