自2019年國(guó)內(nèi)5G正式商用開始,5G已經(jīng)走過了2個(gè)年頭,5G前進(jìn)的步伐也越來越清晰。截止到2020年四季度,全球已經(jīng)有超過100個(gè)國(guó)家的5G商用網(wǎng)絡(luò)正在運(yùn)營(yíng),國(guó)內(nèi)的5G基站也超過了60萬(wàn)個(gè)。于此同時(shí),我們也看到,基于5G網(wǎng)絡(luò)的各種各樣的行業(yè)應(yīng)用,如4K/8K視頻、云游戲、VR、電網(wǎng)、工業(yè)控制等給用戶帶來了極致體驗(yàn)。相信在新的一年,我們能看到更多5G網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用在垂直行業(yè)帶來的千行百業(yè)的變革和升級(jí)。
一、行業(yè)概述
1、移動(dòng)通信代際技術(shù)進(jìn)步
1G:1986-1999 | 采用模擬信號(hào),最大速率2.4K |
2G:1991-至今 | 采用數(shù)字信號(hào),采用時(shí)分復(fù)用的多址方式及更高階的調(diào)制方式,增大了相同寬帶下攜帶的信息量,從而提高了頻譜的利用率。主流技術(shù)是GSM與CDMA,最大速率64K |
3G:2009-至今 | 采用數(shù)字信號(hào),采碼分復(fù)用、Rake接收,改變了信息接受方式,而智能天線可以自適應(yīng)用戶的移動(dòng)使信號(hào)更穩(wěn)定、多用戶檢測(cè)等,進(jìn)一步提升了頻譜的利用率和信噪比。主流技術(shù)是WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA,最大速率2M |
4G:2013-至今 | 采用數(shù)字信號(hào),采用OFDMA技術(shù)提升了頻譜的使用率,ICIC技術(shù)通過提高有效信號(hào)的功率實(shí)現(xiàn)更好的信噪比,MIMO技術(shù)使用了更多天線,實(shí)現(xiàn)了多點(diǎn)收發(fā)。主流技術(shù)是FDD、TDD,最大速率100M |
5G:2019-至今 | 采用數(shù)字信號(hào),采用了全新的信道編碼方式,即數(shù)據(jù)信道用LDPC編碼,控制信道和廣播信道用Polar編碼。這一改進(jìn)可以提高NR信道編碼效率,能以低復(fù)雜度和低時(shí)延,同時(shí)通過Massive MIMO超密集組網(wǎng)來提升頻譜利用率和信噪比。主流技術(shù)是NR,最大速率20G |
美國(guó)數(shù)學(xué)家、信息論創(chuàng)始人香農(nóng),提出著名的公式:C=W log2(1+S/N)。式中:W是信道帶寬(赫茲),S是信道內(nèi)所傳信號(hào)的平均功率(瓦),N是信道內(nèi)部的高斯噪聲功率(瓦)。通過這一公式可以知道,信息傳輸速度與帶寬和信噪比之間的數(shù)學(xué)關(guān)系。
因此,移動(dòng)通信技術(shù)每一次的升級(jí),就是通過不同的技術(shù)手段。提升可用帶寬,提高已有寬帶的使用率以及信噪比,進(jìn)而達(dá)到高速率、低時(shí)延和更穩(wěn)定的傳輸,這三個(gè)功能指標(biāo)上的飛躍。即:“更高、更快、更穩(wěn)”!!!
2、5G三大應(yīng)用場(chǎng)景對(duì)應(yīng)的技術(shù)協(xié)作
根據(jù)國(guó)際電信聯(lián)盟(ITU)對(duì)5G應(yīng)用場(chǎng)景的定義,可分為三大應(yīng)用場(chǎng)景,即eMBB(Enhance Mobile Broadband)增強(qiáng)移動(dòng)帶寬、uRLLC(Ultra Reliable Low Latency Communications)超高可靠低時(shí)延通信、mMTC(Massive Machine Type Communications)海量機(jī)器通信等。
而在這三大應(yīng)用場(chǎng)景的背后,具體的技術(shù)協(xié)助究竟是如何實(shí)現(xiàn)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(wǎng)
信道寬帶提升其實(shí)最好理解,就像馬路一樣,馬路越寬車就能跑的越快。2G的信道寬帶普遍只有10MHz,而5G達(dá)到了100MHz,毫米波上甚至能支持400MHz,提供了更快的條件。
4G時(shí)代數(shù)據(jù)信道所用turbo碼、控制信道用TBCC,該信道編碼方式在更高的速率上容易出錯(cuò),而5G NR采用了全新的信道編碼方式,即數(shù)據(jù)信道用LDPC編碼,控制信道和廣播信道用Polar編碼。這一改進(jìn)可以提高NR信道編碼效率,能以低復(fù)雜度和低時(shí)延,擴(kuò)展達(dá)到更高的傳輸速率。
MassiveMIMO超密集組網(wǎng)就是增加了基站的密度,在同一個(gè)基站內(nèi)增加了天線的數(shù)量,通過載波聚合,就能實(shí)現(xiàn)更快的速率。這就像原來一堆貨物只有一個(gè)大卡車一趟一趟的搬運(yùn),現(xiàn)在來了幾百輛小卡車,一次性就全部搬完。
uRLLC:邊緣計(jì)算
5G實(shí)現(xiàn)低時(shí)延除了提高了NR信道編碼效率外,最重要的就是邊緣計(jì)算了。
當(dāng)數(shù)據(jù)中心部署的位置離設(shè)備越近的時(shí)候,數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r(shí)延就越低。因此,為了實(shí)現(xiàn)更低的時(shí)延,會(huì)把對(duì)時(shí)延要求敏感的數(shù)據(jù)處理放在離基站更近的地方,即放在網(wǎng)絡(luò)的邊緣端,也就是邊緣計(jì)算了。
mMTC:NB-IOT
mMTC在國(guó)外還有eMTC技術(shù),但在國(guó)內(nèi)就只有NB-IOT技術(shù)了。NB-IOT技術(shù)是第一種專門為實(shí)現(xiàn)海量物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備通信設(shè)計(jì)的技術(shù),在2020年7月9日結(jié)束的ITU-R WP5D #35會(huì)議上,3GPP技術(shù)正式被接受為ITU IMT-2020 5G技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。
3、政策對(duì)5G產(chǎn)業(yè)的大力扶持
自5G商用以來,國(guó)家各部委頻頻出臺(tái)各類政策來支持5G的發(fā)展,各地方政府也紛紛確定了5G的發(fā)展目標(biāo)。
二、5G的發(fā)展現(xiàn)狀
1、5G產(chǎn)業(yè)鏈現(xiàn)狀
核心設(shè)備制造商:現(xiàn)全國(guó)具備提供5G核心通信設(shè)備的企業(yè)只有華為、中興、愛立信、諾基亞、三星5家企業(yè)。受中美貿(mào)易糾紛影響,華為的市場(chǎng)份額有所下降,但目前仍以32.%的占比排名第一。中興通信自與美國(guó)和諧以后,奮發(fā)圖強(qiáng),市場(chǎng)份額穩(wěn)步提升,目前已經(jīng)以14.2%,排名第三。第二則是愛立信,占據(jù)30.7%,但隨著瑞典對(duì)華為的5G禁令,不排除未來受國(guó)內(nèi)訂單的影響,排名會(huì)初步下降。諾基亞目前雖然以13%的市場(chǎng)份額排名第四,但由于失去了中國(guó)市場(chǎng),前景堪憂。
運(yùn)營(yíng)商:中國(guó)移動(dòng)及中國(guó)電信是國(guó)內(nèi)最積極的運(yùn)營(yíng)商,截止目前移動(dòng)已經(jīng)擁有了1.65億的5G用戶,電信則擁有了8650萬(wàn)的5G用戶。聯(lián)通已開啟5G服務(wù),但至今未公布自己的5G用戶數(shù),而廣電離5G商用還需要時(shí)日。
行業(yè)應(yīng)用方案:5G在千行百業(yè)雖然側(cè)重點(diǎn)不同,但均有應(yīng)用落地,5G+文娛、5G +醫(yī)療、5G +工業(yè)、5G +電網(wǎng)、5G +金融、5G +零售、5G +出行、5G +生活、5G +智慧城市、5G+農(nóng)業(yè)等等。
但比較遺憾的是,除了手機(jī)行業(yè),其他行業(yè)目前仍看不到5G爆發(fā)的跡象。這也為5G的發(fā)展蒙上了一層陰影。
2、5G行業(yè)應(yīng)用現(xiàn)狀
手機(jī):5G手機(jī)月出貨量已經(jīng)達(dá)到2014萬(wàn)部,占國(guó)內(nèi)手機(jī)出貨比例接近70%。
從手機(jī)品牌市場(chǎng)占有率情況統(tǒng)計(jì),華為以48.4%的占有率排名第一,榮耀手機(jī)以10.3%的占有率排名第二。蘋果由于新機(jī)發(fā)布較晚,占有率僅為5.9%。而2020年銷量不錯(cuò)的小米則僅以1.8%的占有率,排在第七。
其他應(yīng)用場(chǎng)景,目前均實(shí)施卡位戰(zhàn)略,打造標(biāo)桿案例為主,下面我們看看國(guó)內(nèi)巨頭的布局情況:
5G+文娛:央視頻借勢(shì)5G布局4K/8K超高清視頻
“央視頻”是中央廣播電視總臺(tái)為適應(yīng)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的用戶使用需求,基于5G+4K/8K+AI等新技術(shù),推出的總臺(tái)綜合性視聽新媒體平臺(tái),也是中國(guó)首個(gè)國(guó)家級(jí)5G新媒體平臺(tái)。
5G+出行:大唐移動(dòng)智慧交通方案
2018年,大唐移動(dòng)與廈門市交通運(yùn)營(yíng)局達(dá)成戰(zhàn)略合作,共同推出廈門5G智慧交通應(yīng)用發(fā)展;并聯(lián)合廈門公交集團(tuán)、中國(guó)聯(lián)通集團(tuán)共同發(fā)布了國(guó)內(nèi)首個(gè)面向5G的城市級(jí)智能網(wǎng)聯(lián)應(yīng)用---廈門5G BRT智能網(wǎng)聯(lián)車路協(xié)同系統(tǒng)。
5G+醫(yī)療:中國(guó)聯(lián)通布局5G智慧醫(yī)療
中國(guó)聯(lián)通與福建孟超醫(yī)院、深圳市人民醫(yī)院、首都醫(yī)科大學(xué)宣武醫(yī)院聯(lián)合完成了多次5G遠(yuǎn)程手術(shù)試驗(yàn),均舉得完美成功。
三、2021年5G發(fā)展展望
可以說,2020年是5G在千行百業(yè)不斷探索的過程,雖未開花結(jié)果,但均落地生根。而2021年,會(huì)在原來的行業(yè)場(chǎng)景進(jìn)行深耕,5G會(huì)從“5G+行業(yè)”的試驗(yàn)?zāi)J剑D(zhuǎn)變?yōu)椤?G+產(chǎn)品”的應(yīng)用模式。
1、5G+弱終端
所謂“弱終端”,就是終端本地的計(jì)算能力很弱,只能提供信息分發(fā),簡(jiǎn)單操作、顯示以及簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)處理能力,大部分計(jì)算能力都遷移到了云端。代表產(chǎn)品有“云手機(jī)”、“云電腦”、“云桌面”等產(chǎn)品。
2021年1月26日,中國(guó)電信發(fā)布了第一款5G云手機(jī)“天翼1號(hào)2021“,相比其他5G手機(jī)動(dòng)輒3000以上的價(jià)格,“天翼1號(hào)2021“只需要1199,比4G手機(jī)還便宜。原因就在于,這是一個(gè)弱終端。該手機(jī)本地的配件性能不需要很高,只需要把計(jì)算放在云端,加上5G網(wǎng)絡(luò)低時(shí)延的特征,用低性能的配件就可以達(dá)到與現(xiàn)有主流5G手機(jī)一樣的使用感受。
2020年9月,阿里推出了云電腦,這款電腦沒有本地CPU、硬盤、顯卡、內(nèi)存、顯示器等等設(shè)備,全部都在云端。當(dāng)用戶想要使用云電腦時(shí),只需要在這個(gè)卡片上進(jìn)行指紋識(shí)別,并且連接到顯示屏和網(wǎng)絡(luò)即可隨時(shí)使用。
以上的產(chǎn)品能否在2021年爆發(fā)尚有爭(zhēng)議,但下面這個(gè)產(chǎn)品,在2021年大概率會(huì)成為行業(yè)的焦點(diǎn)。
這個(gè)產(chǎn)品就是“云桌面“,“云桌面“其實(shí)已經(jīng)發(fā)展很多年,但受制于辦公帶來的延遲感體驗(yàn)較差,發(fā)展尚未普及。隨著5G、wifi6及邊緣計(jì)算等技術(shù)成熟,這個(gè)瓶頸則有望被解決。5G、wifi6+邊緣計(jì)算帶來的高可靠性及低時(shí)延性,完全可以讓”云桌面“在任何場(chǎng)景都擁有與現(xiàn)有辦公場(chǎng)景一樣的體驗(yàn)。
由于計(jì)算、存儲(chǔ)全在云端/邊緣端,“云桌面“的載體計(jì)算機(jī)可以完全弱化,采用全國(guó)產(chǎn)化的配件,成為一個(gè)完完全全的國(guó)產(chǎn)弱終端,飛騰CPU+紫光內(nèi)存+長(zhǎng)江儲(chǔ)存硬盤+京東方屏幕+麒麟系統(tǒng)。不提脫離美國(guó)企業(yè)的控制這些,單成本就要下降一倍以上,再加上“云桌面”的安全優(yōu)勢(shì),“云桌面”2021年值得期待。
2、5G+網(wǎng)絡(luò)租賃
即5G專網(wǎng)。5G公網(wǎng)應(yīng)用受制于基站成本高、功耗太高、導(dǎo)致覆蓋不足,行業(yè)應(yīng)用發(fā)展緩慢。而5G專網(wǎng)可以跟進(jìn)客戶需求進(jìn)行建網(wǎng),并且收取建設(shè)費(fèi)、帶寬租賃費(fèi)等。這就使得運(yùn)營(yíng)商的投入產(chǎn)出得到可靠的回報(bào)。
而在客戶使用上,窄帶專網(wǎng)設(shè)備移動(dòng)性受限,實(shí)際應(yīng)用不方便;工業(yè)級(jí)wifi穩(wěn)定些和安全性較差,無(wú)法滿足實(shí)際行業(yè)需求;LTE專網(wǎng)終端模組成本非常高,應(yīng)用難以鋪開。而部分無(wú)線專網(wǎng)使用非3GPP標(biāo)準(zhǔn),限制多,技術(shù)更新慢,跟不上行業(yè)應(yīng)用的演進(jìn)。
5G專網(wǎng)可以根據(jù)部署范圍進(jìn)行區(qū)域設(shè)計(jì),使用特定頻段,網(wǎng)絡(luò)需求個(gè)性化,部署靈活,特別適合對(duì)時(shí)延要求苛刻、可靠性要求高、上行速率要求高、數(shù)據(jù)安全和隔離要求嚴(yán)格的場(chǎng)景。如醫(yī)療、能源、制造業(yè)等等。
目前,三大運(yùn)營(yíng)商業(yè)已經(jīng)分別針對(duì)5G專業(yè)設(shè)計(jì)了產(chǎn)品。
中國(guó)移動(dòng):優(yōu)享、專享、尊享三種模式
中國(guó)電信:致遠(yuǎn)、比鄰、如翼三種模式
中國(guó)聯(lián)通:虛擬專網(wǎng)、混合專網(wǎng)、獨(dú)立專網(wǎng)三種模式
盡管三家運(yùn)營(yíng)商對(duì)5G專網(wǎng)部署方式的命名不同,但基本架構(gòu)是一致的。
3、5G+消息分發(fā)
即5G消息。5G是短信業(yè)務(wù)的升級(jí),是面向用戶提供增強(qiáng)的消息服務(wù),能夠?yàn)橛脩籼峁┪谋尽D片、音頻、視頻、位置、聯(lián)系人(vCard)等媒體內(nèi)容的發(fā)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?qū)崿F(xiàn)消息業(yè)務(wù)能力升級(jí),提升用戶體驗(yàn),是有機(jī)會(huì)重新喚醒短信業(yè)務(wù),與當(dāng)前OTT類聊天應(yīng)用軟件一較高下的。
當(dāng)然,5G消息的發(fā)展業(yè)面臨著重大的挑戰(zhàn),主要有以下三點(diǎn):
1)OTT類應(yīng)用10年的用戶習(xí)慣已經(jīng)養(yǎng)成,5G消息單純的社交和服務(wù)能力是否可以撬動(dòng)用戶。
2)終端機(jī)型適配還不夠多。5G消息是終端強(qiáng)依賴的業(yè)務(wù),終端是否支持5G消息是該業(yè)務(wù)推廣的最大障礙。好在的是,2020年4月8日發(fā)布會(huì)上,華為、小米、OPPO、vivo三星等品牌的收集均通過了5G消息的功能測(cè)試。
3)跨平臺(tái)入口問題,為進(jìn)一步提升用戶粘性,適應(yīng)更多場(chǎng)景,需要支持跨終端適配的需求。
此外,在終端應(yīng)用升級(jí)、用戶體驗(yàn)優(yōu)化、惡意消息監(jiān)控,行業(yè)應(yīng)用推廣、商業(yè)模式創(chuàng)新等方面,5G消息業(yè)將面臨眾多挑戰(zhàn)。
2020年,中國(guó)電信、中國(guó)聯(lián)通5G消息平臺(tái)兩次流標(biāo),但正所謂好事多磨,5G消息平臺(tái)流標(biāo)不影響5G消息發(fā)展前景。相反,無(wú)論在供給側(cè)還是需求側(cè),5G消息都被市場(chǎng)所接受,它必將作為新基礎(chǔ)設(shè)施,擁有著光明的前景。
2020年中央經(jīng)濟(jì)工作會(huì)議會(huì)議指出,要大力發(fā)展數(shù)字經(jīng)濟(jì),加大新型基礎(chǔ)設(shè)施投資力度。十四五規(guī)劃建議進(jìn)一步提出系統(tǒng)布局新型基礎(chǔ)設(shè)施,加快第5代移動(dòng)通信、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)中心等建設(shè),推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等同產(chǎn)業(yè)深度融合等相關(guān)要求,為信息通信產(chǎn)業(yè)發(fā)展指明了前進(jìn)方向。
為充分發(fā)揮5G技術(shù)和電子信息產(chǎn)業(yè)效能,推動(dòng)5G產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展,展現(xiàn)行業(yè)領(lǐng)先的創(chuàng)新應(yīng)用成果,加強(qiáng)5G應(yīng)用的展示宣傳推廣以及電信運(yùn)營(yíng)企業(yè)、通信設(shè)備企業(yè)、行業(yè)應(yīng)用企業(yè)與用戶的對(duì)接合作,助推5G應(yīng)用落地,支撐經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展。組委會(huì)在第九屆中國(guó)電子信息博覽會(huì)(CITE 2021)期間舉辦高規(guī)格5G系列主題活動(dòng),如5G峰會(huì)、5GNB-IoT創(chuàng)新應(yīng)用、5G+自動(dòng)駕駛、5G+AR/VR、5G+8K超高清、5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等活動(dòng)。并組織5G-AIoT創(chuàng)新應(yīng)用主題展區(qū),其中自動(dòng)駕駛車聯(lián)網(wǎng)、無(wú)人機(jī)主題展區(qū)在7、8號(hào)館,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、8K超高清和AIoT在1號(hào)館,歡迎產(chǎn)業(yè)界朋友參與交流合作。
編輯:hfy
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