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北極星輸配電網訊:5G建設蓄勢待發(fā)，預計 2020 年開啟大規(guī)?；窘ㄔO。隨著 5G 商用牌照的發(fā)放，各大運營商已經開始加緊部署 5G 基站。目前國內三大運營商已經明確 19 年 5G 投資預算，共計達到 410 億元，中國移動、中國聯(lián)通和中國電信的預算分別為 240/80/90 億元。中國移動計劃今年新建 5G 基站 5 萬個，在全國超過 50 個城市實現 5G 商用，并在 2020 年 將 5G 網絡覆蓋范圍進一步擴大；中國聯(lián)通和中國電信可能會在部分地區(qū)采取共建 5G 網絡的方式， 以降低單個運營商的投資成本。5G 建設有望在明年進入規(guī)模化建設周期，根據三大運營商的規(guī)劃， 5G 基站部署將在東部沿海地區(qū)和華中地區(qū)首先展開，并向西擴展，逐漸實現全國覆蓋。

5G 建設按照產業(yè)鏈可以劃分為基站系統(tǒng)、網絡架構、終端設備和應用場景四個部分。預計 2019-2025 年將是 5G 建設的主建設期，其中基站建設作為 5G 網絡的基礎，相比于網絡架構、應用場景等部分， 將是最早開始建設并完工的部分。19 年三大運營商預計將建設超過 10 萬個 5G 宏站，并且已經在 北京、上海等多個城市實現了成功試商用，預計 2020 年全國將新建 5G 宏站 70-100 萬個，正式開 啟基站建設高峰；我們判斷宏站建設的高峰時間為 2020-2023 年，小微基站和室內站點的建設將會 持續(xù)至 2025 年。

基站數量大幅增長，投資規(guī)模有望過萬億

根據中國聯(lián)通發(fā)布的《中國聯(lián)通 5G 基站設備技術白皮書》，5G 通信系統(tǒng)設計指標與 4G 網絡相比， 各項性能指標大幅提升，5G 基站設備單站處理能力相比 4G 基站設備提升了幾十倍至上百倍。與之 相對應，5G 基站設備的功耗將大幅提升，現有的機房電源和配電設施將無法滿足新增 5G BBU 和 AAU 設備的供電需求，對供電設備包括交流配電箱、斷路器、電源切換裝置、浪涌保護器等均需要 進行新建或者改造。此外，由于 5G 系統(tǒng)設計目標很高，為了滿足各類超高帶寬、超低延時的業(yè)務 需求，5G 基站數量相比 4G 需要大幅增加，使得投資規(guī)模進一步擴大。

根據目前中國移動和中國聯(lián) 通公布的建設方案，在未來較長時期內，將是 5G 和 4G 兩張網并存，協(xié)同運行，滿足用戶對數據 業(yè)務和語音業(yè)務的需求；這也就意味著，5G 基站的低壓配電系統(tǒng)將主要依賴于新建，現有的 4G 基 站由于市電引入容量不足和配電回路低壓電器規(guī)格較小等原因，無法同時向 5G 設備負載供電。

截至 19 年上半年，三大運營商在全國共建成了 4G 宏基站 437 萬個，其中中國移動占比約一半，根 據 4G 建設主周期 2014-2017 年間三大運營商的無線網絡資本支出進行測算，在 4G 建設周期運營 商累計的無線網絡建設支出為 6568 億元，考慮到期間仍有部分 2G、3G 網絡的補盲和加強覆蓋等 工程，保守估計其中 85%的資本開支為與 4G 網絡建設相關，則主建設期間的投資達到了 5583 億 元；根據賽迪顧問的預測，5G 建設的投資預計將會超過一萬億元，是 4G 投資的兩倍。

目前 4G LTE 的主要頻段是 1.8GHz~1.9GHz 和 2.3GHz~2.6GHz，而 5G NR 的主要頻段是 3.4 GHz~3.6 GHz 和 4.7 GHz~4.9 GHz，電磁波頻率越高，傳播損耗越大，使得在相同情況下 5G 基站 的覆蓋半徑將小于 4G 基站，因此相比 4G 需要更為密集的基站覆蓋?？紤]到 massive MIMO 等新 技術的使用將使得 5G 基站天線的增益顯著增強，我們預計 5G 宏基站數量將是 4G 基站的 1.1-1.5 倍左右，取中值進行計算則 5G 宏基站數量將達到 568 萬個。此外，為了滿足下游各類低延時、高 帶寬應用的需求，還需要數量眾多的小微基站配合，預計小微基站的數量將超過 900 萬個。因此， 在整個 5G建設時期，預計共計將建設超過 1400萬個基站， 19 年的 5G基站規(guī)劃數量僅占 1%左右。

對于 5G 基站建設而言，無論是設備功率大幅提高的宏基站，還是數量眾多的小微基站，均需要低 壓配電系統(tǒng)進行供電。從目前三大運營商的規(guī)劃來看，由于未來較長時間內將是 4G+5G 兩張網并 存運行，使得基站配電系統(tǒng)將主要來自于新建，而不是在現有 4G 基站供電系統(tǒng)重復利用，這也就 意味著在 5G 基站主建設期，將帶來超過百億的低壓電器增量需求。

百億低壓電器增量需求來臨，國產品牌大有可為

單站功率提升+宏站數量增加，5G 建設新增百億低壓電器需求

通信基站的供電系統(tǒng)是由市電引入，通過交流配電箱、開關電源轉換為48V直流后連接到基站設備?；驹O備通過饋線/光纖連接到鐵塔上的天線。此外，在絕大部分基站中還配有移動/固定式小型柴油 發(fā)電機組作為備用電源，作為市電中斷時的應急供電，為此需要配置額外的雙電源自動轉換開關。 基站設備的內部結構主要包含：BBU、射頻（RF）單元、功率放大器（PA）、主電源、天線接口、 散熱系統(tǒng)等，其中 BBU 包含控制單元、傳輸單元和基帶處理單元等，主要負責信號濾波、OFDM、 調制解調、頻域處理（符號映射/解映射和 MIMO 均衡等）、CPRI、DPD（數字預失真處理）等功能。 根據以上結構我們將基站功耗分為三大類型：傳輸功耗、計算功耗和額外功耗。

對于傳統(tǒng) 2G/3G/4G 基站，由于基站的計算能力較小，通常傳輸功耗大于計算功耗，也就是說 BBU 功耗小于 PA 和 RF 部分功耗，因此傳統(tǒng)基站提升能效的辦法主要集中在減少傳輸功耗，例如在閑時 關閉部分載頻和射頻部分來實現節(jié)能減排。

在 5G 通信中，盡管單位流量的功耗大幅降低，但由于 5G 的流量遠遠大于 4G，5G 設備功耗相比 4G 大幅增長。密集分布的小/微基站和 Massive MIMO 天線是 5G 基站區(qū)別于 4G 基站的兩大主要特 征：一方面，Massive MIMO 本身是以更高的計算成本為代價降低傳輸功耗；而小基站覆蓋范圍小， PA 更低，也意味著傳輸功耗更低；另一方面，由于 5G 傳輸速率將成倍提升，5G 基站將處理海量 數據，且隨著 5G 業(yè)務的不斷發(fā)展，5G BBU 的計算功耗將逐漸上升。因此，在 5G 時代，基站的計 算功耗將大幅提升，超過傳輸功耗。

我們預計，5G 基站的計算功耗將隨著帶寬的增加而不斷上升，還將隨著 Massive MIMO 天線數量增 加而不斷上升，例如 64T64R AAU 最大功耗將會達到 1000~1600W，BBU 最大功耗將達到 2000W 左右。此外，一站多頻將是典型配置，而一站多頻將導致整站最大功耗超過 11kW，考慮到同一基站 中通常會放置兩個或者三個運營商的設備，則交流配電箱的負載將會達到 25-35kW，遠超 4G 時代 10-15kW 的負載功率。即使是在 5G 部署早期，不考慮毫米波頻段，采用小于 6GHz 頻段與 2/3/4G 基站共站部署，5G 單站功耗也將倍增，帶來大量對低壓電器的需求。

根據中國通信協(xié)會對 5G 基站供電及制冷技術的研究，典型 5G 宏站的單頻配電至少需要 2 路 100A 市電輸入。現有 4G 基站中 63A 和 100A 的市電引入均有采用，并以 63A 規(guī)格居多；因此，現有基 站交流配電箱無法滿足 5G 設備供電的需求，需要擴容或者新建。無論是采用哪種方案，對于交流 配電箱中主回路斷路器、自動轉換開關的需求量是基本一致的，僅在空調、照明等環(huán)控負載回路上 所需配置的斷路器規(guī)格和數量上有所區(qū)別。考慮到 5G 設備熱耗的大幅增加，實際機房制冷負載功 率可能顯著提升，也會增加在負載端對低壓電器的需求。

參考 4G 建設時期三大運營商的基站用交流配電箱招標文件，我們對 5G 宏基站單站交流配電部分的 低壓電器用量進行了測算。考慮到部分 5G 站點會和 4G 基站共用機房，現有制冷、照明等環(huán)控設備 僅需擴容而不是完全新建，出于審慎原則，我們在測算中未考慮 5G 設備熱耗大幅增加導致的制冷 設備功率提升等因素， 僅考慮了由于 5G通信設備功耗提升帶來的主回路斷路器等器件規(guī)格的增加。

根據我們在前文對 5G 宏站數量的預測，預計總計將建成宏站 568 萬個。根據中國鐵塔《基站通信 電源系統(tǒng)配置指導意見》，在城區(qū)、郊縣區(qū)域基站建議采用蓄電池組+移動發(fā)電機組作為后備電源； 農村基站根據安裝條件選擇蓄電池組+移動發(fā)電機組或固定發(fā)電機組；固定發(fā)電機組應設置市電/油 機自動轉換開關，移動發(fā)電機組可設置手動轉換開關。因此，我們按照 30%的宏站配有電源切換箱， 其余宏站僅設置交流配電箱和浪涌保護器進行計算，則總市場規(guī)模為：4979*70%*568 萬 +11126*30%*568 萬=388 億元。我們預計 5G 基站建設主建設期為 5 年，并在 2020 年正式進入建 設高峰，則每年新增低壓電器需求 70-80 億元。

目前室外宏基站建設中，三大運營商主要負責傳輸設備、無線主設備及其饋線系統(tǒng)、以及傳輸設備 和無線主設備的電源連接；中國鐵塔則負責機房及附屬設施、市電引入、機房配套、鐵塔及天面配 套。室內小微站點建設中，三大運營商主要負責傳輸設備、傳輸配套設備配套無線主設備，以及無 線設備至路由器端口的連接配套傳輸設備及無線主設備的電源連接；中國鐵塔則負責電源系統(tǒng)、接 地系統(tǒng)、空調系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)等。從工信部和國資委對鐵塔公司與運營商的分工來看，交流配電箱 將主要由中國鐵塔作為項目業(yè)主方進行招標，在基站實際建設過程中，我們發(fā)現鐵塔公司和三大運 營商在近幾年均有基站用交流配電箱的招標情況。

隨著本次中美貿易爭端的持續(xù)，在政府主導的投資項目和基礎設施建設中，對產品安全可靠的需求 愈發(fā)強烈，國產品牌在此方面的優(yōu)勢明顯?？紤]到 5G 基站是未來無線通信網絡的關鍵基礎設施， 我們預計在交流配電環(huán)節(jié)鐵塔公司和三大運營商在同等條件下采用國產中高端品牌的傾向將遠強于 4G 建設時期。此外，從目前低壓電器產品的市場價格來看，在相同技術參數下，國產品牌的價格只有外資標桿施耐德價格的 70%左右；根據賽迪顧問等第三方咨詢機構的測算，5G 建設總投資將會 超過一萬億元，對于運營商來說有較大的資本支出壓力，我們認為，具備明顯性價比優(yōu)勢的國產低 壓電器品牌將會在本輪建設期占據大部分的市場份額。

原標題:5G基站建設開啟，百億低壓電器需求爆發(fā)

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