图源:metamorworks/Adobe Stock

 

5G技术

 

5G作为最新一代的通信网络技术,其超高速率、超大连接、超低时延特性对诸多行业的发展带来了巨大影响。国际电联(ITU)在第22次会议上确定了未来的5G应具有三大主要应用场景:

 

增强型移动宽带(enhanced mobile broad band,eMBB)

大规模机器类型通信(massive machine type communications,mMTC)

超可靠和低延迟通信(ultra-reliable and low latency communications,URLLC)

具体包括:千兆移动宽带数据接入、智慧家庭、智能建筑、语音通话、智慧城市、3D视频、超高清视频、云办公、云游戏、增强现实、工业自动化、关键任务应用、自动驾驶汽车等。

 

中国在5G技术发展和建设上始终处于领跑地位。1月26日,在国务院新闻办公室举行的新闻发布会上,工业和信息化部发布了一组有关5G建设的数据:2020年全年新建5G基站超过60万个,实现所有地级以上城市5G网络全覆盖;5G终端连接数突破2亿,多个行业抓紧5G商用带来的重大契机,加快产业数字化进程;5G+工业互联网项目超过1100个,5G+远程会诊在19个省份的60多家医院上线使用,5G+自动驾驶、5G+智慧电网、5G+远程教育等新模式新业态不断涌现。

 

图1:5G三大应用场景 (图源:CSDN)

 

作为一项通用技术,5G在产业赋能过程中展现出了“一业带动百业”的使能作用。2019年6月,工信部向中国联通、中国电信、中国移动、中国广电四大电信运营商发放5G商用牌照,由此正式开启了我国5G赋能千行百业的序幕。

 

在华为公司发布的“5G时代十大应用场景白皮书”中,将云VR/AR、车联网、智能制造、智慧能源、无线医疗、无线家庭娱乐、联网无人机、社交网络、个人AI辅助、智慧城市列为最能体现5G能力的十大应用场景。限于篇幅,今天就说一说那些与我们的生活密切相关的部分5G应用场景。

 

 

 

5G+云VR/AR:为你带来超高用户体验

虚拟现实(VR)与增强现实(AR)是能够彻底颠覆传统人机交互内容的变革性技术。据ABI Research预测,到2025年,VR和AR的市场总额将达到2920亿美元,其中VR为1410亿美元,AR为1510亿美元。然而,VR/AR业务对带宽的需求也是无比巨大的。对于游戏、建模、360°视频等较低阶的VR应用,平均吞吐量达到100Mbps的现有4G网络基本能满足其连接要求。但对于那些需要提供超高用户体验的游戏、建模、实时渲染、沉浸式教学等高阶VR/AR应用而言,内容处理走向云端乃大势所趋,因为此举不仅满足了用户日益增长的体验要求,还能将设备的价格控制在人人都能负担得起的范围。

 

很显然,5G是目前VR/AR上“云”的优选解决方案。现在,国内的电信运营商已经开始深度参与到云VR/AR产业中,未来的市场空间十分可观,预计到2025年将超过930亿美元,约占VR/AR总市场规模的30%。

图2 :5G与VR/AR的结合将带来超高用户体验(图源:网络)

 

 

 

5G+物联网:赋予万物连接能力

5G与物联网融合的优势在于5G网络有多大,物联网覆盖就有多大。5G+物联网不需要客户单独建网,建网的成本大幅降低。5G的出现和全面覆盖解决了物联网在高可靠、高速率、低功耗等方面的应用难题,实现了从基础层到应用层的跨越。

 

这种融合趋势有望拉动物联网连接数的快速增长。据中国移动预测,到2022年,物联网连接数将达到45亿,而其中5G拉动数将超过55%。到2025年,物联网连接数将超过53亿,此时5G的贡献将上升到73%。

图3 :5G拉动物联网连接数快速增长(图源:中国移动5G投资报告)

 

从人人互联到万物互联,5G不仅改变了我们的沟通方式,而且还将进一步改变我们与周边环境的沟通方式,这种智能世界的美好画面非常值得期待。

 

 

 

5G+无人机:实现前所未有的智能化飞行

实现智能化飞行是无人机行业的发展趋势。5G的网络特性能够满足无人机传输速率高、时延低的网络需求。借助5G,无人机将打破传统无人机人工操控的限制,实现智能化飞行,带来的最直观的结果是:无人机的应用空间将更广泛,功能也更加多样化,从航拍、安保、监控,甚至播撒农药,都能享受到智能化飞行带来的便利。此外,5G还能为无人机建立有效的空中管理网络,从而大大提高执行任务的速度,确保飞行安全。

图4 :5G助力无人机实现智能化飞行(图源:网络)

 

随着5G的全面推广和5G+无人机技术的逐渐成熟,无人机市场规模势必得到极大拓展。据中国产业研究院、开源证券研究所的调研数据,预计到2025年,国内消费级及娱乐航拍市场规模将达到300亿,农林植保无人机应用市场将达到200亿,安防市场约为150亿,电力巡检市场约为50亿,物流、环境监测等其他市场约为50亿,总规模将超过750亿。

 

 

5G+车联网:助力自动驾驶快速进入“实战”

自动驾驶的前景十分广阔。根据Navigant Research的预计,2030年全球自动驾驶车辆将达到2300万辆。根据麦肯锡咨询预测数据,我国自动驾驶汽车总销售额在2030年将达到约1.3万亿元,2040年将上升到2.5万亿元。

图5:5G为自动驾驶的实现提供技术支撑(图源:网络)

 

自动驾驶需要将海量数据进行实时传输,同时在车辆高速行驶状态下,对接收到的信息需要进行毫秒级的处理和操作判断,现有的4G网络很难满足这些需求。5G具有高可靠性和低延时特性,自动驾驶一直是5G最被看好的应用之一,它能有效减少交通事故的发生。通过为汽车和道路基础设施提供大带宽和低时延的网络,5G可提供高阶道路感知和精确导航服务。

 

在车联网的发展过程中,5G为其实现多场景应用提供了有力的技术支撑。现在,在北京、长沙、雄安新区等地的特定道路上,人们经常能看到行驶在城市道路上的自动驾驶试验车。在此,我们不妨大胆畅想一下,未来,我们将不会为自己开车这件事烦恼了,因为很快你就会有自动驾驶这位“专职司机”啦!

 

 

5G+智慧医疗:普惠万千家庭和个人

5G技术极大地提高了医疗行业的信息化程度。健康数据自动采集、 远程手术、 远程诊疗、 超级救护车等都是智慧医疗的重要组成部分。

 

在医院内,医疗信息系统与移动终端通过5G网络联接,医生能够实时完成X光影像等大医疗报告文件的快速调阅,缩短患者的就医时间。在医院间,远程实时会诊、医护人员远程视频培训等有了技术保障,5G网络高速率的特性,提升了诊断的准确性,使远程高清会诊成为可能,这一点将惠及偏远地区的医护人员和患者。

 

在医院外,5G高速回传与4K视频和VR技术结合,让医生如身临其境般了解院外医疗车内患者的状况。便携式5G医疗终端也是最被业界津津乐道的5G应用场景之一,届时,人们通过便携式终端就能随时远程和医疗专家沟通。

图6 :5G普及助力智慧医疗行业投资增长迅速(图源:前瞻产业研究院)

 

5G的普及为智慧医疗行业的应用落地提供了良好的条件。比如在疫情防控期间,5G助力政府和机构实现了疫情精准监测、实时通信,减少了潜在隐患,更加凸显了智慧医疗的重要性。现在,国内各地对于智慧医疗的投资也在逐年增加,百度、阿里、腾讯、京东、华为等科技企业早已布局智慧医疗产业,他们通过平台建设,将医生、医院、患者连接在一起,互联网医疗生态链初现雏形。作为智慧医疗产业重要的终端,可穿戴设备的出货量增长迅速,2019年全球智能可穿戴设备出货量达3.052亿台,中国可穿戴设备出货量达9924万台。

 

 

5G时代开启,射频芯片迎来旺盛需求

5G在世界大部分地区仍处于建设阶段。根据Gartner的数据,预计2020年的5G基础设施市场将达到42亿美元。中国信息通信研究院近日发布的2月国内手机市场运行分析报告显示,2月国内市场5G手机出货量达1507.1万部,占同期手机出货量的69.3%。上市新机型16款,占同期手机上市新机型数量的57.1%。

 

芯片技术是5G发展的基础。在5G基带芯片方面,5G多模多频特性使得芯片集成难度增大,目前仅有高通、华为、三星、联发科、英特尔、紫光展锐推出了基带芯片产品,未来为降低终端体积、改善终端功耗,5G终端基带芯片将持续向高集成度的SoC芯片方向发展。

 

射频前端(RFFE)器件是手机中的核心器件之一。根据Yole预测,整个RFFE和无线网络市场将比2017年翻一番还多,到2023年达到351亿美元,其中滤波器的复合增速高达19%。在5G射频芯片方面,5G高频段对射频器件的基础材料研发、滤波器及功放等元器件设计提出了更高要求。目前这一市场主要被Skyworks、高通、Qorvo、博通、村田等五大射频企业统治。随着射频半导体材料研发与关键元器件的持续攻关,华为海思、紫光展锐、卓胜微、中兴微电子等国内企业正在积极切入中高端射频芯片领域。

 

 

结语

5G新基建持续发力推动着产业生态逐步构建与完善。据GSA数据统计,截至2020年6月底,全球已公布的5G设备达到317类,涵盖手机、头显、热点、室内/外CPE、笔记本电脑、无人机等多种类型。5G网络建设的全面铺开,将进一步拓展并加速应用场景的落地。现在,5G已成为引领融合创新、激发新型信息消费的新动力,成为促进产业升级、驱动经济持续增长的新引擎。