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2021年5G展望:從5G+行業到5G+產品的轉變

2021-02-01 我要評論(0 )   

自2019年國內(nei) 5G正式商用開始,5G已經走過了2個(ge) 年頭,5G前進的步伐也越來越清晰。截止到2020年四季度,全球已經有超過100個(ge) 國家的5G商用網絡正在運營,國內(nei) 的5G基站也超...

自2019年國內(nei) 5G正式商用開始,5G已經走過了2個(ge) 年頭,5G前進的步伐也越來越清晰。截止到2020年四季度,全球已經有超過100個(ge) 國家的5G商用網絡正在運營,國內(nei) 的5G基站也超過了60萬(wan) 個(ge) 。於(yu) 此同時,我們(men) 也看到,基於(yu) 5G網絡的各種各樣的行業(ye) 應用,如4K/8K視頻、雲(yun) 遊戲、VR、電網、工業(ye) 控製等給用戶帶來了極致體(ti) 驗。相信在新的一年,我們(men) 能看到更多5G網絡應用在垂直行業(ye) 帶來的千行百業(ye) 的變革和升級。 

一、行業(ye) 概述 

1、 移動通信代際技術進步 

1G:1986-1999

采用模擬信號,最大速率2.4K

2G:1991-至今

采用數字信號,采用時分複用的多址方式及更高階的調製方式,增大了相同寬帶下攜帶的信息量,從(cong) 而提高了頻譜的利用率。主流技術是GSM與(yu) CDMA,最大速率64K

3G:2009-至今

采用數字信號,采碼分複用、Rake接收,改變了信息接受方式,而智能天線可以自適應用戶的移動使信號更穩定、多用戶檢測等,進一步提升了頻譜的利用率和信噪比。主流技術是WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA,最大速率2M

4G:2013-至今

采用數字信號,采用OFDMA技術提升了頻譜的使用率,ICIC技術通過提高有效信號的功率實現更好的信噪比,MIMO技術使用了更多天線,實現了多點收發。主流技術是FDD、TDD,最大速率100M

5G:2019-至今

采用數字信號,采用了全新的信道編碼方式,即數據信道用LDPC編碼,控製信道和廣播信道用Polar編碼。這一改進可以提高NR信道編碼效率,能以低複雜度和低時延,同時通過Massive MIMO超密集組網來提升頻譜利用率和信噪比。主流技術是NR,最大速率20G

 美國數學家、信息論創始人香農(nong) ,提出著名的公式:C=W log2(1+S/N)。式中:W是信道帶寬(赫茲(zi) ),S是信道內(nei) 所傳(chuan) 信號的平均功率(瓦),N是信道內(nei) 部的高斯噪聲功率(瓦)。通過這一公式可以知道,信息傳(chuan) 輸速度與(yu) 帶寬和信噪比之間的數學關(guan) 係。

因此,移動通信技術每一次的升級,就是通過不同的技術手段。提升可用帶寬,提高已有寬帶的使用率以及信噪比,進而達到高速率、低時延和更穩定的傳(chuan) 輸,這三個(ge) 功能指標上的飛躍。即:“更高、更快、更穩”!!! 

2、5G三大應用場景對應的技術協作

   根據國際電信聯盟(ITU)對5G應用場景的定義(yi) ,可分為(wei) 三大應用場景,即eMBB(Enhance mobiles Broadband)增強移動帶寬、uRLLC(Ultra Reliable Low Latency Communications)超高可靠低時延通信、mMTC(Massive Machine Type Communications)海量機器通信等。

  

而在這三大應用場景的背後,具體(ti) 的技術協助究竟是如何實現的呢?

eMBB:信道帶寬提升+提高NR信道編碼效率+Massive MIMO超密集組網

信道寬帶提升其實最好理解,就像馬路一樣,馬路越寬車就能跑的越快。2G的信道寬帶普遍隻有10MHz,而5G達到了100MHz,毫米波上甚至能支持400MHz,提供了更快的條件。

4G時代數據信道所用turbo碼、控製信道用TBCC,該信道編碼方式在更高的速率上容易出錯,而5G NR采用了全新的信道編碼方式,即數據信道用LDPC編碼,控製信道和廣播信道用Polar編碼。這一改進可以提高NR信道編碼效率,能以低複雜度和低時延,擴展達到更高的傳(chuan) 輸速率。

MassiveMIMO超密集組網就是增加了基站的密度,在同一個(ge) 基站內(nei) 增加了天線的數量,通過載波聚合,就能實現更快的速率。這就像原來一堆貨物隻有一個(ge) 大卡車一趟一趟的搬運,現在來了幾百輛小卡車,一次性就全部搬完。

uRLLC:邊緣計算

5G實現低時延除了提高了NR信道編碼效率外,最重要的就是邊緣計算了。

mMTC:NB-IOT當數據中心部署的位置離設備越近的時候,數據傳(chuan) 輸的時延就越低。因此,為(wei) 了實現更低的時延,會(hui) 把對時延要求敏感的數據處理放在離基站更近的地方,即放在網絡的邊緣端,也就是邊緣計算了。

mMTC在國外還有eMTC技術,但在國內(nei) 就隻有NB-IOT技術了。NB-IOT技術是第一種專(zhuan) 門為(wei) 實現海量物聯網設備通信設計的技術,在2020年7月9日結束的ITU-R WP5D #35會(hui) 議上,3GPP技術正式被接受為(wei) ITU IMT-2020 5G技術標準。 

3、政策對5G產(chan) 業(ye) 的大力扶持

自5G商用以來,國家各部委頻頻出台各類政策來支持5G的發展,各地方政府也紛紛確定了5G的發展目標。

二、5G的發展現狀 

1、5G產(chan) 業(ye) 鏈現狀

核心設備製造商:現全國具備提供5G核心通信設備的企業(ye) 隻有華為(wei) 、中興(xing) 、愛立信、諾基亞(ya) 、三星5家企業(ye) 。受中美貿易糾紛影響,華為(wei) 的市場份額有所下降,但目前仍以32.%的占比排名第一。中興(xing) 通信自與(yu) 美國和諧以後,奮發圖強,市場份額穩步提升,目前已經以14.2%,排名第三。第二則是愛立信,占據30.7%,但隨著瑞典對華為(wei) 的5G禁令,不排除未來受國內(nei) 訂單的影響,排名會(hui) 初步下降。諾基亞(ya) 目前雖然以13%的市場份額排名第四,但由於(yu) 失去了中國市場,前景堪憂。

運營商:中國移動及中國電信是國內(nei) 最積極的運營商,截止目前移動已經擁有了1.65億(yi) 的5G用戶,電信則擁有了8650萬(wan) 的5G用戶。聯通已開啟5G服務,但至今未公布自己的5G用戶數,而廣電離5G商用還需要時日。

行業(ye) 應用方案:5G在千行百業(ye) 雖然側(ce) 重點不同,但均有應用落地,5G+文娛、5G +醫療、5G +工業(ye) 、5G +電網、5G +金融、5G +零售、5G +出行、5G +生活、5G +智慧城市、5G+農(nong) 業(ye) 等等。

但比較遺憾的是,除了手機行業(ye) ,其他行業(ye) 目前仍看不到5G爆發的跡象。這也為(wei) 5G的發展蒙上了一層陰影。 

2、5G行業(ye) 應用現狀

手機:5G手機月出貨量已經達到2014萬(wan) 部,占國內(nei) 手機出貨比例接近70%。

從(cong) 手機品牌市場占有率情況統計,華為(wei) 以48.4%的占有率排名第一,榮耀手機以10.3%的占有率排名第二。蘋果由於(yu) 新機發布較晚,占有率僅(jin) 為(wei) 5.9%。而2020年銷量不錯的小米則僅(jin) 以1.8%的占有率,排在第七。

其他應用場景,目前均實施卡位戰略,打造標杆案例為(wei) 主,下麵我們(men) 看看國內(nei) 巨頭的布局情況:

5G+文娛:央視頻借勢5G布局4K/8K超高清視頻

5G+出行:大唐移動智慧交通方案“央視頻”是中央廣播電視總台為(wei) 適應移動互聯網時代的用戶使用需求,基於(yu) 5G+4K/8K+AI等新技術,推出的總台綜合性視聽新媒體(ti) 平台,也是中國首個(ge) 國家級5G新媒體(ti) 平台。


5G+醫療:中國聯通布局5G智慧醫療2018年,大唐移動與(yu) 廈門市交通運營局達成戰略合作,共同推出廈門5G智慧交通應用發展;並聯合廈門公交集團、中國聯通集團共同發布了國內(nei) 首個(ge) 麵向5G的城市級智能網聯應用---廈門5G BRT智能網聯車路協同係統。

中國聯通與(yu) 福建孟超醫院、深圳市人民醫院、首都醫科大學宣武醫院聯合完成了多次5G遠程手術試驗,均舉(ju) 得完美成功。

三、2021年5G發展展望 

可以說,2020年是5G在千行百業(ye) 不斷探索的過程,雖未開花結果,但均落地生根。而2021年,會(hui) 在原來的行業(ye) 場景進行深耕,5G會(hui) 從(cong) “5G+行業(ye) ”的試驗模式,轉變為(wei) “5G+產(chan) 品”的應用模式。

1、5G+弱終端

所謂“弱終端”,就是終端本地的計算能力很弱,隻能提供信息分發,簡單操作、顯示以及簡單的數據處理能力,大部分計算能力都遷移到了雲(yun) 端。代表產(chan) 品有“雲(yun) 手機”、“雲(yun) 電腦”、“雲(yun) 桌麵”等產(chan) 品。

2021年1月26日,中國電信發布了第一款5G雲(yun) 手機“天翼1號2021“,相比其他5G手機動輒3000以上的價(jia) 格,“天翼1號2021“隻需要1199,比4G手機還便宜。原因就在於(yu) ,這是一個(ge) 弱終端。該手機本地的配件性能不需要很高,隻需要把計算放在雲(yun) 端,加上5G網絡低時延的特征,用低性能的配件就可以達到與(yu) 現有主流5G手機一樣的使用感受。

2020年9月,阿裏推出了雲(yun) 電腦,這款電腦沒有本地CPU、硬盤、顯卡、內(nei) 存、顯示器等等設備,全部都在雲(yun) 端。當用戶想要使用雲(yun) 電腦時,隻需要在這個(ge) 卡片上進行指紋識別,並且連接到顯示屏和網絡即可隨時使用。

以上的產(chan) 品能否在2021年爆發尚有爭(zheng) 議,但下麵這個(ge) 產(chan) 品,在2021年大概率會(hui) 成為(wei) 行業(ye) 的焦點。

這個(ge) 產(chan) 品就是“雲(yun) 桌麵“,“雲(yun) 桌麵“其實已經發展很多年,但受製於(yu) 辦公帶來的延遲感體(ti) 驗較差,發展尚未普及。隨著5G、wifi6及邊緣計算等技術成熟,這個(ge) 瓶頸則有望被解決(jue) 。5G、wifi6+邊緣計算帶來的高可靠性及低時延性,完全可以讓”雲(yun) 桌麵“在任何場景都擁有與(yu) 現有辦公場景一樣的體(ti) 驗。

由於(yu) 計算、存儲(chu) 全在雲(yun) 端/邊緣端,“雲(yun) 桌麵“的載體(ti) 計算機可以完全弱化,采用全國產(chan) 化的配件,成為(wei) 一個(ge) 完完全全的國產(chan) 弱終端,飛騰CPU+紫光內(nei) 存+長江儲(chu) 存硬盤+京東(dong) 方屏幕+麒麟係統。不提脫離美國企業(ye) 的控製這些,單成本就要下降一倍以上,再加上“雲(yun) 桌麵”的安全優(you) 勢,“雲(yun) 桌麵”2021年值得期待。

2、5G+網絡租賃

即5G專(zhuan) 網。5G公網應用受製於(yu) 基站成本高、功耗太高、導致覆蓋不足,行業(ye) 應用發展緩慢。而5G專(zhuan) 網可以跟進客戶需求進行建網,並且收取建設費、帶寬租賃費等。這就使得運營商的投入產(chan) 出得到可靠的回報。

而在客戶使用上,窄帶專(zhuan) 網設備移動性受限,實際應用不方便;工業(ye) 級wifi穩定些和安全性較差,無法滿足實際行業(ye) 需求;LTE專(zhuan) 網終端模組成本非常高,應用難以鋪開。而部分無線專(zhuan) 網使用非3GPP標準,限製多,技術更新慢,跟不上行業(ye) 應用的演進。

5G專(zhuan) 網可以根據部署範圍進行區域設計,使用特定頻段,網絡需求個(ge) 性化,部署靈活,特別適合對時延要求苛刻、可靠性要求高、上行速率要求高、數據安全和隔離要求嚴(yan) 格的場景。如醫療、能源、製造業(ye) 等等。

目前,三大運營商業(ye) 已經分別針對5G專(zhuan) 業(ye) 設計了產(chan) 品。

中國移動:優(you) 享、專(zhuan) 享、尊享三種模式

 

盡管三家運營商對5G專(zhuan) 網部署方式的命名不同,但基本架構是一致的。 

中國聯通:虛擬專(zhuan) 網、混合專(zhuan) 網、獨立專(zhuan) 網三種模式

3、5G+消息分發

 即5G消息。5G是短信業(ye) 務的升級,是麵向用戶提供增強的消息服務,能夠為(wei) 用戶提供文本、圖片、音頻、視頻、位置、聯係人(vCard)等媒體(ti) 內(nei) 容的發送和接收。

5G消息具備安全可靠、陌生人聊天、功能齊全等能力,能夠實現消息業(ye) 務能力升級,提升用戶體(ti) 驗,是有機會(hui) 重新喚醒短信業(ye) 務,與(yu) 當前OTT類聊天應用軟件一較高下的。 

  當然,5G消息的發展業(ye) 麵臨(lin) 著重大的挑戰,主要有以下三點:

1) OTT類應用10年的用戶習(xi) 慣已經養(yang) 成,5G消息單純的社交和服務能力是否可以撬動用戶。

2) 終端機型適配還不夠多。5G消息是終端強依賴的業(ye) 務,終端是否支持5G消息是該業(ye) 務推廣的最大障礙。好在的是,2020年4月8日發布會(hui) 上,華為(wei) 、小米、OPPO、vivo三星等品牌的收集均通過了5G消息的功能測試。

3) 跨平台入口問題,為(wei) 進一步提升用戶粘性,適應更多場景,需要支持跨終端適配的需求。

此外,在終端應用升級、用戶體(ti) 驗優(you) 化、惡意消息監控,行業(ye) 應用推廣、商業(ye) 模式創新等方麵,5G消息業(ye) 將麵臨(lin) 眾(zhong) 多挑戰。

2020年,中國電信、中國聯通5G消息平台兩(liang) 次流標,但正所謂好事多磨,5G消息平台流標不影響5G消息發展前景。相反,無論在供給側(ce) 還是需求側(ce) ,5G消息都被市場所接受,它必將作為(wei) 新基礎設施,擁有著光明的前景。 

2020年中央經濟工作會(hui) 議會(hui) 議指出,要大力發展數字經濟,加大新型基礎設施投資力度。十四五規劃建議進一步提出係統布局新型基礎設施,加快第5代移動通信、工業(ye) 互聯網、大數據中心等建設,推動物聯網、大數據、人工智能等同產(chan) 業(ye) 深度融合等相關(guan) 要求,為(wei) 信息通信產(chan) 業(ye) 發展指明了前進方向。 

為(wei) 充分發揮5G技術和電子信息產(chan) 業(ye) 效能,推動5G產(chan) 業(ye) 快速發展,展現行業(ye) 領先的創新應用成果,加強5G應用的展示宣傳(chuan) 推廣以及電信運營企業(ye) 、通信設備企業(ye) 、行業(ye) 應用企業(ye) 與(yu) 用戶的對接合作,助推5G應用落地,支撐經濟高質量發展。組委會(hui) 在第九屆中國電子信息博覽會(hui) (CITE 2021)期間舉(ju) 辦高規格5G係列主題活動,如5G峰會(hui) 、5GNB-IoT創新應用、5G+自動駕駛、5G+AR/VR、5G+8K超高清、5G+工業(ye) 互聯網等活動。並組織5G-AIoT創新應用主題展區,其中自動駕駛車聯網、無人機主題展區在7、8號館,工業(ye) 互聯網、8K超高清和AIoT在1號館,歡迎產(chan) 業(ye) 界朋友參與(yu) 交流合作。

 


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