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5G应用试点已成燎原之势 我国多省市打造5G示范标杆
日 期:2019-01-17   来源:中国信息通信研究院产业与规划研究所 张春明

2018年6月5G独立组网标准的如期发布,标志着5G第一阶段标准化工作正式完成,为产品研发奠定了基础,产业进入了全面冲刺新阶段。运营商、设备商、终端厂商、芯片厂商等各产业链环节纷纷加快其商用步伐,为规模商用做最后准备。全球主要运营商竞相公布5G推进时间表,5G终端加速成熟,国内外多家手机厂商均表示要在2019年正式向市场推出5G商用手机。

目前中国移动、中国联通、中国电信三大运营商都已布局5G预商用,并积极推进5G规模试验,预计2019年进行5G预商用。我国多个省市将5G视为创新战略的重要抓手,积极推进5G网络规模试验、产业发展和应用示范,抢占5G发展先机。

5G助力各垂直行业应用创新升级

文体娱乐

随着文体娱乐进入4K/8K时代,超高清视频和VR/AR应用将成为5G率先成熟的应用场景,大众应用的文娱领域主要包括游戏、社交、影视和直播,例如4K/8K直播、虚拟社区、VR巨幕影院、VR全景直播、AR互动观赛等。

以VR/AR为例,沉浸感的提升依赖于画质分辨率、渲染和交互的处理速度,四个发展阶段对传输的带宽、时延的需求逐步提升。带宽从50Mbit/s逐步演进至5Gbit/s,时延从40ms提升至10ms以下,需要5G可以给予观众具备环境全域感的听视觉沉浸式体验。

对于以视频类弱交互VR/AR而言,沉浸感体验高度依赖于视频分辨率的提高。4K视频在单眼角分辨率上仅有约10像素/度,视频体验低于标清电视,可见VR+视频对分辨率的要求将远远大于传统视频。对于以游戏类强交互VR/AR业务而言,沉浸感提升依赖于带宽和时延的双满足,业界对运动时延(MTP)小于20ms的交互时延的需求对渲染时间和网络传输时延提出非常高的要求,入门体验阶段将达到带宽200MHz和时延10ms,进阶体验阶段将快速提升到带宽1.4Gbit/s和时延5ms。未来迫切需要依靠5G强大的无线传输能力和低时延特性支持VR/AR和超高清视频业务进一步发展。

工业互联网

随着新一代信息通信技术与工业的深度融合,无线网络技术将逐步向工业领域渗透,在企业内网中,5G将成为工业有线网络有力的补充或替代,如5G mMTC场景将会成为工业信息采集和控制场景中较好的技术选择;uRLLC被设计用于工业控制、工厂自动化、智能电网等高可靠低时延的业务需求。

同时,在企业外网中,SDN、NFV、网络切片等5G新型网络技术,也将支持多业务场景、多服务质量、多用户的隔离和保护。未来,5G将会应用在以下典型场景。

1. 通过AR操作工业机器人进行智能化生产。在生产装配操作过程中,采用5G AR眼镜通过网络与云端服务器通信,传输工业机器人操作手册及所生产的信息等。远端专家可协同操作工业机器人进行工业生产过程中的上下料、视觉智能检测与分拣等。

2. 通过AR进行辅助设计和协同设计。配合AR眼镜通过5G网络传送的影像,设计师在设计阶段可通过AR技术将设计师的创意快速、逼真地融合于现实场景中,优化完善设计方案。

3. 产品远程运行情况监控和维护。设备上加装多个5G模块,将各主要部件的运行情况实时回传给厂家,并发出预警告知保养。

4. 智能化仓储物流。利用5G网络特性,满足货物在入库、仓储、出库、运输中应用机器视觉、AGV(自动导引运输车)、无人机、无人车等信息通信需求,对货物进行物流管理。

医疗健康

目前,医疗健康无线业务场景众多,根据传输的数据类型,对网络的带宽和时延要求各有不同,可将医疗业务应用场景归为三大类。

第一类,基于医疗设备数据无线采集的医疗监测与护理类应用,如无线监护、无线输液、移动护理、患者实时定位等,该类业务主要传输无线小包数据。

第二类,基于视频与图像交互的医疗诊断与指导类应用。如实时调阅患者影像诊断信息的移动查房、采用医疗服务机器人的远程查房、远程实时会诊、应急救援、无线手术示教和无线专科诊断等。该类业务多是基于多路大流量高清视频,部分业务还需实时回传患者端的医疗操作手法,需要5G网络提供大带宽和低时延的通信保障。

第三类,基于视频与力反馈的远程操控类应用,如远程机器人超声检查、远程机器人内窥镜检查和远程机器人手术。该医疗操作类业务,需要支持远程触觉传递和眼球追踪应用,对提供高可靠性和毫秒级低时延的5G uRLLC场景需求较为强烈。

车联网

车联网通过借助LTE、5G等无线通信技术,将“人—车—路—云”等交通参与要素有机地联系在一起。车联网业务主要有信息娱乐服务类、安全与效率服务类、协同服务类三大应用场景。

目前,通过3G/4G移动网络,用户可以体验到在线导航、歌曲下载等多媒体服务和基于车辆状态信息采集与分析的线养护管理和汽车保险服务。但由于3G/4G传输带宽不足和网络时延过大,不能满足高级别行驶安全与协同服务类业务。随着5G技术在低时延、高可靠方面能力的增强,可以支持紧急刹车、逆向超车预警,在交叉路口防碰撞预警,道路限速、危险、交通灯提醒等主动安全预警、交通出行效率提升类服务。基于车联网的自动驾驶技术对网络时延性、可靠性要求极高,是5G可预见的主要应用领域,如共享汽车、远程操作、自动和辅助驾驶、自动编队行驶等。

5G成为各地政府创新战略重要抓手

我国高度重视5G发展,5G应用创新热情高

目前,全球主要经济体均把5G作为国家数字化战略的优先发展领域,力图超前研发和部署5G网络,普及5G应用,构筑信息时代国家竞争新优势。我国政府高度重视5G发展,从顶层设计、网络试验、专项规划、试点示范等方面均进行了布局,地方政府不断出台5G相关政策。北京、广东、浙江、四川等省市经信委、发改委、信管局等部门都相继出台了针对5G的发展策略、行动计划、基站规划等政策,积极推进5G网络规模试验、产业发展和应用示范。

在示范应用方面,地方政府结合各地实际和基础,围绕VR超高清视频、车联网、工业互联网、医疗健康等5G重点示范领域,带动当地企业参与5G应用创新,加快面向5G具体应用场景的解决方案落地实施,同时,出台一系列相关的政策来吸引相关企业到本地发展,加速产业链的形成。从全国范围内来看,5G融合应用已经成为汇聚产学研用以及创新各类要素的集成器,成为国家创新驱动发展战略的重要推进器。

多个省市围绕不同场景打造5G示范标杆

根据北京市5G产业发展行动方案,未来五年北京将围绕城市副中心、大兴新机场、世园会、国庆庆典、北京冬奥会等五个重大工程、重大活动场所需要,开展5G自动驾驶、大健康大医疗、工业互联网、智慧城市、超高清视频应用等五大类典型场景的示范应用。

另外,围绕2022年北京冬季奥运会这一世界性体育赛事,发布了5G重点专项,计划2020年前建成稳定覆盖北京至张北沿线主要城镇、奥运场馆等区域的5G网络,示范应用支持高清视频即拍即传、第一视角实时VR视频、自动驾驶摆渡车等,此外,还将基于5G为奥运村提供智能家居、交通、餐饮、医疗、娱乐等全面生活服务。

以广州、深圳为代表的珠三角地区是我国电子整机的重要生产基地,而智能终端是5G应用落地的关键载体,包括手持头戴的VR/AR设备、智能手机、无人机、机器人、智能家居等。根据深圳市5G三年行动计划,未来将在车联网、无人机、AR/VR、工业互联网等4个方向开展示范应用,2020年实现在50个以上业务场景中形成规模示范效应。

浙江、上海在5G应用方面创新热情较高,政府、运营商和企业在多个5G场景联合进行应用示范。今年5月,5G无人机在上海北外滩成功试飞,中国电信在上海虹桥打造首个5G示范商务区举行建设启动仪式。杭州的5G应用试点将针对杭州电子商务、文化创意产业发达的特点,大力推进工厂物联网示范应用、大力发展智能制造等领域。

中西部以重庆、武汉等地为核心,物联网产业发展迅速。重庆5G实验室重点研发方向瞄准物联网智能应用、V2X下一代车联网技术应用研究两大重点研究领域,促使5G商业应用更快成熟推出。湖北建立了5G产业联盟,逐步开展无人驾驶、无人机智能巡检、北斗精确定位等5G垂直行业示范应用。

吉林、辽宁拥有以一汽、华晨宝马等整车制造企业,同时有沈阳新松机器人、东软集团等高新技术企业,其5G试点重点在车联网和工业联网方面。国家智能网联汽车应用(北方)示范区是吉林省首个5G应用,二期已经搭建V2I的测试条件,实现利用5G网络传输车辆动态信息到智慧交通管理系统、对智能网联汽车进行远程接管等测试应用。沈阳作为全国首批5G应用示范城市之一,承接了“智慧工厂”应用项目,中德(沈阳)高端装备制造产业园已经启动5G园区规划建设,2020年将基本完成面向工业互联网的移动网络的改造和建设,推动建设10家智能工厂。

5G应用面临的问题与挑战

未来三年是培育和强化5G在各行业应用的黄金机遇期,5G在各行各业的应用前景已经得到全社会的广泛关注,但仍然面临诸多共性问题。

首先,5G融合应用的推动目前仍以通信行业为主,垂直行业客户、主管部门、各地政府、产业园区及应用产业环节参与力度有限,通信行业对各行业需求的挖掘深度不足,而行业客户对5G技术理解有限。其次,5G应用缺乏清晰的商业模式,行业痛点与5G的结合仍需进一步寻找突破口,需要产业各界深入探索与垂直行业共赢的全新商业模式。最后,5G应用生态体系尚需完善,5G应用、网络、终端及计算处理和数据分析四层架构虽然初具雏形,但仍需要进一步加强协同,以便形成端到端的完整生态和解决方案。

 

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