您當前的位置:首頁 > 歷史

中國5G現狀及十大應用領域分析

作者:由 niuxiongyiti 發表于 歷史時間:2020-03-31

中國5G現狀及十大應用領域分析

中國5G現狀及十大應用領域分析

組織的發起方是官方,參與評估的企業有

移動

電信

聯通

三大運營商,有

華為大唐中興

基建裝置商,以及

OPPOvivo

等終端裝置商,5G產業鏈全部參與。

《5G應用創新發展白皮書》專題導讀

5G融合應用發展態勢

全球5G應用整體處於初期階段。根據中國資訊通訊研究院監測,截至9月30日,全球135家運營商共進行或即將進行的應用試驗達到391項。AR/VR、超高畫質影片傳輸(4K或8K)、固定無線接入是試驗最多的三類應用。在行業應用中,車聯網、物聯網、工業網際網路受到廣泛關注。整體來看,全球5G應用整體處於初期階段,主要應用場景是增強型移動寬頻業務,行業融合應用仍在驗證和示範中。

美國家庭寬頻成為最受關注的5G應用之一。美國四大移動運營商全部商用5G,在若干個重點城市推進服務,覆蓋城市重合度高,相繼推出5G固定無線接入的服務;在工業網際網路方面,AT&T正在探索基於4K影片的安全監測、AR/VR員工培訓及定位服務;與此同時,美國也在嘗試5G與VR/AR用於醫療領域,幫助臨終患者減少慢性疼痛和焦慮等。FCC透過採取一些舉措促進5G技術向精準農業、遠端醫療、智慧交通等方面的創新步伐,如設立204億美元的“鄉村數字機遇基金”等。

韓國出臺5G戰略,引領5G使用者發展。韓國“5G+”戰略選定五項核心服務和十大 “5G+”戰略產業,其中五項核心服務是:沉浸式內容、智慧工廠、無人駕駛汽車、智慧城市、數字健康。在商用進展方面,韓國運營商針對VR、AR、遊戲推出基於5G的內容和平臺活動。截至2019Q3,韓國5G使用者數超過300萬,佔據全球5G商用大部分市場份額。韓國使用者發展速度快主要得益於運營商加速建網,手機高額補貼,內容應用豐富,提速不提價。

歐盟5G應用涵蓋工業網際網路及其他多種應用場景。歐盟於2018年4月成立工業互聯與自動化5G聯盟(5G-ACIA),旨在推動5G在工業生產領域的落地。歐盟5G應用試驗涉及工業、農業、AR/VR、高畫質影片、智慧城市、港口等多場景。英國伍斯特郡5G工廠探索使用5G進行預防性維護、遠端維修指導等應用;德國電信在漢堡港的船舶上安裝了5G感測器以支援實時傳輸行駛軌跡和環境資料,還將交通燈接入5G網路,遠端控制交通流量;俄羅斯運營商MegaFon旨在開發智慧城市、物聯網、VR/AR等5G應用試點專案。

我國搭建5G應用產業創新平臺

我國舉辦5G應用大賽,培育5G應用生態。工業和資訊化部連續兩年舉辦“綻放杯”5G應用徵集大賽,孵化一批5G特色應用。2018年成功舉辦首屆大賽,共收到參賽專案330多個,參與單位189家,涵蓋基礎運營企業、網際網路企業、科研院所等產業界各方力量,併發布了《“綻放杯”5G應用徵集大賽白皮書》,得到了業界的廣泛關注和支援;2019年1月啟動了第二屆“綻放杯”5G應用徵集大賽,陸續舉辦了浙江、上海、江蘇、四川和廣東等區域賽事,以及智慧城市、智慧生活、智慧工業、智慧醫療、智媒技術、雲應用、車聯網和VR/AR八個專題賽,共收到參賽專案3731個,專案數量是2018年的10倍,參與單位超過1000家,覆蓋了26個省(區、市)。2019年6月21日,在工業和資訊化部指導下,中國資訊通訊研究院牽頭成立了5G應用產業方陣,立足於搭建5G應用的融合創新平臺,解決共性技術產業問題,形成5G應用產業鏈協同,實現5G應用的孵化與推廣,促進5G應用蓬勃發展。

全國各省市紛紛佈局5G,5G應用成為關注重點。北京、浙江、重慶、江西等地方政府積極出臺5G指導檔案,強化政策保障。據統計,截至2019年9月底,我國各省市共出臺5G政策檔案累計40餘個。包括髮展規劃、行動計劃、實施方案、基站規劃建設支援政策等,積極推進5G網路建設、應用示範和產業發展。相比於2018年5G政策側重產業發展和網路建設,2019年出臺的政策將5G應用發展作為重點。

此外,各地紛紛成立5G有關產業聯盟和研究機構,為5G發展搭建合作平臺和創新平臺,截至2019年9月底,我國共成立省市級5G聯盟累計50餘個。

我國電信運營企業在重點城市、典型領域開展應用示範。中國移動成立了5G聯合創新中心,匯聚400餘家成員單位,其“5G+”計劃提出面向工業、農業等14個重點行業進行5G應用開發,面向大眾重點開發5G超高畫質影片、5G快遊戲等應用;中國聯通網路研究院設立了5G創新中心,下設新媒體、智慧製造、智慧網聯、智慧醫療、智慧教育、智慧城市等10個行業中心,並編制六大行業5G工作指引。

中國電信積極開展5G+雲創新業務、5G+行業應用和5G+工業網際網路三方面5G示範應用,包括智慧警務、智慧交通、智慧生態、智慧黨建、媒體直播、智慧醫療等共10大行業。

5G融合應用為經濟發展注入新活力

作為通用網路技術,5G將全面構築經濟社會數字化轉型的關鍵基礎設施, 5G與垂直行業的融合應用將孕育新興資訊產品和服務,改變人們的生活方式,促進資訊消費,並逐步滲透到經濟社會各行業各領域,重塑傳統產業發展模式,並拓展創新創業空間。

一是5G應用能夠顯著促進資訊消費。5G將實現人與人、人與物、物與物的廣泛連線,不僅直接推動5G手機、智慧家居、可穿戴裝置等產品消費,還可培育諸如超高畫質影片、下一代社交網路、VR/AR浸入式遊戲等新型服務消費。根據中國資訊通訊研究院測算,預計2020到2025年,帶動新型資訊產品和服務消費超過8萬億元。

二是5G應用能夠有效帶動產業發展。5G與雲計算、大資料、人工智慧等技術深度融合,將支撐傳統產業研發設計、生產製造、管理服務等生產流程的全面深刻變革,助力傳統產業最佳化結構、提質增效。透過產業間的關聯效應和波及效應,將放大5G對經濟社會發展的貢獻,帶動國民經濟各行業、各領域實現高質量發展。預計2020-2025年期間,我國5G商用間接拉動的經濟總產出約24。8萬億元,間接帶動的經濟增加值達8。4萬億元。

三是5G應用將拓展創新創業新空間。5G促進應用場景從個人消費領域拓展至行業生產服務領域,除帶動資訊產業就業機會以外,還將創造大量具有高知識含量的就業機會,比如,5G將催生工業資料分析、智慧演算法開發、行業應用解決方案等新型資訊服務崗位,並培育基於線上平臺的靈活就業模式。據測算,到2025年,5G將直接創造就業崗位超過300萬個。

5G融合應用逐漸構建“3+4+X”體系

5G融合應用體系包括3大應用方向、4大通用應用和X類行業應用。隨著商用程序全面開啟和網路建設加速推進,5G與垂直行業的融合應用成為未來發展的關鍵所在。2019年我國5G應用在廣度、深度、技術的創新性等方面都有一定的進步。各地方各行業5G創新應用百花齊放,一些應用逐漸從單一化業務探索、試點示範階段進入體系化應用場景、複製推廣階段。從應用方向上看,5G應用包括產業數字化、智慧化生活、數字化治理三大方向;5G通用應用(即未來可能應用於各行業各種5G場景的應用)包括4K/8K超高畫質影片、VR/AR、無人機/車/船、機器人四大類;5G應用到工業、醫療、教育、安防等領域,還將產生X類創新型行業應用。

中國5G現狀及十大應用領域分析

5G融合應用體系包括產業數字化、智慧化生活、數字化治理三大方向。一是智慧化生活方面,5G不僅支援4K/8K超高畫質影片、VR/AR、雲遊戲等文體娛樂業務,提供“不卡不頓不轉圈”的觀影體驗和“身臨其境”的沉浸式體驗,還帶來智慧家居、雲桌面等新的生活工作方式;二是在數字化治理方面,5G透過給城市管理、照明、抄表、停車、公共安全與應急處置等行業帶來新型智慧應用,提升社會治理能力和效率;三是在產業數字化方面,5G與工業、醫療、交通、金融、教育等行業融合發展,融入到研發、生產、管理、服務等環節,可滿足人、物、機器等各要素之間全連線,實現泛在深度互聯和個性化定製,透過重塑傳統產業發展模式,使行業變得更加數字化、網路化、智慧化。

5G融合應用體系包括4K/8K超高畫質影片、VR/AR、無人機/車/船、機器人四大類通用應用。在能力增強方面,5G可支援未來影片影象解析度向4K/8K演進,推動影片採編傳播等多環節變革;5G雲VR/AR藉助雲端渲染能力,在降低對終端硬體要求的同時提升沉浸體驗;5G為網聯無人機/車/船賦予實時超高畫質圖傳、遠端低時延控制、永遠線上等重要能力,提升執行效率;5G+機器人云端大腦透過共享計算、儲存、資料和智慧,可降低成本,助力機器人規模化部署。從應用範圍來看,該四類應用正逐步成為各個行業應用的重要元件,如4K/8K超高畫質影片廣泛應用於賽事直播、工業檢測、遠端醫療會診、安防等領域,VR/AR支援遊戲、教育、培訓、影視、金融、醫療等領域創新型應用,無人機/車/船、機器人擴大了工業、交通、醫療、環保、安防、物流等行業的服務範圍,提高了智慧化水平。

5G融合應用體系包括工業網際網路、醫療健康、智慧電網、智慧金融、智慧城市等X類創新型應用。一是5G應用與各個領域融合都將產生新的應用場景,包括支援5G遠端工業控制、質量監測、環境監測等業務,滲透到輸電線路巡檢、變電裝置及環境監測、用電資訊採集等電力各個環節,支援遠端手術、移動查房、應急救援等醫療應用,最佳化和創新現有的金融服務模式及體驗,實現精細化城市管理和移動安防巡檢、生態環境監測等。二是5G將與其他新一代資訊科技深度融合,創造併發揮巨大的價值,由於5G大頻寬和低時延特性,很多業務場景將由本地轉向雲端,資料採集量急劇增長,基於大資料分析和機器學習,將促進人工智慧加速發展,給新產品、新業務、新模式帶來無限想象空間。

十大重點應用領域分析

5G應用評估體系

2019年,我國5G創新應用層出不窮,各行各業都在尋找與5G的結合點,5G應用廣度和深度相比2018年都有顯著增加。與此同時,也存在5G應用產業各方對5G應用理解不統一,對未來發展路徑不明確,缺乏一致的工具來評判具體實踐的問題。本白皮書透過建立5G應用評估指標體系,助力5G應用相關企業瞭解自身應用水平,發現存在的問題,更好的推進5G應用發展。

5G應用評估體系(CMM模型)透過5G能力要求(Capability)、成熟度(Maturity)、市場前景(Market)三個方面對具體應用進行評估,一方面分析不同應用的5G相關性,另一方面評價發展進度和判斷未來發展空間。

中國5G現狀及十大應用領域分析

根據5G應用評估體系(CMM模型),本白皮書篩選出5G十大先鋒應用領域:VR/AR、超高畫質影片、無人機、車聯網、工業網際網路、智慧電網、智慧醫療、智慧教育、智慧金融、智慧城市。針對每個領域,將從5G對行業服務促進作用、5G的應用現狀、面臨的挑戰、未來的發展節奏等四個方面進行描述。

中國5G現狀及十大應用領域分析

為了直觀表示當前階段5G各類應用的發展現狀及前景,本白皮書將透過5G應用成熟度曲線對各行業的5G應用情況進行展示。5G應用成熟度曲線基於發展現狀對子業務成熟度進行判斷,分為探索期、市場啟動期、高速發展期和應用成熟期共四個階段,並預測其市場前景,透過圓的大小表示市場空間的大小。

中國5G現狀及十大應用領域分析

超高畫質影片

1.5G的價值

4G技術無法支撐超高畫質影片傳輸。超高畫質影片解析度要達到4K甚至8K,而且幀率要達到50幀以上,影象取樣位元數提升到10位元,同時影象增加HDR標準,對頻寬的需求在幾十兆到上百兆,而多屏同傳等創新應用的頻寬需求再增加數倍,當前4G網路的平均使用者體驗速率僅為20-30Mbps,已無法滿足要求。在4G通訊時期,超高畫質影片、VR全景影片等大資料量影片主要以硬體儲存本地播放的形式存在,傳播不便捷,使用者數量較少,難以形成大規模產業。5G的大頻寬、低時延特性解決了超高畫質影片等大頻寬業務傳播的技術問題,推動了行業的發展。超高畫質影片應用正成為現階段運營商及5G商用相關方探索的最大亮點,有望成為5G前期部署的主要應用場景和業務拉動的重要驅動力。

5G將全方位賦能超高畫質產業。5G將在影片採集回傳、影片素材雲端製作以及超高畫質影片節目播出三個環節助力超高畫質產業。4K/8K攝像機透過編碼推流裝置,將原始影片流轉換成IP資料流,透過5G CPE或整合5G模組的編碼推流裝置將影片資料轉發給5G基站。在大型活動舉行期間,會產生數以萬計的連線需求,大量的高畫質攝像頭或者終端錄屏的影片傳輸需求,5G網路超高網速、超低時延、超大連線三大特點可以較好承載需求。基於5G模組的編碼推流裝置和攝像機揹包裝置可以為各種影片裝置提供穩定的實時傳輸,同時相比傳統的線纜傳輸更加靈活,不受空間的限制,能滿足更靈活的超高畫質影片回傳需求。5G基站透過核心網,把影片資料傳送到影片播放、儲存及分發端,並透過多種方式發給影片顯示終端。在5G+超高畫質影片直播的基礎上,在超高畫質影片素材到達雲端之後,在雲端部署相應的影片製作軟體,透過桌面應用、H5頁面等方式對影片素材進行雲端的製作,然後再透過5G網路進行內容分發,實現基於5G網路的超高畫質影片製播。

2 。 應用現狀

2018年5G的R15版本標準已經凍結,奠定了面向以超高畫質影片為主的eMBB業務的5G網路商用基礎。在美國,Verizon釋出5G內容運營策略,成為電視及影片內容聚合方,為使用者提供YouTube和Apple TV 4K服務。韓國SKT、KT等運營商基於在平昌冬奧會上的5G試商用,在2018年底正式為使用者提供5G影片類應用,包括同步觀看、互動時間片段、360度虛擬現實直播、全方位視覺等服務。超高畫質影片已成為全球主流電信運營商5G網路商用後的首批目標業務。

目前5G超高畫質已有部分成功行業應用,正加速逼近規模化應用臨界點。隨著5G網路的發展,5G技術下的4K/8K影片正成為未來的廣播電視、大型賽事、演唱會、遠端醫療、安防監控等領域的影片直播標準,已產生部分標杆型案例。

中國5G現狀及十大應用領域分析

3.面臨挑戰

5G+超高畫質產業鏈標準尚未打通。超高畫質影片產業的國內外標準尚未形成完整體系,現有標準主要集中在信源編解碼、顯示終端等領域,通道、介面、安全、應用等相關標準仍處於探討階段。

5G+超高畫質產業發展不均衡。我國產業各環節的發展相對不均衡,終端呈現領域實力較強,顯示面板具備多家全球領先企業,網路傳輸能力也已初步具備,三大運營商相繼推進5G網路建設,但內容製作及部分前端製作環節面臨挑戰較大,國內4K節目儲備較少,且超高畫質攝錄裝置及關鍵元器件由國外廠商主導。雖然重點行業應用已經初現亮點,但各方投入意願有差異,缺乏協同合作,推進步調不一致,放大了產業鏈短板效應。

5G+超高畫質內容供給不足。超高畫質內容製作成本高、裝置投資大、投入產出比不高,且面臨版權保護的風險,內容廠商生產意願不強。且由於廠商在前期推廣8K超高畫質影片時無法從使用者側收取更多超高畫質內容費用,導致在內容製作方面承擔較大資金壓力。

4.發展節奏

4K將首先進入成熟期,5G模組、部分行業應用及8K還需產業鏈持續協同發展。目前,5G超高畫質應用更多集中在現場直播揹包、5G+4K轉播車等節目回傳應用中,現場直播回傳的成熟為使用者提供具有更強烈的震撼感和更深層次沉浸感的觀看體驗。5G+4K終端、雲採編、4K轉播車等技術迎來高速發展期,在未來1-2年將實現規模化應用。超高畫質+醫療、安防等由於受限於裝置技術融合和行業內部規範等限制,4K內窺鏡、4K手術室顯示器、4K監控器等產品仍需等待2-10年的成熟期。5G+8K終端、8K轉播車等尚處於探索期,產業鏈完善及應用普及還有較長時間。

中國5G現狀及十大應用領域分析

VR/AR

1.5G的價值

5G支援更具沉浸感的虛擬現實使用者體驗。參考中國信通院《虛擬(增強)現實白皮書2018》中的分級界定,虛擬現實發展可劃分為初級沉浸、部分沉浸、深度沉浸、完全沉浸階段,更高的發展階段對傳輸頻寬與時延要求更高,既要畫質好,又要互動快,沉浸體驗層次也更高。在畫面質量方面,部分沉浸階段頻寬需求達百兆,而4G使用者速率難以滿足,5G使用者速率是4G十倍以上,能夠支援百兆甚至千兆傳輸。在互動響應方面,使用者頭動到相應畫面完成顯示的時間應控制在20ms以內,以避免因此產生的眩暈感。如果僅依靠終端的本地處理,將導致終端複雜、價格昂貴。相比之下,若將視覺計算放在雲端,能夠顯著降低終端複雜度,但會引入額外的網路傳輸時延。目前4G空口時延在幾十毫秒,難以滿足要求,而5G空口時延僅為1ms,能夠滿足互動響應時延要求。

5G降低虛擬現實終端的使用門檻。使用者體驗與終端成本的平衡是現階段影響VR產業發展的關鍵問題。當前以HTC VIVE等為代表的高品質PC VR裝置,基於本地處理,其配置套裝價格高達數千乃至萬元,制約了VR的普及。5G雲VR透過將VR應用所需的內容處理與計算能力置於雲端,可有效大幅降低終端購置成本與配置使用的繁複程度,保障VR業務的流暢性、沉浸感、無繩化,有望加速推動VR規模化應用。

5G最佳化虛擬現實內容生產環境。內容匱乏是虛擬現實產業發展初期的主要問題,如何儘快縮短這一“有車沒油”的發展階段成為當前要務。在終端本地處理情況下,VR內容需要不斷適配各類不同規格的硬體裝置,而在5G雲VR的架構下,VR內容處理與計算能力駐留在雲端,更易於便捷適配各類差異化的VR硬體裝置。同時,針對高昂的虛擬現實內容製作成本,5G雲VR有助於實施更嚴格的內容版權保護措施,遏制內容盜版,保護VR產業的可持續發展。

2.應用現狀

隨著5G時代到來,我國電信運營商積極開發提升使用者體驗的新型業務應用,5G虛擬現實是主要切入點。中國移動2017年開展了基於邊緣計算和蜂窩網路的雲VR系統研發,中國移動福建公司在2018年開啟全球首個電信運營商雲VR業務“和·雲VR”的試商用,大眾可體驗巨幕影院、VR現場、VR趣播、VR教育、VR遊戲等特色應用。中國聯通將虛擬現實作為5G+影片戰略核心之一,在2019年推出了VR製播產品服務,為全國兩會、江西春晚等一系列重要活動賽事提供VR直播,並正式釋出了中國聯通Cloud VR融合平臺,在山東成立了中國聯通5G VR基地。中國電信立足電信1。5億寬頻使用者基礎,力爭在未來5年將雲VR打造成智慧家庭下一個千萬級業務,在2019年上半年以廣東為試點區域推動雲VR業務落地應用,並在下半年於全國主要城市全面載入VR業務。

5G虛擬現實應用加速向生產與生活領域滲透,湧現出一批新應用與新業態,典型應用有:(1)在文娛賽事方面:5G+VR技術擴充套件了觀眾的觀演空間,實現了與舞臺零距離、360度全景、舞美細節盡收眼底的沉浸體驗。此外,新的技術也豐富了日後藝術創作維度;(2)在教育培訓方面:5G雲化虛擬現實技術構建異地、多人、多端的全息教學場。透過傳統教育中的“教學練”與全息的“人物場”深度結合,打破時空限制,營造虛實相融的教學環境,衍生出豐富多元的教學應用;(3)在醫療健康方面:基於5G的VR/AR可以實現遠端協同手術、高畫質沉浸式手術直播等;(4)在工業製造領域,5G+AR可實現遠端專家操作指導、協同設計等功能,提升生產效率。

中國5G現狀及十大應用領域分析

3.面臨挑戰

一是有待跨越由“展廳觀摩”向“產業落地”演進過程中的發展裂谷。虛擬現實產業鏈條長,涉及技術領域多,部分5G虛擬現實從業者存在以技術方案作為產業趨勢的問題,片面追求單一效能引數,缺少對跨產業鏈條、面向特定場景的虛擬現實應用性技術斷點的識別、拉通,而在當前技術體系初步成形的情況下,虛擬現實單點突破所帶來的研發效能相對有限,面臨可持續發展挑戰。

二是有待打造串聯“端、管、雲”協同集約的產業生態。國外基於谷歌、蘋果、微軟、Facebook等ICT巨頭平臺,眾多中小企業圍繞特定重點領域進行軟硬適配的內容生產,研發並利用各類平臺化開發工具,加速製作流程,提高內容質量,降低開發門檻。我國產業生態處於各自為戰、小而散的發展態勢,存在彼此封閉、煙囪式的發展框架,協同化的產業雁陣尚待成型,集約化的平臺能力尚待提高,差異化、特色化的發展定位尚須明確。

4.發展節奏

預計未來五年,5G雲VR將變得更輕便、更沉浸、更智慧。VR終端將擺脫線纜束縛,同時在重量、外形上會愈發接近人們日常生活所佩戴的眼鏡,未來有望做到100g以下。藉助5G高頻寬、低時延的通訊特性,內容與特定終端解耦加速生態成形,規模化應用試點開始落地。一些依賴硬體效能的視覺計算任務將由使用者側轉移至處理能力更強的雲端完成,進而推動影片畫質與互動性的持續進階,給人們帶來身臨其境的沉浸體驗。此外,虛擬現實將成為智慧化的人機互動介面,透過載入影象識別、語音識別與追蹤定位等人工智慧技術,為人們生產生活中帶來巨大助力。

結合潛在價值、現有體驗以及技術發展趨勢,5G Cloud VR應用場景將先後成熟。在應用節奏方面,基於5G的Cloud VR 巨幕影院、Cloud VR 直播、Cloud VR 360°影片已處於應用成熟期,等5G普及後即可規模化應用;基於5G的Cloud VR遊戲、Cloud VR教育、Cloud VR電競館、Cloud VR營銷正處於高速發展期,其市場價值逐漸擴大,未來1-2年將成為主流;處於市場啟動期的Cloud VR K歌、音樂、Cloud VR健身由於產品起步較晚,應用場景尚不成熟,在未來2-3年將有較快的增長預期;VR/AR+垂直行業應用以及Cloud VR社交目前處於探索期,有巨大的市場潛力,將隨著5G覆蓋的完善而逐漸成熟。

中國5G現狀及十大應用領域分析

無人機

1.5G的價值

4G技術無法滿足高級別無人機應用。無人機應用可以分為個人應用和行業應用。目前部分無人機已經裝載了無線通訊模組,對於個人使用者,基於3G/4G使用者網路的無人機直播帶來了使用者全新的體驗,對於行業使用者,基於無線通訊的無人機使資料實時傳輸成為迫切需求,使得許多新的無人機應用模式湧現出來,比如在管道、輸電線路、公路等基礎設施的監測方面,無人機可以替代人工成為新的巡檢方式,再結合通訊網路,實現自動巡檢並處理事故。同時,由於資料量的不斷增長,時延要求的不斷提高,4G網路已經無法滿足這些新的應用模式對於頻寬、時延、可靠性的要求。

5G將為無人機應用開啟新的空間。基於5G技術為網聯無人機賦予的實時超高畫質圖傳、遠端低時延控制等重要能力,以及處理海量資料的能力,使得無人機載荷的形式不斷演進,無人機的應用形式將變得更加豐富。目前,實時高畫質圖傳技術有著最為廣泛的應用,在農林植保、電力及石油管線巡查、應急通訊、氣象監視、農林作業、環境監測、娛樂直播等領域應用的技術效果和經濟效益非常顯著。遠端低時延控制是未來AI自主飛行的技術雛形,結合5G網路的大頻寬低時延能夠實現無人機實時實景導航,網路輔助的環境感知智慧避障。無人機回傳感知感測器資訊由雲端AI判斷周圍的障礙物、多機協同避讓,相比在無人機本地判斷將節約成本和功耗,雲端獲取到的資訊更加全面,演算法統一易於升級。

2.應用現狀

典型5G網聯無人機應用有物流運送、娛樂直播、基礎設施巡檢、農林植保、地理測繪等。5G和網聯無人機的融合發展處於初期探索階段,主要的應用有:(1)物流運送:透過利用遠端控制和自動飛行兩種方式實現無人駕駛的低空飛行器運載包裹,自動送達目的地,透過規避擁堵,擺脫地形干擾來提高配送效率。(2)娛樂直播:透過無人機掛載360度全景鏡頭進行影片拍攝,全景相機完成影片採集、拼接處理與影片流處理,再透過5G網路下行鏈路傳輸到使用者,使用者可以透過終端,隨時隨地無延遲地體驗激動人心的現場。(3)基礎設施巡檢:無人機以成本低、靈活性強、安全性高、受自然環境及地形影響較小、視角更優等特點,越來越廣泛地應用於基礎設施巡檢領域。主要包括:建築外牆巡檢、電力巡檢、基站巡檢、石油管線巡檢以及河道巡檢等。(4)農林植保:透過無人機搭載定製負荷實現植保機械化,結合5G網路實現無人機和資料中心進行資料交換,透過雲平臺分析載荷收集的實時資料輔助資料中心實現遠端操作。(5)地理測繪:作為傳統航空攝影測量手段的有力補充,透過5G網聯無人機採集環境資料製作實時實景地圖模型的技術方案,可以實現在不同的應用場景基於地圖的資料探勘,在搶險、科研、教育、智慧農業、城市規劃、勘察、場景巡檢等領域,提供強大的擴充套件空間。

目前5G網聯無人機應用多數處於小範圍試用階段,距離成熟和商用還需時日。近一年來,基於5G網聯無人機的應用不斷出現,在高畫質直播、物流配送、農業植保、地理測繪、巡檢、安防等領域,針對一些業務進行功能驗證,但總體來看,5G網聯無人機應用絕大部分仍處於探索階段,僅限於應用示範,距離真正成熟和大範圍商用還需要一段時間。

中國5G現狀及十大應用領域分析

3.面臨挑戰

一是技術問題仍需進一步改進。多旋翼無人機不穩定,欠驅動的系統技術特性決定了其抗風能力差,容易墜機。5G時代,利用5G實現無人機自主飛行的大規模商用將面臨技術上的安全挑戰,國外利用無人機進行快遞業務試點也出現了墜機事件。

二是監管政策和措施仍需進一步落實。隨著無人機大規模的商用,行業標準制定、無人機裝置製造和認證、實名登記、飛行培訓等各項監管政策仍需進一步細化和落地,同時無人機的監管技術手段仍需要進一步的建設和改善,實現無人機從生產、銷售到飛行全流程的監管。

三是應用和產業仍需進一步推廣和孵化。行業無人機載荷一般較為貴重,即使技術角度可以實現5G無人機自重飛行,如何在行業中進行推廣也是一大挑戰,同時與各行業深度融合,低空通訊網路建設,人員培訓,充電樁建設,保險等全產業都需要進行發展培育。

4.發展節奏

行業應用是5G網聯無人機的重點領域,物流配送、管線巡檢、農林植保、應急安防等領域已經進行了廣泛的5G應用探索,是5G網聯無人機的重點領域。針對具體行業應用需求,5G網路要按需部署空中覆蓋,預計未來將按照重點區域、重點航線、全面覆蓋的節奏進行網路部署。

從業務成熟度來看,5G網聯無人機結合4K/8K/VR的超高畫質直播應用發展相對成熟。隨著成本降低,基於5G網路的編隊飛行、安防、巡檢、救援等應用場景將進入高速發展期。以遠端控制、AI飛行等技術為基礎的物流配送、農林植保等綜合性應用仍有較長的路要走。總體來說,無人機大規模、高精度、穩定應用還需要一定的發展時間。

中國5G現狀及十大應用領域分析

工業網際網路

1.5G的價值

5G與工業網際網路融合推進行業應用落地。5G+工業網際網路的行業應用主要包括5G在電力、製造(電子製造、汽車製造、家電製造等)、港口、油田等垂直行業的應用。國內主要在電力、工廠製造等行業取得了一定的應用示範成果,涉及的業務種類主要包括:工業控制類業務(如系統自動控制和遠端控制等)、質量監測類業務和環境監測類業務(如物聯網、大資料業務等)。

5G與工業網際網路融合促進通用型應用發展。通用型應用主要包括5G與工業AR/VR、超高畫質影片、無人機、機器人等領域的結合。國內已取得的示範性應用成果包括資訊監測、影片回傳類業務(如工業AR/VR巡檢、無人機巡檢、機器人巡檢、超高畫質影片監控等)和物流類業務(如採用AGV完成的物料配送、倉儲物流業務等)。

2.應用現狀

5G與工業網際網路融合促進通用型應用發展。通用型應用主要包括5G與工業VR /AR、超高畫質影片、無人機、機器人等領域的結合。國內已取得的示範性應用成果包括資訊監測、影片回傳類業務(如工業VR/AR巡檢、無人機巡檢、機器人巡檢、超高畫質影片監控等)和物流類業務(如採用AGV完成的物料配送、倉儲物流業務等)。

典型5G+工業網際網路的應用場景有智慧工廠、機器視覺、遠端運維、遠端控制等。(1)智慧工廠:利用5G技術,在工廠內可以實現全生產要素、全流程互聯互通,即裝置互聯、人員互聯、工裝互聯、刀具互聯、物料互聯、產品互聯,實現工廠全生產要素全生命週期的實時資料跟蹤,並將實時產生的資料在雲平臺進行大資料智慧分析決策,實現全連線工廠實時生產最佳化;(2)機器視覺:利用5G實現檢測資料快速傳輸,結合超高畫質影片對材料的缺損、拼縫縫隙等進行監控,透過人工智慧對不同檢測案例的訓練實現產品的智慧化檢測;(3)遠端運維:5G時代,萬物互聯可同步感知虛擬世界和現實世界,利用VR/AR使得體驗不再受時間和空間的限制,實現“永遠在場”,提升裝置裝配效率,同時還可以突破空間限制,實現遠端專家和一線運維人員同時在現場;(4)遠端控制:港口是遠端控制的主要應用場景之一,其操作業務對通訊連線有低時延、大頻寬、高可靠性的嚴苛要求,並且作業環境複雜多變。5G以其大頻寬、低時延特性實現工程機械遠端操控,不但能改善操作人員的工作環境,還能有效保障操作人員安全,助力企業生產施工的降本增效,從而突破傳統方式的侷限性,極大地提升自動化港口的運營效率,為改造提升傳統人工港口注入新動力。

中國5G現狀及十大應用領域分析

3.面臨挑戰

一是供需對接問題有待解決。傳統行動通訊以運營商為主,很多行業企業還未參與到其中。5G在工業網際網路的行業應用因此還面臨需求難匹配、行業有壁壘、回報不確定等諸多問題,且目前創新和研究大都侷限於通訊行業內,與工業網際網路行業的供需對接存在問題,需要儘快建立跨行業溝通平臺和創新體制機制。

二是關鍵技術問題有待研究。在5G與工業網際網路融合應用推廣之前,還有諸多關鍵技術問題有待研究。這其中主要包括網路切片技術、邊緣計算技術、融合網路架構、工業網路安全體系、工業網路監測體系、工業網路標準化等一系列問題。

三是產業鏈不夠完善。在終端側,目前雖已出現針對3GPP標準化的5G網路裝置,然而在工業網際網路行業中仍缺乏5G終端裝置,工業5G通訊模組的研發有待加強,模組與工業硬體產品的整合有待研究;在應用端,缺乏工業應用的端到端解決方案,工業自主開發使用的平臺與運營商提供的開放性平臺有待進一步對接。

四是商業模式有待探索。5G時代電信運營商角色不斷演變,除了提供5G基礎設施和連線服務外,將積極融入5G賦能工業網際網路的應用場景開發中。運營商應針對不同行業的需求積極探索多樣化的演進策略。

4.發展節奏

5G與工業網際網路融合應用目前尚處於孵化探索初期,部分應用已逐步走向成熟。在應用發展節奏方面,依據場景裝置與5G融合的難度、5G相關終端模組發展的程度、應用場景涉及的工業生產環節等幾方面的因素,多類應用目前分別處於不同的發展階段。其中,5G與超高畫質影片的融合應用面向工業領域改造難度較低,將成為5G在工業網際網路領域的第一批應用;5G+機器視覺、遠端運維、移動巡檢等應用已進入高速發展期,經濟價值逐漸顯現,未來1-2年將成為主流;5G+智慧物流、預測性維護、裝置狀態檢測等受限於5G與工業裝置的深度融合及5G模組的發展,還需等待產品成熟,未來2-3年將有較快發展;5G+遠端控制、移動控制等控制類業務由於涉及工業核心控制環節,目前還處於探索期,有待進一步的實際驗證。

中國5G現狀及十大應用領域分析

智慧電網

1.5G的價值

5G助力電網業務智慧化升級。隨著智慧電網建設的不斷深入,用電資訊採集、配電自動化、分散式能源接入、電動汽車服務、使用者雙向互動等業務快速發展,電力行業逐步呈現出“高安全、低時延、高可靠、廣覆蓋、大聯接”通訊需求特徵,迫切需要適用於電力行業應用特點的實時、穩定、可靠、高效、安全的新興通訊技術及系統支撐,激發電力執行的新型作業方式和用電服務模式。5G系統eMBB、uRLLC、mMTC三大基礎能力將對垂直行業核心業務的運營方式和作業模式起到重要影響,全面提升傳統垂直行業的運營效率和決策智慧化水平。電網與5G網路的深度結合必將激發電力執行新型作業方式和用電服務模式,實現電網業務智慧化升級,促進電力新興業務發展。

5G與電網領域的結合滲透到電力場景的各個環節。從業務型別上看,根據智慧電網對5G的業務通訊需求不同,電網業務可分為三類:電網控制類業務、資訊採集類業務、移動應用類業務。其中,電網控制類業務主要包括配電自動化、精準負荷控制、分散式電源等,這類業務涉及電網安全穩定執行,具有典型的低時延、高可靠業務特徵,時延要求為50ms-1s,5G系統uRLLC場景將為電網控制類業務提供毫秒級低時延的有力保障。資訊採集類業務主要有用電資訊採集、電動汽車充電站/樁等,這類業務涉及海量終端,且分佈廣泛,具有典型的廣覆蓋、大連線業務特徵,連線密度上百萬個/平方公里,隨著5G技術在mMTC能力方面的增強,5G將有力支援電網資訊採集類業務中海量終端匯聚後的大顆粒業務承載。移動應用類業務主要有電力應急通訊、輸配變機器人巡檢、移動作業等,這類業務對網路頻寬及移動性有明顯需求,具有典型的大頻寬、靈活接入業務特徵,頻寬要求不低於2Mbps,5G系統eMBB場景下的高速移動寬頻特性將為電網此類業務提供高效可靠的系統支撐。

2.應用現狀

5G+智慧電網的應用主要集中在配用電環節,對電網智慧化水平提升效果已顯現。5G+智慧電網融合研究體系初現端倪,國家電網、南方電網牽頭各方資源積極探索5G與電力應用的融合。

5G在智慧電網的典型應用場景包括智慧分散式配電自動化、巡檢機器人、配網PMU應用等。

(1)智慧分散式配電自動化終端,依託於5G網路實現對配電網的保護控制,透過繼電保護自動裝置檢測配電網線路或裝置狀態資訊,快速實現配網線路區段或配網裝置的故障判斷及準確定位,快速隔離配網線路故障區段或故障裝置。(2)隨著智慧電網的發展,越來越多的業務場景需要提供大影片類應用,包括變電站機器人巡檢、輸電線路無人機巡檢、配電房綜合影片監控、應急現場自組網綜合應用等多種場景。在電力生產管理中的中低速率移動場景下,依託5G網路,引入AR/VR技術自動採集資料、高畫質影象、影片等資訊,並實時傳回控制中心,透過遠端會商協助現場解決作業難題,並可實現遠端實時控制,推動智慧化運維管理。(3)基於時間同步的配網同步相量測量(PMU)能夠測量電力系統樞紐點的電壓相位、電流相位等相量資料,透過5G網路把資料傳到監測主站。監測主站根據不同點的相位幅度,在遭到系統擾動時確定系統如何解列、切機及切負荷,防止事故的進一步擴大甚至電網崩潰。

中國5G現狀及十大應用領域分析

3.面臨挑戰

一是安全性尚待研究及驗證。智慧電網的應用場景呈現多樣化的特點,並且不同場景下的業務對網路要求差異較大,運營企業和網路裝置商應進一步量化網路的技術指標和架構設計,包括進一步量化5G網路切片安全性要求、業務隔離要求、端到端業務時延要求,協商網路能力開放要求、網路管理介面等,以提供滿足電力行業多場景差異化的完整解決方案,並進行技術驗證和示範。

二是運營商對電網切片服務模式及方式還需探索。電網業務不同於其他垂直應用行業,電網不僅需要提供端到端的質量協同和保障方案,還需要保證各區業務隔離及獨立運維管理。因此,運營商如何基於電力行業獨有的需求,制定出使能智慧電網的整體架構還需進一步進行探索和研究。

三是5G與電力業務的適配性需要在更大範圍內測試驗證。目前5G與智慧電網的融合研究及驗證工作已在如火如荼的開展,但測試驗證場景依然較侷限,推動5G+智慧電網相關業務在更大範圍內開展測試驗證將是接下來工作之重。

4.發展節奏

5G智慧電網應用目前尚處於起步階段,未來還有很大的發展空間。隨著eMBB場景標準的最先完善,以及AR/VR終端產業鏈的不斷髮展,基於5G的配電房影片檢測、智慧巡檢機器人等業務將率先成熟;無人機巡檢業務則受限於無人機續航能力、野外5G覆蓋等因素,目前處於高速發展期;電動汽車充電樁、用電資訊採集等業務後期會隨著mMTC場景相關標準的完善而得到進一步發展;分散式電源分佈、應急現場自組網等業務目前處於市場啟動期,預計2-3年後逐漸成熟;配電自動化、精準負荷控制等電網控制類業務則由於較高的安全性和可靠性要求,目前尚處於探索期。

中國5G現狀及十大應用領域分析

智慧醫療

1.5G的價值

5G關鍵技術能夠提供超大頻寬高速傳輸網路,為智慧醫療高畫質影片及影像傳輸提供高可靠低時延業務保障。5G網路高速率能夠支援4K/8K的遠端高畫質會診和醫學影像資料的傳輸與共享,並讓專家能隨時隨地開展會診,提升診斷準確率和指導效率,促進優質醫療資源下沉。5G低時延和精準定位能力,可以支援可穿戴監護裝置在使用過程中持續上報患者位置資訊,進行生命體徵資訊的採集、處理和計算,並傳輸到遠端監控中心,遠端醫護人員可實時根據患者當前狀態,做出及時的病情判斷和處理。

5G網路技術能夠實現資料準確實時傳輸,保證遠端控制操作得到及時精準響應。遠端專家操控機械臂對基層醫院及偏遠地區的患者開展超聲檢查,5G的毫秒級時延特性可支援實時遠端超聲檢查。利用基於5G網路的醫工機器人和高畫質音影片互動系統,遠端專家可以對基層醫療機構的患者進行及時的遠端手術救治。

5G技術可以提供超大連線,實現大量終端連線及資料採集。5G網路實時傳輸醫療裝置監測資訊、車輛實時定位資訊、車內外影片畫面,便於實施遠端會診和遠端指導,對院前急救資訊進行採集、處理、儲存、傳輸、共享,可充分提升管理救治效率,提高服務質量,最佳化服務流程和服務模式。

2.應用現狀

5G智慧醫療已進入實際建設階段,醫療行業與醫療單位在進行5G基礎設施建設的同時,還在嘗試5G與具體醫療業務場景的融合探索。智慧醫療領域的5G一般性建設方案包括開通若干5G基站以備前期業務測試、基於5G技術的原有遠端醫療業務改造、基於5G的各實體醫療機構網路互聯和資訊共享,重點解決原有無線區域網的覆蓋能力弱、資訊保安不足、資訊傳送時斷時續等問題。另外, 5G遠端會診+AI輔助診療、5G實時影像上傳+遠端診斷評估等多種5G融合醫療業務場景將持續湧現。

5G技術在智慧醫療領域的深入應用將極大提升醫療診治的質量水平,將推動醫療健康向“精準、優質、遠端、高效”的專業極限前進。現階段,基於5G網路技術的遠端手術效果可以比肩現場手術操作的實際效果;5G技術與虛擬現實技術相結合,可以呈現還原度極高的手術診治情境;5G技術嵌入遠端醫療平臺互動功能中,可以實現超遠距離下的實時診治流程。

中國5G現狀及十大應用領域分析

3.面臨挑戰

一是5G醫療總體規劃不夠完善,跨部門協調的問題突出,須提高產業整體協調效益。由於5G技術和醫療領域的結合涉及到跨行業應用,亟需在國家統籌指導下,匯聚政府部門、研究機構、高校、重點企業和行業組織等多方共同參與,並建立資源共享、協同推進的工作格局,形成長期有效的跨部門合作機制。

二是5G醫療應用仍處於初始探索階段,技術驗證、可行性研究不足。統籌銜接醫療健康5G技術研發、成果轉化、產品製造、應用部署等環節工作,充分調動各類創新資源,打造一批面向行業的創新中心、重點實驗室等融合創新載體,加強研發佈局和協同創新。

三是缺乏統一的標準與評價體系。目前尚無具體標準規範定義5G醫療的網路指標要求,亟需結合醫療健康行業應用特點,開展面向醫療行業的5G標準體系的制定、實施和應用,規範針對醫療行業的5G技術結構和內容,滿足產業需要。

四是應用創新落地仍面臨諸多挑戰,存在穩定性和安全性隱患。當前,我國各級醫療機構資訊化程度參差不齊,存在穩定性和安全性隱患。國內各醫院醫療服務無線化程度較低,對行動網路利用不充分。因此,應推進5G醫療健康創新應用,加速醫療健康與資訊化融合。

4.發展節奏

“5G+醫療健康”將實現醫生從在醫院到在雲端,醫療裝置從醫院內到隨身攜帶,從院內全連線到少量裝置遠端化,再到裝置普遍遠端化。行動式、無線化醫療裝置資源逐步從大型醫療機構走近基層醫療機構和個人家庭;大型醫院院內醫療服務走向無線化和智慧化;實體大型醫院從支援院間遠端醫療發展成為面向醫聯體、社群、家庭的醫療服務網;網際網路醫院實現線上線下對接;實體大醫院主導的遠端醫療和OTT主導的網際網路醫療逐步走向融合的新醫療。

基於現階段5G智慧醫療技術發展生命週期來看,遠端診斷基於4K/8K高畫質醫學影像,是5G智慧醫療應用成熟期最主要的實踐;遠端監護、遠端健康管理和手術示教等,將會隨著1-2年的5G硬體快速部署而獲得高速發展;智慧養老、應急救援、AI輔助智慧醫療將在近2-3年內進入市場啟動的快速時期;伴隨5G網路和智慧醫療硬體設施的持續成熟,遠端手術、區域遠端醫療全聯接將成為未來醫療衛生工作機制設計的主要模式,覆蓋預防、診斷、治療、護理、保健等全聯接智慧化個性化的新型醫療服務將會出現。動的快速時期;伴隨5G網路和智慧醫療硬體設施的持續成熟,區域遠端醫療全聯接將成為未來醫療衛生工作機制設計的主要模式,覆蓋預防、診斷、治療、護理、保健等全聯接智慧化個性化的新型醫療服務將會出現。

中國5G現狀及十大應用領域分析

車聯網

1.5G的價值

車聯應用範圍不斷擴大。車聯網應用包括資訊服務類、安全與效率服務類、協同服務類業務。目前很多車輛已經加裝了車載無線通訊模組,透過3G/4G網路,使用者可以體驗到資訊服務類應用,基於單車智慧和LTE-V2X可以實現部分駕駛安全類應用和交通效率類應用,包括車與車在行駛中出現緊急剎車、逆向超車的預警,在交叉路口防碰撞預警,並引導駕駛員控制車速,提高交通效率。同時也面臨著多種感測器異構融合以及海量資料處理的技術挑戰。

5G將為車聯網應用開啟新的空間。5G極高的資料吞吐量、低時延和更高的可靠性將使車聯網能提供的資訊服務型別更加豐富,比如車載VR遊戲、車載AR實景導航、車載高精地圖實時下載等業務,車載資訊娛樂系統作為資訊服務的主要入口,5G時代將向處理資訊更加複雜、功能更加強大的智慧系統演進;隨著5G技術在低時延、高可靠方面能力的增強,可以支援提供基於意圖共享、協同決策的高級別主動安全預警、交通出行效率提升類服務,還將支援構建“人車路雲”高度協同的互連環境,實現車路協同控制、遠端遙控操作、高級別自動駕駛等業務,最終支撐實現完全無人駕駛。

2.應用現狀

C-V2X包括LTE-V2X和5G-V2X,其中5G-V2X標準還在制定中。目前已制定的車聯網C-V2X標準是基於R14和R15的LTE-V2X(含LTE-eV2X)版本,基於R16的5G -V2X標準還在制定中,預計到2020年才能完成。目前測試驗證均是基於LTE-V2X以及5G蜂窩網路Uu口通訊來完成的,而基於5G-V2X的PC5點對點通訊方式,還未進行技術驗證。

目前,基於LTE-V2X技術的車聯網應用規模不斷擴大,無錫、長沙、北京、上海等多個城市已建設具有一定規模的LTE-V2X網路,助力了相關車聯網應用的推廣,其中無錫獲工業和資訊化部批覆建立江蘇(無錫)車聯網先導區。

目前典型5G車聯網應用有遠端駕駛、自主代客泊車和高精度地圖分發。車聯網與5G的融合創新發展還處於探索階段,典型應用有:(1)遠端駕駛:車輛配置多個高畫質攝像頭及高精度雷達等感測器,依託於5G網路將感知資訊實時回傳到遠端駕駛端。駕駛員根據360°模擬駕駛艙環境及感測輔助資訊進行判斷,操控方向盤、油門、制動等,並透過5G網路傳輸到車輛內部以實現遠端操控。(2)自主代客泊車:依託5G實現車輛高精度定位,並將車身資料、遙控訊號實時傳輸到遠端控制端,5G車輛僅需配備少量的感知感測器,便可全面感知車輛周圍環境,並通過後臺進行遠端操控。(3)高精度地圖分發:根據車輛的位置將本地高畫質地圖透過5G網路分發給車輛,並結合其他車輛共享的感測器資訊,獲得車輛前方可行駛的區域精確到車道級別的資訊,最佳化路線選擇決策,節約能源和時間。上述典型應用不僅在城市開放道路開展了試點示範,也促進了礦山、港口等特定場景下自動駕駛的落地。

目前5G車聯網應用多數處於探索階段,距離成熟和商用還有一定距離。近期以來,基於5G的車聯網應用不斷出現,在多個地方初步建成了5G車聯網測試和應用示範區,在園區、景區、公交、礦山等特定場景,針對一些業務進行測試驗證和對外展示。但總體來看,5G車聯網應用絕大部分仍處於探索階段,僅限於應用示範,距離真正成熟和大範圍商用還需要一段時間。

中國5G現狀及十大應用領域分析

3.面臨挑戰

一是跨部門協同需要不斷深入。車聯網涉及汽車、資訊通訊、公安、交通等多個領域,跨行業、跨領域屬性突出,在政策、專項研究、標準制定、試驗示範等工作方面需要協同推進。

二是產業發展需要進一步探索。LTE-V2X/5G-V2X商用部署仍需進行大規模測試驗證,並需要協同路側基礎設施建設改造,單車式自動駕駛和網聯式自動駕駛仍需加強協同,提升產業競爭力。

三是運營模式尚不清晰。中國道路基礎設施建設和運營主體具有多元特點。高速公路、城市道路、國省幹線、農村公路的智慧化基礎設施由不同主體負責建設和運營,業主多元化造成車聯網路側基礎設施建設和運營主體碎片化特點。

四是投資規模較大,車載終端滲透率低。車路協同需要部署路側基礎設施和車載終端。路側投資規模較大,同時存在回報不確定、可能需承擔安全責任風險等問題。車載終端雖然有廣闊的市場空間,但是由於存在行業壁壘、缺乏殺手級應用等原因,其滲透率還處於一個較低的水平,功能也比較簡單,需要提高智慧化水平。

4.發展節奏

4G和5G車聯網技術將長期共存,協同推動網路和終端推廣。目前LTE-V2X產品已具備預商用條件,5G-V2X仍處於標準制定階段,考慮車輛生命週期較長,車聯網車載終端和路側基礎設施將存在LTE-V2X(含LTE-eV2X)和5G NR-V2X版本長期並存情況。LTE-V2X將支撐部分基礎的安全類、效率類車聯網應用推廣,而5G-V2X將支撐對時延、可靠性要求更高的協同性車聯網應用實現。

基於5G的車聯網資訊娛樂類應用將最先成熟,全路況自動駕駛還有很長的路要走。在應用發展節奏方面,基於5G的車聯網資訊娛樂類業務逐漸融合語音互動、AR、視覺識別等技術衍生AR導航、疲勞駕駛提醒等業務,目前處於高速發展期;隨著車聯網路側基礎設施部署,當前處於市場啟動期的基於C-V2X的流量疏導、碰撞預警、自主泊車等應用,未來將逐漸成為重要車聯網應用;高級別無人駕駛應用將隨著5G技術發展和覆蓋完善而逐漸成熟,目前仍處於探索期。

中國5G現狀及十大應用領域分析

智慧教育

1.5G的價值

5G提升線上教育質量。線上教育在5G+VR/AR/全息影像等技術的輔助下,可以實現跨時跨地共享教學資源,學生在遠端課堂中感受真實的師生互動,教師可以及時得到學生對於教授內容的反饋,高質量的教學課堂得以保證。在教育資源不均衡的背景下,5G等新一代移動通訊技術結合智慧教育可促進優質教育資源的均衡分配,教育資源匱乏地區的學生接受線上教育亦可享受到優質的教學資源。

另外,在專業技能培訓課程中,5G+VR/AR/全息影像的技術方案可避免在培訓中使用昂貴的精密儀器,避免置身於真實的高危場景中,為各行業的專業培訓帶來便利。

5G助力實現智慧課堂/教室。智慧課堂在傳統課堂的基礎上,利用5G+超高畫質影片、AR/VR、語音系統、智慧終端高效的進行互動教學,調節師生關係,強化學生在課堂的主體位置,強化人與環境的互動影響,提高教學質量。智慧課堂主要出現在校外教育機構,互動教學裝置和方案的成功應用將逐步展現示範效應,相同模式將在行業內快速複製。智慧教室則利用5G+AIoT等技術裝置實現對學生學習狀態的感知,實時掌控學生情況。透過感測器、超高畫質影片等方式蒐集資料,資料在邊緣或雲端進行處理分析,在平臺展示。標準化考點是智慧教室的一個典型應用,5G網路下的移動識別裝置,配合超高畫質影片傳輸等可支撐身份認證、作弊防控、網上巡查、應急指揮等考務工作。

5G助力提升校園安全。以安防場景為代表的智慧校園在5G時代有了新升級。在無人機、物聯網、MEC、邊緣雲、人工智慧等技術裝置的支援下,全場景高畫質影片監控、智慧影片分析、入侵探測報警、電子巡查可以有效解決當下影片模糊無法識別、陌生人進校、危險探測不及時等校園安全問題,智聯化平臺建設可有效提升學校的管理效率。

2.應用現狀

5G智慧教育示範應用誕生,規模普及需要時間。當前5G網路還處在初步建設階段,示範應用的試點在逐步推進,5G教育的標準還在探索。線上教育、智慧課堂/教室、智慧校園三大應用場景均有標杆應用出現,5G智慧教育的規模普及仍需等待網路環境搭建完成,教育應用標準建立完善。

中國5G現狀及十大應用領域分析

3.面臨挑戰

5G智慧教育應用標準尚不健全。智慧教育產業的標準尚未形成完整體系,應用與網路的融合缺乏標準,教育應用缺乏標準。傳統教育向智慧教育的轉變是逐步探索的過程,教學、教育、教研等方面的應用、不同廠家通訊標準的應用等均需要建立標準來規範行業行為。

適配教學的內容資源匱乏。第一,新的教學方式需要全新的教學內容來適配,其中大部分內容需要由專業人員製作而不是老師,如何契合課程要求是其面臨的一個問題。第二,超高畫質內容製作成本高、製作週期長,且大部分教育內容需要個性化定製,投入產出比不高,因此內容製作者缺乏製作熱情。優質教學內容的匱乏制約著5G線上教育的發展。

4.發展節奏

5G與超高畫質影片的融合應用將率先進入應用成熟期,基於超高畫質影片的課堂直播、安防監控將首先應用於遠端教育和智慧校園的應用場景。遠端巡考、督導需要網路、音影片、多媒體技術融合應用,統一通訊標準,預計在1-2年內成熟。標準化考點、學生狀態評價系統主要依託雲端/邊緣端的AI計算,演算法對於學生狀態的識別還需加強訓練和學習以提高準確度,另外實時對學生監控、收集個人資訊的做法缺乏標準規範,尚需要被大眾討論和接受,預計在2-3年成熟。基於AR/VR輔助的遠端課堂和全息課堂是線上教育提供沉浸式教學體驗的有效手段,受限於裝置製造、網路建設、內容製作等短板,這兩項應用尚處在探索期。

中國5G現狀及十大應用領域分析

智慧金融

1.業務場景

4G時代下,金融行業的應用價值還有待進一步挖掘。金融各類技術的應用仍面臨能力、成本、機制等多重製約。技術應用程度參差不齊,面對金融行業個性化需求的相關技術開放設計仍有待加強。

其中支付交易場景由於網路時延問題,導致系統卡頓、金融服務不流暢;VR/AR的沉浸式金融服務由於資料傳輸的速度跟不上,帶給客戶眩暈感,導致此類服務模式沒有廣泛推廣;金融資料依然存在資料孤島和資料資訊不對稱等問題,使得金融資料的可用性較低。

5G技術將滿足金融應用發展新需求。5G時代有望進入一個真正的萬物互聯的智慧時代,金融行業數字化、自動化、智慧化將成為可能,智慧金融也將由初步的概念與形態逐漸水到渠成。由於5G時代網路時延將縮小至毫秒級,加之邊緣計算的應用,現有金融服務流程間的網路卡頓將不再被使用者感知,移動端的金融服務,速度和質量都將超乎使用者想象;5G技術還解決VR/AR場景的眩暈感問題,讓VR/AR技術更好的服務金融業;同時海量、多型、相互關聯的資料將打造更為全面、安全的金融信用評估體系。

2.應用現狀

目前5G金融應用多數處於探索、試營階段,距離成熟和商用還需時日。金融與5G的融合創新發展還處於初級階段,僅限於應用示範,距離真正成熟和大範圍商用還需要一段時間。除了主流銀行推出5G網點試點之外,大部分應用場景還處於設想、研究、戰略規劃或試用階段。但值得注意的是,不管是如銀行、證券、保險之類的傳統金融機構,還是如網際網路金融、第三方支付等新興金融主體,均高度重視5G技術對金融將產生的巨大影響並積極準備即將到來的變革創新。

5G在金融領域商用落地方面,銀行業無疑是試點的先行軍。2018年以來,國有大行以5G網路為依託,打造“5G+智慧”銀行、智慧網點、5G聯合創新應用實驗室。當前銀行提供服務主要透過網點和手機銀行、網上銀行,網點提供面對面服務,手機銀行和網上銀行則提供一些外延性服務,但多數業務仍受到網點限制,而5G應用可以打破這一侷限。基於5G,銀行可以充分運用遠端服務或智慧互動功能,如客戶可以透過影片銀行辦理開戶、簽約、繳費、匯款等常用業務,重要的影片通話也可被記憶並儲存,解決金融服務需求。與此同時,銀行也可以利用AR、VR等沉浸式技術提供新型場景化服務體驗,創新銀行與客戶的互動模式。

5G對於金融行業的最大革新在於提供了新的獲客渠道或者說流量入口。4G出現之時,金融服務的入口由終端服務機構、網路平臺向移動平臺轉換。而5G時代開啟,使得萬物互聯成為可能,不只是手機,手錶、眼鏡、電視等各類裝置都可以成為流量入口,人們可以透過可穿戴裝置、物聯網裝置或虛擬現實終端等各種方式實現金融需求。

典型5G金融應用有支付系統、智慧風控、智慧投顧等。(1)支付體系:支付終端裝置可以從手機擴充套件到更多的智慧產品;而支付手段也可以從現有的指紋識別、人臉識別延伸到人體識別、聲紋等,實現人與物品的無縫銜接。(2)智慧化嵌入式風控:基於5G的智慧化風控將嵌入企業經營生產流程,突破原有的信用體系模式,透過已被接入到網路中的人、物等客觀資訊實時掌握客戶的風險動態,為風險管理和風險經營提供決策支援和資料支撐。(3)智慧投顧、智慧投研:智慧投顧是基於融入現代金融理論的人工智慧演算法,形成客戶的精準畫像,5G技術將提供更豐富的海量資料和更精準高效的資料處理,為投資者提供多元化、個性化、智慧化、自動化的投資服務。

中國5G現狀及十大應用領域分析

3.面臨挑戰

一是金融資源融合仍存在瓶頸。網路資源還無法靈活地透過多種方式與金融行業不同應用進行深度整合。且金融領域業務多樣複雜,不同業務之間資料資源難以複用;同一業務不同機構的資料涉及使用者和機構本身隱私和利益,難以進行資料共享和資源整合。這些都導致資訊孤島和資源不對稱等問題,資源融合相對滯後。

二是安全隱私層面面臨挑戰。由於5G支援豐富的應用服務,使用者、運營商及金融機構間的信任問題更加複雜;且涉及多個終端連線和大量使用者隱私資料,一旦提供的隱私保護不夠完善,將面臨更大規模、更高頻次惡意網路攻擊(如APT攻擊、DDOS惡意軟體攻擊等)。聯機更快也意味著網路傳播惡意軟體變得更加高效,加之更為分散的特點將深化防範難度。

三是產業生態亟需建設。現有產業鏈生態不完善,行業龍頭企業、科研機構、通訊企業尚未建立高效的5G與金融科技合作平臺或創新中心,尚未培育能吸引多方創新主體和中小企業的開放生態。

4.未來發展趨勢

未來5G極大拓展了傳統金融業的邊界,使金融服務無處不在。實現金融聯絡到人們生產生活流程中每一點,將線上線下服務業務融合,最終產生全新認識、全新行為和全新價值的智慧金融體系。

5G+金融,讓金融產品、服務乃至於風控流程邁向無感化,金融服務最終與場景無縫銜接。

部分5G金融應用將逐漸成熟,嵌入式金融服務還需要較長的時間發展。在應用發展節奏上,基於5G的大頻寬和低延遲,最直觀的體驗是網路延遲將縮小到毫秒級,無延遲交易、轉賬及支付即將實現。網點革新、高畫質影片客服、VR/AR沉浸式金融服務等技術,目前處於高速發展期;當前處於市場啟動期的智慧投研投顧、全面精準風控、智慧運維管理等將隨著5G技術大範圍商用,在未來2-3年成為主流;基於萬物互聯的全方位數字化資產管理、嵌入式金融服務等也將隨著5G與物聯網等技術成熟和覆蓋完善而逐步實現,目前處於探索階段。

中國5G現狀及十大應用領域分析

智慧城市

1。 5G的價值

5G助力超清影片監控和智慧終端巡檢發展,打造智慧安防。在超清影片安防監控方面,5G網路環境下將推動4K/8K高解析度影片監控普及應用,高速資料傳輸將使高畫質影片實時回傳成為可能。

基於智慧安防指揮雲平臺,結合大資料和人工智慧等技術,對人臉、行為、特殊物品、車等實現精確識別,形成對潛在危險的預判能力和緊急事件的快速響應能力。在智慧終端安防巡檢方面,巡防無人機、巡邏機器人、智慧警用裝備等安防巡檢終端不斷湧現,可對實時資料傳輸至雲端,輔助偵察。

如,對火災等緊急情況進行巡檢,做出實時預警。同時,雲端智慧分析與現場執法相結合,有助於精確抓捕嫌疑目標。

5G推動城市智慧感知和高效應急救援應用,建設智慧城管。在“城市脈搏”智慧感知方面,基於5G網路的高速度、大連線、低功耗、低延時特性,智慧城管系統能承載更多的裝置連線、傳輸更大的流量,採集的城市海量資料將大幅提升城市管理能力。在城市應急救援方面,透過5G通訊保障車,能夠實現在方圓300米的範圍內5G訊號覆蓋,結合衛星迴傳技術可建立救援區域海陸空一體化的應急救援5G網路覆蓋。基於5G低時延特性,可大幅提高跨部門應急救援響應速度,同時5G高頻寬特性也使VR/AR新技術能夠應用到應急救援中,中臺應急排程指揮人員能夠直觀、及時地總攬現場情況,更快速、更科學地制定應急救援方案,提高應急救援效率。

2。應用現狀

5G將對影片監控傳輸方式產生重大影響。影片監控傳輸方式分為有線傳輸和無線傳輸,目前有線傳輸佔據主導地位並朝著高畫質化和智慧化發展。在5G時代,無線影片監控部署將變得更加容易,在移動載體、危險環境、有線不可達等應用場景下的優勢更為凸顯,將迎來巨大發展空間。5G將帶動多種智慧終端在安防領域開展協同應用。依託5G高速基礎網路優勢,影片監控、無人機航拍、VR/AR監控儀器、智慧巡防機器人等都可作為安防智慧終端接入網路,實現優勢互補,構成城市資料傳輸、分析和利用的重要樞紐,大幅提高突發事件的響應速度,全面提升智慧城市治理能力。

中國5G現狀及十大應用領域分析

5G智慧城管應用涉及“感知、分析、服務、指揮”等多個環節,為市政基礎設施、應急指揮、環境監控等提供實時反應、高效聯動的5G應用解決方案。

中國5G現狀及十大應用領域分析

3。面臨挑戰

商業模式還不夠成熟。以智慧安防和智慧城管為代表的5G智慧城市應用仍處於初級階段,只是在區域性地區開展試點,還未能形成規模化推廣。5G智慧城市應用將融合物聯網、AI、雲計算、大資料等多種資訊科技,資金投入大,運營成本高,可持續的商業模式還有待進一步探索。

隱私保護面臨新挑戰。5G將加快智慧城市的建設與發展程序,加速城市中人與人之間、物與物之間、人與物之間的聯結,智慧化產品將大量湧進城市管理活動和居民日常生活,城市管理過程中的資料採集應用與使用者隱私保護如何權衡,將成為不可迴避的問題。

4。發展節奏

智慧安防產業需求趨於智慧化、產品佈局趨於多樣化、技術創新趨於融合化。城市安防需求正在從“看得見”向“看得清”、“看得懂”轉變,影片監控高畫質化顯示和智慧化分析成為安防行業發展的必然趨勢。5G的快速傳輸,將使後端智慧資料處理能力提升,同時“雲邊端”佈局模式也將大幅度降低網路傳輸寬頻資源佔用,提升智慧化分析能力。同時,5G除了滿足安防的超清影片的傳輸、海量裝置的互聯需求之外,其還將與物聯網、大資料、雲計算技術融合,促進安防業務的開放與創新、促進安防與其它資訊化系統的融合。

智慧城管將從區域性單點應用向全域精細管理方向發展。各地在5G城市管理中的應用呈現多元化,但大多數處於區域性應用階段,由於5G網路建設和覆蓋尚需一段過程,城市級的規模應用尚需一段時間。近期內,在區域性場所的5G低時延、高頻寬的特性應用為主流,如可單點部署的應急救援、遠端巡檢應用,中遠期,隨著5G網路建設和覆蓋完善,5G低功耗、大連線的特性應用將佔據主流。

從技術成熟度角度來看,高畫質影片監控和門禁系統將作為城市典型應用率先引發智慧安防領域變革。隨著人工智慧的快速發展與5G融合應用,移動執法、防盜預警等智慧應用也將迎來高速發展期。

以人工智慧、GIS等技術為基礎的巡邏機器人和應急指揮等綜合應用還需時間檢驗。從市場發展空間來看,城市化程序加劇直接造成安防和城管新需求的增長,公共安全和社群治安成為城市治理的優先領域,以遠端巡檢應用為代表的環境監測也將成為城市發展的關注重點。在未來,城市全域感知和精細管理成為必然發展趨勢,但仍需長期持續探索。

中國5G現狀及十大應用領域分析

標簽: 5G  應用  VR  影片  智慧