5G應(yīng)用試點(diǎn)已成燎原之勢我國多省市打造5G示范標(biāo)桿

中國信息通信研究院產(chǎn)業(yè)與規(guī)劃研究所|張春明

2018年6月5G獨(dú)立組網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的如期發(fā)布，標(biāo)志著5G第一階段標(biāo)準(zhǔn)化工作正式完成，為產(chǎn)品研發(fā)奠定了基礎(chǔ)，產(chǎn)業(yè)進(jìn)入了全面沖刺新階段。

目前中國移動(dòng)、中國聯(lián)通、中國電信三大運(yùn)營商都已布局5G預(yù)商用，并積極推進(jìn)5G規(guī)模試驗(yàn)，預(yù)計(jì)2019年進(jìn)行5G預(yù)商用。我國多個(gè)省市將5G視為創(chuàng)新戰(zhàn)略的重要抓手，積極推進(jìn)5G網(wǎng)絡(luò)規(guī)模試驗(yàn)、產(chǎn)業(yè)發(fā)展和應(yīng)用示范，搶占5G發(fā)展先機(jī)。

5G助力各垂直行業(yè)應(yīng)用創(chuàng)新升級(jí)

文體娛樂

隨著文體娛樂進(jìn)入4K/8K時(shí)代，超高清視頻和VR/AR應(yīng)用將成為5G率先成熟的應(yīng)用場景，大眾應(yīng)用的文娛領(lǐng)域主要包括游戲、社交、影視和直播，例如4K/8K直播、虛擬社區(qū)、VR巨幕影院、VR全景直播、AR互動(dòng)觀賽等。

以VR/AR為例，沉浸感的提升依賴于畫質(zhì)分辨率、渲染和交互的處理速度，四個(gè)發(fā)展階段對(duì)傳輸?shù)膸?、時(shí)延的需求逐步提升。帶寬從50Mbit/s逐步演進(jìn)至5Gbit/s，時(shí)延從40ms提升至10ms以下，需要5G可以給予觀眾具備環(huán)境全域感的聽視覺沉浸式體驗(yàn)。

對(duì)于以視頻類弱交互VR/AR而言，沉浸感體驗(yàn)高度依賴于視頻分辨率的提高。4K視頻在單眼角分辨率上僅有約10像素/度，視頻體驗(yàn)低于標(biāo)清電視，可見VR+視頻對(duì)分辨率的要求將遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于傳統(tǒng)視頻。對(duì)于以游戲類強(qiáng)交互VR/AR業(yè)務(wù)而言，沉浸感提升依賴于帶寬和時(shí)延的雙滿足，業(yè)界對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)延（MTP）小于20ms的交互時(shí)延的需求對(duì)渲染時(shí)間和網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí)延提出非常高的要求，入門體驗(yàn)階段將達(dá)到帶寬200MHz和時(shí)延10ms，進(jìn)階體驗(yàn)階段將快速提升到帶寬1.4Gbit/s和時(shí)延5ms。未來迫切需要依靠5G強(qiáng)大的無線傳輸能力和低時(shí)延特性支持VR/AR和超高清視頻業(yè)務(wù)進(jìn)一步發(fā)展。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)

隨著新一代信息通信技術(shù)與工業(yè)的深度融合，無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將逐步向工業(yè)領(lǐng)域滲透，在企業(yè)內(nèi)網(wǎng)中，5G將成為工業(yè)有線網(wǎng)絡(luò)有力的補(bǔ)充或替代，如5G mMTC場景將會(huì)成為工業(yè)信息采集和控制場景中較好的技術(shù)選擇；uRLLC被設(shè)計(jì)用于工業(yè)控制、工廠自動(dòng)化、智能電網(wǎng)等高可靠低時(shí)延的業(yè)務(wù)需求。

同時(shí)，在企業(yè)外網(wǎng)中，SDN、NFV、網(wǎng)絡(luò)切片等5G新型網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，也將支持多業(yè)務(wù)場景、多服務(wù)質(zhì)量、多用戶的隔離和保護(hù)。未來，5G將會(huì)應(yīng)用在以下典型場景。

1. 通過AR操作工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行智能化生產(chǎn)。在生產(chǎn)裝配操作過程中，采用5G AR眼鏡通過網(wǎng)絡(luò)與云端服務(wù)器通信，傳輸工業(yè)機(jī)器人操作手冊及所生產(chǎn)的信息等。遠(yuǎn)端專家可協(xié)同操作工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行工業(yè)生產(chǎn)過程中的上下料、視覺智能檢測與分揀等。

?

2. 通過AR進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)和協(xié)同設(shè)計(jì)。配合AR眼鏡通過5G網(wǎng)絡(luò)傳送的影像，設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)階段可通過AR技術(shù)將設(shè)計(jì)師的創(chuàng)意快速、逼真地融合于現(xiàn)實(shí)場景中，優(yōu)化完善設(shè)計(jì)方案。

3. 產(chǎn)品遠(yuǎn)程運(yùn)行情況監(jiān)控和維護(hù)。設(shè)備上加裝多個(gè)5G模塊，將各主要部件的運(yùn)行情況實(shí)時(shí)回傳給廠家，并發(fā)出預(yù)警告知保養(yǎng)。

4. 智能化倉儲(chǔ)物流。利用5G網(wǎng)絡(luò)特性，滿足貨物在入庫、倉儲(chǔ)、出庫、運(yùn)輸中應(yīng)用機(jī)器視覺、AGV（自動(dòng)導(dǎo)引運(yùn)輸車）、無人機(jī)、無人車等信息通信需求，對(duì)貨物進(jìn)行物流管理。

醫(yī)療健康

目前，醫(yī)療健康無線業(yè)務(wù)場景眾多，根據(jù)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)類型，對(duì)網(wǎng)絡(luò)的帶寬和時(shí)延要求各有不同，可將醫(yī)療業(yè)務(wù)應(yīng)用場景歸為三大類。

第一類，基于醫(yī)療設(shè)備數(shù)據(jù)無線采集的醫(yī)療監(jiān)測與護(hù)理類應(yīng)用，如無線監(jiān)護(hù)、無線輸液、移動(dòng)護(hù)理、患者實(shí)時(shí)定位等，該類業(yè)務(wù)主要傳輸無線小包數(shù)據(jù)。

第二類，基于視頻與圖像交互的醫(yī)療診斷與指導(dǎo)類應(yīng)用。如實(shí)時(shí)調(diào)閱患者影像診斷信息的移動(dòng)查房、采用醫(yī)療服務(wù)機(jī)器人的遠(yuǎn)程查房、遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)會(huì)診、應(yīng)急救援、無線手術(shù)示教和無線?？圃\斷等。該類業(yè)務(wù)多是基于多路大流量高清視頻，部分業(yè)務(wù)還需實(shí)時(shí)回傳患者端的醫(yī)療操作手法，需要5G網(wǎng)絡(luò)提供大帶寬和低時(shí)延的通信保障。

第三類，基于視頻與力反饋的遠(yuǎn)程操控類應(yīng)用，如遠(yuǎn)程機(jī)器人超聲檢查、遠(yuǎn)程機(jī)器人內(nèi)窺鏡檢查和遠(yuǎn)程機(jī)器人手術(shù)。該醫(yī)療操作類業(yè)務(wù)，需要支持遠(yuǎn)程觸覺傳遞和眼球追蹤應(yīng)用，對(duì)提供高可靠性和毫秒級(jí)低時(shí)延的5G uRLLC場景需求較為強(qiáng)烈。

車聯(lián)網(wǎng)

車聯(lián)網(wǎng)通過借助LTE、5G等無線通信技術(shù)，將“人—車—路—云”等交通參與要素有機(jī)地聯(lián)系在一起。車聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)主要有信息娛樂服務(wù)類、安全與效率服務(wù)類、協(xié)同服務(wù)類三大應(yīng)用場景。

目前，通過3G/4G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，用戶可以體驗(yàn)到在線導(dǎo)航、歌曲下載等多媒體服務(wù)和基于車輛狀態(tài)信息采集與分析的線養(yǎng)護(hù)管理和汽車保險(xiǎn)服務(wù)。但由于3G/4G傳輸帶寬不足和網(wǎng)絡(luò)時(shí)延過大，不能滿足高級(jí)別行駛安全與協(xié)同服務(wù)類業(yè)務(wù)。隨著5G技術(shù)在低時(shí)延、高可靠方面能力的增強(qiáng)，可以支持緊急剎車、逆向超車預(yù)警，在交叉路口防碰撞預(yù)警，道路限速、危險(xiǎn)、交通燈提醒等主動(dòng)安全預(yù)警、交通出行效率提升類服務(wù)?；谲嚶?lián)網(wǎng)的自動(dòng)駕駛技術(shù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)時(shí)延性、可靠性要求極高，是5G可預(yù)見的主要應(yīng)用領(lǐng)域，如共享汽車、遠(yuǎn)程操作、自動(dòng)和輔助駕駛、自動(dòng)編隊(duì)行駛等。

5G成為各地政府創(chuàng)新戰(zhàn)略重要抓手

我國5G應(yīng)用創(chuàng)新熱情高

目前，全球主要經(jīng)濟(jì)體均把5G作為國家數(shù)字化戰(zhàn)略的優(yōu)先發(fā)展領(lǐng)域，力圖超前研發(fā)和部署5G網(wǎng)絡(luò)，普及5G應(yīng)用，構(gòu)筑信息時(shí)代國家競爭新優(yōu)勢。我國政府高度重視5G發(fā)展，從頂層設(shè)計(jì)、網(wǎng)絡(luò)試驗(yàn)、專項(xiàng)規(guī)劃、試點(diǎn)示范等方面均進(jìn)行了布局，地方政府不斷出臺(tái)5G相關(guān)政策。北京、廣東、浙江、四川等省市經(jīng)信委、發(fā)改委、信管局等部門都相繼出臺(tái)了針對(duì)5G的發(fā)展策略、行動(dòng)計(jì)劃、基站規(guī)劃等政策，積極推進(jìn)5G網(wǎng)絡(luò)規(guī)模試驗(yàn)、產(chǎn)業(yè)發(fā)展和應(yīng)用示范。

在示范應(yīng)用方面，地方政府結(jié)合各地實(shí)際和基礎(chǔ)，圍繞VR超高清視頻、車聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、醫(yī)療健康等5G重點(diǎn)示范領(lǐng)域，帶動(dòng)當(dāng)?shù)仄髽I(yè)參與5G應(yīng)用創(chuàng)新，加快面向5G具體應(yīng)用場景的解決方案落地實(shí)施，同時(shí)，出臺(tái)一系列相關(guān)的政策來吸引相關(guān)企業(yè)到本地發(fā)展，加速產(chǎn)業(yè)鏈的形成。從全國范圍內(nèi)來看，5G融合應(yīng)用已經(jīng)成為匯聚產(chǎn)學(xué)研用以及創(chuàng)新各類要素的集成器，成為國家創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略的重要推進(jìn)器。

多個(gè)省市打造5G示范標(biāo)桿

根據(jù)北京市5G產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動(dòng)方案，未來五年北京將圍繞城市副中心、大興新機(jī)場、世園會(huì)、國慶慶典、北京冬奧會(huì)等五個(gè)重大工程、重大活動(dòng)場所需要，開展5G自動(dòng)駕駛、大健康大醫(yī)療、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、智慧城市、超高清視頻應(yīng)用等五大類典型場景的示范應(yīng)用。

以廣州、深圳為代表的珠三角地區(qū)是我國電子整機(jī)的重要生產(chǎn)基地，而智能終端是5G應(yīng)用落地的關(guān)鍵載體，包括手持頭戴的VR/AR設(shè)備、智能手機(jī)、無人機(jī)、機(jī)器人、智能家居等。根據(jù)深圳市5G三年行動(dòng)計(jì)劃，未來將在車聯(lián)網(wǎng)、無人機(jī)、AR/VR、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等4個(gè)方向開展示范應(yīng)用，2020年實(shí)現(xiàn)在50個(gè)以上業(yè)務(wù)場景中形成規(guī)模示范效應(yīng)。

浙江、上海在5G應(yīng)用方面創(chuàng)新熱情較高，政府、運(yùn)營商和企業(yè)在多個(gè)5G場景聯(lián)合進(jìn)行應(yīng)用示范。今年5月，5G無人機(jī)在上海北外灘成功試飛，中國電信在上海虹橋打造首個(gè)5G示范商務(wù)區(qū)舉行建設(shè)啟動(dòng)儀式。杭州的5G應(yīng)用試點(diǎn)將針對(duì)杭州電子商務(wù)、文化創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)發(fā)達(dá)的特點(diǎn)，大力推進(jìn)工廠物聯(lián)網(wǎng)示范應(yīng)用、大力發(fā)展智能制造等領(lǐng)域。

中西部以重慶、武漢等地為核心，物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速。重慶5G實(shí)驗(yàn)室重點(diǎn)研發(fā)方向瞄準(zhǔn)物聯(lián)網(wǎng)智能應(yīng)用、V2X下一代車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用研究兩大重點(diǎn)研究領(lǐng)域，促使5G商業(yè)應(yīng)用更快成熟推出。湖北建立了5G產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，逐步開展無人駕駛、無人機(jī)智能巡檢、北斗精確定位等5G垂直行業(yè)示范應(yīng)用。

吉林、遼寧擁有以一汽、華晨寶馬等整車制造企業(yè)，同時(shí)有沈陽新松機(jī)器人、東軟集團(tuán)等高新技術(shù)企業(yè)，其5G試點(diǎn)重點(diǎn)在車聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)聯(lián)網(wǎng)方面。

5G應(yīng)用面臨的問題與挑戰(zhàn)

未來三年是培育和強(qiáng)化5G在各行業(yè)應(yīng)用的黃金機(jī)遇期，5G在各行各業(yè)的應(yīng)用前景已經(jīng)得到全社會(huì)的廣泛關(guān)注，但仍然面臨諸多共性問題。

首先，5G融合應(yīng)用的推動(dòng)目前仍以通信行業(yè)為主，垂直行業(yè)客戶、主管部門、各地政府、產(chǎn)業(yè)園區(qū)及應(yīng)用產(chǎn)業(yè)環(huán)節(jié)參與力度有限，通信行業(yè)對(duì)各行業(yè)需求的挖掘深度不足，而行業(yè)客戶對(duì)5G技術(shù)理解有限。其次，5G應(yīng)用缺乏清晰的商業(yè)模式，行業(yè)痛點(diǎn)與5G的結(jié)合仍需進(jìn)一步尋找突破口，需要產(chǎn)業(yè)各界深入探索與垂直行業(yè)共贏的全新商業(yè)模式。最后，5G應(yīng)用生態(tài)體系尚需完善，5G應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)、終端及計(jì)算處理和數(shù)據(jù)分析四層架構(gòu)雖然初具雛形，但仍需要進(jìn)一步加強(qiáng)協(xié)同，以便形成端到端的完整生態(tài)和解決方案。