阿里巴巴新基建洞察之5G智能经济应用场景研究报告.pdf

阿里巴巴新基建洞察之5G智能经济应用场景研究报告主编 | 肖剑监制 | 刘松、宿宸设计统筹 | 王甸甸 联合设计制作 | 阿里云设计中心出品团队 | 联合出品 | 阿里巴巴新基建洞察之5G智能经济应用场景研究报告124563CONTENT阿里巴巴新基建洞察之5G 技术简述5G 商业进展5G 智能经济应用场景5G 对行业带来的影响阿里巴巴 5G 研究及实践结束语5G 智能经济应用场景研究报告5G 的四大方向性应用场景5G 的重要行业应用5G 标准进展5G 商用进展5G 手机进展5G 中国进展高速率（eMBB）低时延（uRLLC）大连接（mMTC）消费互联网产业互联网3新基建的号角吹响，作为新基建之首的 5G，也按下了加速键。仅 3 月份三大运营商就发布了近 50 万个 5G 基站主设备集采。随后工信部要求三大运营商在今年三季度提前完成全年的 5G 基站建设，因疫情而延滞的大规 模 5G 基站建设拉开了序幕。当疫情让诸多社会公共服务几乎停摆的时候，以 5G、云计算、大数据、人工智能、工业互联网、物联网等为代表的“新基建”正在成为社会经济的重要载体。而 5G 在新基建中处于最根本的通信基础设施。它与 4G 最大的区别在于已经突破了面向个人的移动互联网范畴，广泛进入到产业和行 业领域中。但只有完成 5G 的商业闭环，才算是迎来 5G 真正的春天。在5G商用的半年时间里，大家似乎身边并没有感受到 5G 带来的变化，甚至连 5G 手机都看不到几款。那么 5G 真的很快吗？5G 真的会引爆行业应用和机遇吗？哪些行业是 5G 的典型应用场景？它们都有哪些价值？这正是本研究报告要探索的内容。在新基建成为政府热词和工作重心的今天，我们对 5G 的最新进展、发展问题及应用场景做出深度梳理。5G 对各个行业应用的匹配度和成熟度并不一致，阿里巴巴认为 5G 带来直接变化的四大通用应用方向为视觉锐度、极致体验、端云一体以及现场增强。结合 5G 在各个行业的落地，我们梳理出 5G 行业应用成熟度分析，并详细分析了各个行业的 5G 应用落地相关领域。在这个变化和不确定性成为常态的时代里，新基建不仅为信息化、数字化、智能化提供载体，更将催生出新的业务形态和发展模式。序515G 技术简述三大技术特性决定行业应用方向 15G 是第五代无线技术通信技术，其相对于 4G 而言，最核心的技术指标聚焦在高速率、低时延和大连接三个主要应用场景方向上。而这三个方向的落地其实各不相同。虽然 5G 在实验环境下（网络空载单点测试）无线下载速率可达 2000M4000Mbps（综合中国/日本/英国/印度/意大利测试结果），但实际上在现网应用中并没有这么快，韩国及美国是全球最早商用 5G 的国家（其中韩国截至2019年底已经超过 400 万用户），在真实现网中测试，5G 下载速率大约在 300600Mbps ，约为 4G 下载速率的 24 倍。5G 类似 4G，均有速率叠加技术（载波聚合）不断进行速率升级，因此 5G 的下载速率还可以更快，这完全取决于业务场景需求和运营商成本投入。 图: 1 5G 时代三大技术应用场景 Source: ACRC面向全行业的大连接物联网10Gbps的理论峰值速率5GeMBB极致移动带宽uRLLC超低延时通信mMTC海量机器互连1ms的空口延时超高可靠性高速率（eMBB）165G技术简介5G 超高可靠超低时延（时延低于1毫秒）通信，主要面向车联网、工业控制等对时延和可靠性具有高要求的垂直行业。5G 标准的制定，西门子/博世等企业均参与其中，提出了从运动控制、控制设备互联、可移动生产 设备、AR 等 5G 技术在工厂生产区内部的诸多未来应用场景以及相应的需求。但该场景的落地仍然需要较长时间。（目前工厂的生产线对无线网络在带宽、时延、可靠程度的需求的指标总体较低，西门子/博世主要布局在未来的 “智慧工厂”所需要的灵活性、移动性和多用途适用性以及“制造自动化”控制系统的高可靠性）5G mMTC 主要是针对未来物联网海量低功耗、低带宽、低成本和时延要求不高的场景所设计，但从目前 5G 的标准进展来看，mMTC 是争议最大的一个领域。也是目前仍未完成标准的领域。5G 革命性不仅仅在于它涵盖更多应用场景和更复杂的技术，还在于其有更强的包容性，目前看R16版本预计将现有的 NB-IoT/eMTC 标准纳入 5G 物联网中。在实际商用中，目前部署的 NB-IoT/eMTC 单基站设计容量可接入数万终端，但国内 NB-IoT 平均每个基站仅接入了数百个终端，利用率过低。而 5G mMTC 设计每平方公里可实现 100 万终端的大容量接入，目前来看技术 超前市场发展，因此 mMTC 的广泛应用及规模应用预计将更加漫长。2020 年 5 月工信部发文关于深入推动移动 物 联 网全面发展的通知也应证了这一点，通知要求到 2020 年底，NB-IoT 网络实现县级以上城市主城区普遍覆盖。未来物联网的连接和承载仍将以 NB-IoT 为主，5G 则满足高速率/低时延场景需求。低时延（uRLLC）2大连接（mMTC）3715G 商用进展商用1年的5G进入规模起步初期2目前已经商用 5G 的国家一共至少 50 个，在中国之前正式放号的国家一共有 8 个：韩国、美国、瑞士、澳大利亚、意大利、西班牙、英国及阿联酋。日本在 2020 年 3 月 25 日正式开始商用。从 OpenSignal 现网实际测试来看，相比 4G 速率，5G 最多提高 2.7 倍（美国）。其中我国运营商由于加速了 5G 网络建设，在目前网络利用率较低、国内用户较少的情况下 5G 现网测试速率是 4G 速率的 810 倍。目前全球 5G 用户数非常少，2019 年底全球突破1000 万用户。美国两大运营商只是在部分城市开通 5G 商用。整体上韩国在覆盖上占据全球先发截止到目前，5G 标准并未完全制定！5G 标准分为 R15（可简单理解为某一阶段标准）、R16 （可简单理解为 后一阶段标准）版本。R15 支持 5G 三大场景中的增强型移动宽带（eMBB）和超可靠低时延（URLLC）两大场景，并已经于2018 年 6 月份冻结（独立组网标准）。而 R16 版本（mMTC）的冻结，3GPP 在 2019 年明确宣 布推迟到 2020 年 3 月份。由于疫情的影响，目前继续顺延，已经至少推迟到 2020 年 6 月底。5G 标准进展15G 商用进展285G商用进展韩国将实现 5G 全国土覆盖）。终端的发展从来不是独立完成的，需要和芯片厂商、网络厂商联动，在实际网络中进行频繁的测试及联调。受中美科技制裁影响，5G 终端的发展走的并不太顺利。在 5G 手机基带芯片上，华为第一次超过了高通，2019 年 7 月底发布的华为 5G 手机 Mate20X，直接内置华为海 思 Balong5000 双模芯片（支持 SA 及 NSA 双模），而前期在国外上市的 5G 手机，大部分使用高通X 50 芯片（只支持 NSA 单模），且芯片性能测试上华为更加领先。高通的 X55 双模 5G 芯片直到 2020 年 2 月 19 日才正式推出。落后华为 7 个月。目前在国内外上市的 5G 手机，品牌和款型有限，除了华为以外（注：华为海思手机芯片只自用，不外卖），市场上陆续有使用高通 X50 芯片的三星、OPPO、VIVO、小米、联想、中兴等手机。19 年底联发科双模芯片也正式发布。（苹果手机由于 iPhone11 在 2019 年上半年定型，当时 5G 芯片并不成熟，因此没有使用 5G 芯片，不支持 5G，在 2020 年即将发布的 iPhone12 上才会正式搭载高通 X55 5G 芯片）。因为各国网络频率及网络环境不同，第一批上市的 5G 手机需要进行大量的现网测试和参数调测，这也是5G 手机规模商用不可或缺的阶段。所以 2019 年中市场上的 5G 手机处于小批量试水和实验阶段。并且除了华为以外，图: 2 华为第一次在 5G 基带芯片领域超越高通 Source: 21st CBH5G 手机进展39大部分前期手机（使用 X50 芯片的 5G 手机）在 2020 年下半年后，将难以使用中国的 5G 网络（高通 X50 芯片不支持 5G 独立组网）。全模 5G 手机真正的成熟规模出货期，受疫情影响，至少要在 2020 年 6 月份以后。4G 时代，中国商用时间大致晚于美国、日本、韩国 2 年左右，而5G时代，中国基本上与美国、韩国处于全球最早商用的同一时间段。2019 年 6 月 6 日，工信部向四大运营商（含广电）发放 5G 商用牌照，目前正在进行 5G 网络建设过程中 ，2019 年 11 月三大运营商正式发布资费。截至 2019 年底全国 5G 商用用户突破 300 万。由于 5G 无线频段比 4G 频段更高，因此 5G 单基站覆盖范围更小，5G 网络相比 4G 需要建设更多宏基站（ 达到同样覆盖，5G 基站数量约为 4G 的 2 倍），这意味着更高的成本和更长的建设周期。因此全球大部分运营商的 5G 建设是结合 4G 覆盖进行补充。在数据量较大的热点地区（例如金融街、CBD 等商务区）建设 5G 基站来分流手机上 网流量。我国运营商最开始的方案也是先采用非独立组网（NSA）与 4G 结合，再逐步过渡到未来的 5G 独立组网（SA）。但 2020 年由于新基建的建设，我国 5G 建设快速跃进为更激进的独立组网方案（注：5G 网络切片技术必须在独立组网基础上才可实现）。独立组网意味着运营商更大的投资成本（独立组网需要新建 5G 核心网，非独立组网则不需要，2020 年三大运营商 5G 资本开支至少将超过 2000 亿人民币）。5G 中国进展45G商用进展图: 3 5G 投资巨大导致电信/联通合建网络 Source:运营商财经网