中国联通5G创新中心总监:5G将从多方面改变生活生产方式

中新网成都6月13日电 (岳依桐
起钰婷)“5G将给我们的生活带来新的体验,为工业带来新的生产方式,为城市带来新的治理模式。”13日,中国联通5G创新中心总监唐纪在四川成都表示,5G通信技术就像一台新的发动机,将其与云计算、人工智能等技术相结合,能够为各行业赋能,从而实现更好的发展。

从全球视角来看,目前5G无论是在技术、标准、产业生态还是网络部署等方面都取得了阶段性的成果,5G落地的最后一环——应用场景正逐渐在各行各业实现。5G应用落地有哪些规律?哪些应用最先走向成熟?本报告立足ITU定义的三大应用场景,并结合当前5G应用的实际情况和未来发展趋势,主要研究VR/AR、超高清视频、车联网等十大应用场景,并给出各个场景的融合应用时间表。

5G将以万亿级美元的投资拉动十万亿级美元的下游行业经济价值,并带来商业模式的演进或重塑

5G以更快的传输速度、超低的时延、更低功耗及海量连接开启万物互联新时代,催生和推动各行各业的数字化发展;在交通、能
源、制造、教育、医疗、消费、休闲娱乐等行业带来新的参与者,促进传统商业模式演进、甚至是颠覆性的重塑,实现巨大的经济价值。

当日,以“科创引领
智驱未来”为主题的独角兽企业论坛在蓉举行,国家相关部委领导、商业领袖、知名专家学者、科创行业代表等齐聚一堂,聚焦新一代人工智能、大数据、5G应用、芯片研发等高新技术,共同探讨了新时代如何将科技创新作为重要战略抓手,发挥核心技术引领作用,与经济社会发展深度融合,推动科技跨越发展、产业优化升级、生产力整体跃升等话题。

前言

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圆桌论坛。 起钰婷 摄

5G是第五代移动通信技术的简称,作为4G通信技术的延伸,将在全社会数字化转型进程中担负着不可替代的重要使命。5G时代,“人”与“人”、“人”与“物”和“物”与“物”之间原有的互联互通界线将被打破,所有的“人”和“物”都将存在于一个有机的数字生态系统里,数据或者信息将通过最优化的方式进行传递。从全球视角来看,目前5G无论是在技术、标准、产业生态还是网络部署等方面都取得了阶段性的成果,5G落地的最后一环——应用场景正逐渐成为业界关注的焦点。

行业应用及其商业模式的演进或重塑并非单一技术所能实现,而需要5G与其他多项技术合力完成

除了5G网络设施的支持,行业应用的演进或重塑还需要依靠人工智能、边缘计算、视觉技术、传感技术等多项基础技术及无人
机、虚拟现实技术/增强现实技术、控制系统、监控系统等垂直行业解决方案一起合力完成。5G确保了各种技术所驱动的应用能够
有机高效地整合在一起,发挥更加完整且智能化的作用

唐纪表示,5G高带宽、低延时的特性,能够让VR/AR更加真实,从低速移动场景转向高速移动场景,通过优化娱乐、社区活动、医疗、教育等方面的体验来提升人们的生活质量。尤其是“5G+远程医疗”,可以解决优质医疗资源分布不均的问题。

5G性能指标和关键技术

5G网络部署将围绕行业应用场景、由应用驱动。中短期5G将在增强移动宽带类应用场景优先落地

5G网络部署投资高、标准未最终完善,预计电信运营商将围绕应用场景需求采取更加长期、灵活的部署方式,增强移动宽带类的
应用场景将优先落地在高用户密度的区域;相应的,5G网络将在总体技术相对成熟、经济价值大的下游应用场景优先落地,随着
时间的推移,更多的技术壁垒将被打破,5G赋能下游应用带来的经济价值也将在更多场景凸显

唐纪还指出,通过“5G+工业互联网应用场景”,5G将带来新的工业生产方式,具体可以体现在工业物流机器人、AGV调度、工业产线机器视觉、AR辅助操作等方面。其中,通过“5G+高精度定位”的技术,能够为工业产品、工业设备等进行高精准位置追踪。

相较于4G,在传输速率方面,5G峰值速率为10-20Gbps,提升了10-20倍,用户体验速率将达到0.1Gbps-1Gbps,提升了10-100倍;流量密度方面,5G目标值为10Tbs/km2,提升了100倍;网络能效方面,5G提升了100倍;可连接数密度方面,5G每平方公里可联网设备的数量高达100万个,提升了10倍;频谱效率方面,5G相对于4G提升了3-5倍;端到端时延方面,5G将达到1ms级,提升了10倍;移动性方面,5G支持时速高达
500km/h 的通信环境,提升了1.43倍。具体指标对比如表1-1所示。

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“值得一提的是,无人机现在已经被广泛应用,涉及运输物流、农业植保、安防设备巡检等方面。”唐纪说,在此背景下,5G结合无人机、机器人、穿戴设备以及其他视频监控设备,能够提升一个城市多维安防的水平,升级城市安全体系。在车联网方面,5G将被运用于自动化驾驶、编队行驶,还能借助交通大数据互联网,协同提升交通指挥效率。(完)

表1-1 5G与4G关键性能指标对比

5G市场受到了资本市场的关注,当前投资热点集中在基础技术及下游应用、标的公司偏小型化

除了产业链的相关企业积极投资5G生态圈外,风险股权和私募股权投资基金积极参与,当前以人工智能、大数据、视觉技术等基
础技术、智慧出行和智慧医疗等下游应用场景为投资热点。由于行业尚处于发展的早期阶段,以风险投资基金对中小型初创公司的
投资最为活跃。

责任编辑:刘迅

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为了达到性能指标的要求,5G将综合运用大规模多天线技术(Massive
MIMO)、新型多址、新型信息编码、毫米波通信、超密集组网、D2D等关键技术。除此之外,5G还将引入全新的构架解决方案——允许在通用物理信息基础设施上创建一组逻辑上独立的网络,称之为“网络切片”。网络切片可以根据垂直行业的业务需求量身定制,使5G能够真正成为全社会共用的新一代信息基础设施。

5G场景化

本报告研究的5G十大应用场景

5G网络及技术应用下,出行、电网管理、公共安全医疗、教育、文娱消费及智慧家居等多个角度实现智慧化管理和运行,
多个生活场景优化人们的生活,推动城市可持续发展 ,

ITU 定义了 5G
三大应用场景:增强型移动宽带、海量机器类通信及低时延高可靠通信,如图1所示。eMBB
场景主要提升以“人”为中心的娱乐、社交等个人消费业务的通信体验,适用于高速率、大带宽的移动宽带业务。mMTC
和uRLLC 则主要面向物物连接的应用场景,其中eMTC
主要满足海量物联的通信需求,面向以传感和数据采集为目标的应用场景;uRLLC
则基于其低时延和高可靠的特点,主要面向垂直行业的特殊应用需求。本报告立足ITU定义的三大应用场景,并结合当前5G应用的实际情况和未来发展趋势,主要研究VR/AR、超高清视频、车联网、联网无人机、远程医疗、智慧电力、智能工厂、智能安防、个人AI助理以及智慧园区等十大应用场景。

智能电网

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远程操作:
在高危的电力施工现场,5G连接远程控制设备与高清摄像头高效连接,实现远程维护与操作。

图1-1 ITU定义的5G三大应用场景

精准负荷控制:
根据用电终端负荷信息实时反馈进行电力切片,精准地控制不同用电需求,实现高效和错峰用电。

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智能配电:
配电线路及设备的数据连接,实现运行状态检测、故障诊断、定位等,恢复非故障区正常供电。

图1-2 5G十大融合应用场景

并网优化:
5G低延迟地将海量的分布式新能源发电参数及时传输至控制主站进行整合以完善并网系统。

5G产业影响力及商业模式分析

智慧安防

5G产业链全景图

超清安防监控:
结合人脸识别等技术,通过安防摄像头实时传输超清视频,对潜在危险任务与行为进行提前识别。

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无人机安防巡检:
巡检无人机实时传输数据至云端,辅助侦察。同时,对火灾等紧急情况进行巡检,做出实时预警。

图2-1 5G产业链全景图

智慧出行

5G对相关产业的影响

高铁通讯娱乐: 时速达350千米/时,借助5G的高速率传输,实现高效通讯和娱乐

1、核心产业

导航AR辅助:
通过5G高效率通讯,为驾驶员提供AR辅助的实时路况精确导航,减少导航误判。

5G所具有的高速率、广覆盖、低时延特性,为经济社会各行各业数字化智能化转型提供了技术前提和基础平台。依托技术领先、产业先发和市场庞大等优势,5G的快速发展将带动移动通信产业取得突破性进展。由于5G高速率大带宽的要求,需要优先进行骨干网升级,将明显驱动光模块、光纤光缆等通信设备产业优先发展,预计2021年光模块产业规模将达到140亿元,光纤光缆产业规模将达到500亿元。由于5G频段提升,5G基站数量会大幅增加,预计宏基站2021年将建成50万个,微基站将突破150万个,这将进一步带动射频等通信设备产业爆发式增长,预计产业规模将达到860亿元。综合分析预计5G核心产业规模将在2025年达到1万亿元。

智能交通规划:
根据统计车流量来调节红绿灯的时间;对出入口进行规划,道路疏导,提前拥堵预警等。

2、相关产业

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5G和大数据、人工智能等新一代IT技术结合,催生多种新应用、新产品和新商业模式,推动VR/AR、超高清视频、车联网、联网无人机等产业升级,极大地满足了消费领域的多样化、高层次需求。预计在5G带动相关垂直行业市场规模将在2025年达到3万亿元。

车辆编排行驶:
根据第一辆车低延迟高可靠的传输信息至后面的车队,在高速公路,隧道港口等,实现多任务并行。

虚拟现实/增强现实:融合5G的VR/AR产业将进一步充分渗透互动娱乐、智能制造、医疗健康、教育商业等相关产业,推动其产生全新模式的变革。预计到2025年,全球VR/AR应用市场规模将达到3000亿元,其中我国市场将占超过35%。

远程驾驶:
根据道路高清摄像头低延迟地传回实时图像来进行室内远程驾驶,可提供自由度更高的出行服务。

超高清视频:随着网络速率的提升、应用终端的逐步完善,移动互联网和产业互联网也将向超高清视频能力快速演进。预计2025年,在5G的带动下超高清视频应用市场规模将达到约1.75万亿元。

自动驾驶:
5G的低延迟高可靠可支持全部形式的车对万物的连接,实现车辆自动驾驶。

车联网:随着5G技术与汽车工业的结合,汽车生产商如比亚迪、长安汽车、广汽集团、上汽集团等积极布局智能网联汽车的生产。而运营商、设备商(如中国联通、百度、中兴等)则通过与自动驾驶垂直领域合作伙伴(如清华、大唐、福特、一汽等)的联合创新来构建协同化汽车驾驶生态系统。预计到2025年,我国5G联网汽车将达到1000万辆,市场规模将达到约5000亿元。

智 能 家 居

联网无人机:成熟的5G技术将增强无人机制造、各类传感器、无人机运营企业的产品和服务,同时拓展5G电信运营商、云服务商的业务范围。预计到2025年,小型无人机软件、硬件、应用和服务等市场规模将达到约2000亿元。

家居互联:
5G能够实现更多的居家设备互联,并且提升设备间的响应速度,在4G的基础上实现更加智能化自动
化的互联,如通过感知室内温度,自动开关空调,结合室内光线设定开关窗帘等。

商业模式

文 化 娱 乐

1、基于流量的商业模式

沉浸式网络游戏:
实现身临其境的参与网络游戏中人物的扮演,减少游戏的延迟度。

5G早期最先成熟的是增强移动宽带应用场景,该场景主要面向个人消费者,该场景下流量经营仍然是运营商的主要商业模式。5G时代,运营商需要加快用户分级的智能管道升级,实现差异化的流量收费模式。

沉浸式教学: 实现远程互动教学与体验式的教学场景。

2、基于连接的商业模式

赛事360度 全景直播 实现大型体育,文化赛事的360度全景高清直播。

对于大连接场景,连接是基本收入来源。该场景下,可以单独提供连接,也可能包括一些终端设备和模组,运营商可以按照物联网设备采用卡用户收益等方式收费。

虚拟购物中心: 实现在任何时间地点的远程购物及试衣等。

3、基于网络切片的商业模式

智 慧 医 疗

5G时代,运营商能够根据不同垂直行业和特定区域定制化网络切片以支撑相应的业务开展。对于垂直行业用户。可以直接向运营商购买网络切片,一般采用按年计费的方式

移动医疗设备的数据互联:
支持实时传输大量人体健康数据,协助医疗机构对非住院穿戴者实现不间断身体监测;
同时,也可通
过医疗平台,对医院所有设备,如医疗监护仪,便携式监护仪等进行数据的统一传输。

4、基于完整解决方案的的商业模式

远程手术示教:
通过对手术画面和医疗画面等进行远程直播,结合AR,帮助基层医生实现手术环节的异地实习。

对于某些垂直行业,如制造业,当前制造业企业面临数字化、网络化和智能化转型的挑战。运营商可以依托5G服务提供商的优势,为工业企业提供包括工厂内外连接、设备终端数字化改造、平台层一整套解决方案,按年度收取服务费。相较于前几种模式,该商业模式的附加值更高,但运营商在垂直行业的专业对手更多,竞争也更加激烈。

超级救护车:
对超高清视频和智能医疗设备数据的传输,协助在院医生提前掌握车上病人的病情。

细分应用场景

高阶远程会诊:
通过传输的高清视频与力量感知与反馈设备结合,为医生提供更真实的病况,为病人提供高阶会诊。

VR/AR

远程遥控手术:
医生通过5G网络传输的实时信息,结合VR和触觉感知系统,远程操作机器人,实现远程手术。

1、应用场景概述

展望2022年,5G网络支持下AR/VR、机器人、无人机和人脸识别等应用,将构建智能化、数字化冬奥

对于冬奥,5G网络的部署,使得现场的观众能够通过刷脸进入会场并得到安全保护,通过AR设备体验园区的导览和赛事解说,场
外的观众通过VR设备感受身临其境的比赛氛围。此外,后奥运时代,大数据的采集和分析将对未来运动赛事的举办提供重要参考。

VR/AR是近眼现实、感知交互、渲染处理、网络传输和内容制作等新一代信息技术相互融合的产物,新形势下高质量VR/AR业务对带宽、时延要求逐渐提升,速率从25Mbps逐步提高到3.5Gbps,时延从30ms降低到5ms以下。伴随大量数据和计算密集型任务转移到云端,未来“Cloud
VR+”将成为VR/AR与5G融合创新的典型范例。凭借5G超宽带高速传输能力,可以解决VR/AR渲染能力不足、互动体验不强和终端移动性差等痛点问题,推动媒体行业转型升级,在文化宣传、社交娱乐、教育科普等大众和行业领域培育5G的第一波“杀手级”应用。

表3-1 VR/AR业务指标要求

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图3-1 5G+VR/AR融合应用场景示意图

2、5G融合应用时间表

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图3-2 5G+VR/AR融合应用时间表

3、应用案例

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图3-3 5G+VR/AR融合应用案例

威尔文教“VR超感教室”:2019年北京教育装备展上,北京威尔文教科技有限责任公司展示了“VR超感教室”。威尔文教将基于“5G+云计算+VR”,打造便捷高效的端到端云计算平台,构建VR智能教学生态系统。

华为视频VR版:华为在上海发布了全球首款基于云的
VR连接服务,同时计划在今年下半年会发布一款颠覆性的VR终端。通过智终端、宽管道、云应用的5G典型业务模式,Cloud
VR将成为5G元年最重要的eMBB业务之一。

江西5G+VR春节联欢晚会:2019年江西省春节联欢晚会首次采用5G+8K+VR进行录制播出。现场观众可以通过手机、PC以及VR头显等多种方式体验观看,尤其是VR头显用户可以体验沉浸式观看。

超高清视频

1、应用场景概述

作为继数字化、高清化媒体之后的新一代革新技术,超高清视频被业界认为将是5G
网络最早实现商用的核心场景之一。超高清视频的典型特征就是大数据、高速率,按照产业主流标准,4K、8K视频传输速率至少为12-40Mbps、48-160
Mbps,4G网络己无法完全满足其网络流量、存储空间和回传时延等技术指标要求,5G网络良好的承载力成为解决该场景需求的有效手段。当前4K/8K
超高清视频与5G技术结合的场景不断出现,广泛应用于大型赛事/活动/事件直播、视频监控、商业性远程现场实时展示等领域,成为市场前景广阔的基础应用。

表3-2 超高清视频应用场景指标参数

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图3-4 5G+超高清视频直播场景示意图

2、5G融合应用时间表

图3-5 5G+超高清融合应用时间表

3、应用案例

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