20205G应用创新发展白皮书.pdf

目录IMT-2020(5G)推进组于2013年2月由中国工业和信息化部、国家发展和改革委员会、科学技术部联合推动成立，组织架构基于原IMT-Advanced推进组，成员包括中国主要的运营商、制造商、高校和研究机构。推进组是聚合中国产学研用力量、推动中国第五代移动通信技术研究和开展国际交流与合作的主要平台。5G融合应用发展态势第三届“绽放杯“5G应用征集大赛项目洞察十大重点应用分析5G融合应用的发展趋势与发展建议主要贡献单位P1P5P10P40P45IMT-2020(5G)推进组5G应用创新发展 白皮书1IMT-2020(5G)推进组5G应用创新发展 白皮书5G融合应用发展态1.1 全球多国逐步推广5G商用，加速推进5G应用目前全球5G商用发展初具规模。截至2020年7月底，已有46个国家/地区的99家网络运营商表示开始提供5G业务（含固定无线和移动服务）；截至2020年8月，全球有24个国家/地区的47家运营商已开始计划部署或试验面向公众的5G SA网络。韩国、欧洲、美国、日本等国家和地区均积极推动5G建设，鼓励开展5G融合应用。5G产业生态逐步丰富，应用探索不断深入，5G促进经济社会发展效能初步显现。（1）韩国消费者市场发展良好，已经获得初步收益韩国高度重视5G应用发展，在高清视频和VR等重点领域应用领先，并带动相关产业发展。韩国5G网络建设较为领先，截至2020年6月底，韩国5G用户达737万，占移动电话用户总数10.58%；建成5G基站12.1万个，完成85个大城市及主要交通动脉的5G覆盖；5G平均下行速度为656.56Mbps，是LTE的4.14倍。近三年（2020-2022年）韩国运营商将陆续投资约24.5-27.5万亿韩元（约1400-1600亿人民币）建设5G移动通信基础设施。在以中频段为主要5G网络部署类型的国家当中，韩国的覆盖率处于领先地位。韩国通过XR带动5G产业应用。2020年韩国政府推进新的“XR+”项目，计划投资150亿韩元，推进XR内容在公共服务、工业和科学技术领域的应用。受益于“XR+”项目推进，韩国运营商在内容产业持续发力，XR和游戏成为5G布局重点，面向消费者主推VR /AR、云游戏、4K视频等大流量应用，例如SK电讯推出基于5G VR的虚拟社交服务和云游戏服务；LG U+依托本国内容产业优势，借助中国VR终端、云平台等产业环节大力推广VR/AR应用。此外，为全面培育5G+战略产业，韩国政府2020年还将投入6700亿韩元（约39亿人民币），扶持领域包括智能工厂、智能城市、5G医疗、5G V2X和自动驾驶等。韩国运营商也积极探索5G在工业互联网、医疗健康、智慧交通、城市公共安全和应急等领域的应用，主要应用场景包括5G+AI机器视觉质检服务、远程数字诊断、手术教学、应急救援服务、新冠肺炎防疫机器人以及基于5G自动驾驶的场内配送等。例如SK电讯与韩国水电和核电公司合作建设5G智能发电厂，KT和现代重工集团合作开发基于5G网络的智能工厂服务，实现远程监控和故障检测等。（2）欧洲发挥工业优势，积极开展5G垂直行业应用试验欧洲5G固定无线接入业务成为欧洲光纤宽带的重要补充，运营商积极开展行业融合应用，同时探IMT-2020(5G)推进组5G应用创新发展 白皮书2索5G专网在工业领域的应用。截至2020年6月底，欧洲约20个国家推出商用5G服务，5G用户数约130万；基站数量方面，德国5G基站建设数量超过1万个，其他国家在几百到几千个不等。由于欧洲地区光纤覆盖不足，因此基于5G开展固定无线接入业务成为运营商发展5G的动力，例如瑞士电信运营商Sunrise初期5G网络建设专注部署于光纤网络未覆盖区域；西班牙和德国运营商开展了利用5G替代有线宽带的测试验证。欧盟对行业应用发展较为重视，其 “地平线2020”科研计划加速推进垂直行业应用。同时，运营商也积极开展5G行业应用试验，涵盖工业互联网、医疗健康、智慧交通、媒体娱乐等多个领域。例如英国伍斯特郡工业5G应用项目在工厂环境下开展基于5G技术的预防性维护试验，参与工厂的生产率提高了1%-2%；德国电信在汉堡港试验5G网络切片，验证了5G网络可满足多类复杂工业应用并行要求的目标；多家运营商利用5G技术广泛开展新媒体融合应用，推进5G直播在新闻、体育赛事和文艺演出中的应用。此外，德国期望从5G专网探索中突破行业应用壁垒，已开放5G本地专网频率（3700-3800MHz）申请，目前已颁发74张许可证。德国联邦运输和数字基础设施部（BMVI）2020年4月底发布了面向中小型企业的5G园区网络指南，资助建设欧洲5G工业园区网络。德国车企在5G专网应用方面表现积极，如奥迪计划在122个工厂建设5G专网，优化生产流程。（3）美国5G尝试多频段覆盖，应用处于技术验证期美国5G应用以固定无线接入为主，行业应用处于技术验证期。美国运营商面向消费者主要提供固定无线接入和增强的移动无线接入业务。美国5G网络的部署特点是热点地区高频段配置+其他地区低频段配置；高频段5G网络重点部署于体育场馆、购物中心、大学校园等高流量地区；低频段5G网络进行全方面广覆盖，但由于频率不足，相比4G速率提升较为有限；例如Verizon的高频段5G网络仅在35个城市的有限区域可用。由于美国高频段网络覆盖区域有限，且上市5G终端款数少（不到20款）、价格高（手机超过500美元），导致5G用户发展相对缓慢。美国5G行业应用目前处于企业自行探索和技术验证时期，部分运营商在工业互联网、医疗、车联网、智慧城市等领域开展试验，应用场景包括基于4K视频进行工厂内安全监测，基于AR/VR的员工培训及定位服务，以及利用5G+VR/AR赋能远程诊断和紧急救助等。美国国防部重视5G技术在军用领域的大规模试验和原型设计，两年来共在12个军事基地开展智能仓库、自动驾驶、VR/AR等5G技术和应用测试。（4）日本5G商用较晚，应用刚刚起步日本5G商用时间较晚，但已通过顶层设计布局5G应用。2020年3月日本5G正式商用，截至6月，5G用户约十几万；截至5月开通的基站数约1800 个。日本政府在“构建智能社会5.0”的愿景下，提出积极推动5G与人工智能、物联网、机器人等相互促进、融合发展。商用以来日本运营商主要面向消费3IMT-2020(5G)推进组5G应用创新发展 白皮书者提供高速移动接入、云游戏等大带宽业务，例如NTT DoCoMo为用户提供8K虚拟现实现场音乐、多角度观看视频和体育赛事的服务，以及100多种新游戏，其中包括许多基于云的游戏。运营商也在探索行业融合应用。NTT DoCoMo面向行业企业提供了22种解决方案，包括支持远程工作的智能眼镜和面部识别服务，以及利用VR的远程医疗、远程自动农用汽车的监控等。KDDI利用5G无人机完成4K视频传输测试，旨在探索无人机在公共安全和监控、农业监测、灾难响应等方面提供的服务。为了补充5G公网覆盖盲点，加快5G网络和应用普及，日本总务省开放专用频段促进利用5G专网在农业/工厂等领域开展应用开发和试验。制造企业富士通和三菱电机相继部署专网，验证5G专网系统和各种应用，如智慧安防、远程操作和维护支持等。日本东京都政府也将支持中小企业、旅游业、农业等各个领域开展5G专网应用试验。整体来看，全球5G融合应用发展呈现以下特点：一是消费领域应用最先落地，但尚未出现现象级应用。各国5G商用初期均以增强移动宽带业务为主，重点发展固定无线接入业务，以及基于高速接入提供超高清视频、VR/AR等应用。当前5G应用更多的是以5G技术的大带宽特性提升用户体验，现象级应用仍需进一步探索。二是行业应用仍处于起步发展阶段，并逐渐与各国优势领域结合向纵深拓展。大多数5G行业应用项目还处在试验环境下的技术验证期或示范阶段，尚未出现可大规模复制、扩展的成熟应用。韩国、日本、德国等国家分别积极探索将5G与屏显、机器人、工业等自身优势领域的融合应用。三是部分国家行业应用中5G专网渐成热点，但是仍处于初期建设、用例验证和商业探索期。当前在德国和日本开展的专网试验以行业巨头为主，我国运营商也在探索依托公网提供5G虚拟专网满足行业多样化需求，专网系统设备和应用均处于验证期， 未来发展有待观察 。1.2 我国政府重视5G融合应用，地方积极开展5G应用示范我国高度重视5G应用发展。中央政治局常委会提出要积极丰富5G技术应用场景，并加快5G网络等新型基础设施建设。工信部“5G+工业互联网”512工程推进方案提出打造5个产业公共服务平台，建设改造覆盖10个重点行业，形成至少20大典型工业应用场景。工信部关于推动5G加快发展的通知，要求全力推进5G网络建设、应用推广、技术发展和安全保障，充分发挥5G新型基础设施的规模效应和带动作用，支撑经济高质量发展。发改委、工信部关于组织实施2020年新型基础设施建设工程(宽带网络和5G领域)的通知，重点支持虚拟企业专网、智能电网、车联网等7大领域的5G创新应用提升工程。各地政府积极出台各类5G扶持政策，推动5G应用发展。截至 2020年9月底，各地政府出台行动计划、实施方案、指导意见等各类5G扶持政策文件460个，其中省级62个，市级228个，区县级IMT-2020(5G)推进组5G应用创新发展 白皮书4170个，多地政府对基站建设、用电成本进行补贴，积极开展5G应用示范，持续深化5G 产业合作。1.3 我国5G SA网络建设稳步推进，为5G应用发展打好坚实基础5G网络建设加快，为应用发展奠定基础。商用以来，我国5G网络建设加速推进，地方政府积极释放政策红利。截至目前，已累计开通5G基站超60万个，5G终端连接数超过1.5亿。SA （独立组网）已启动初步商用，为端到端网络切片技术的应用创造了基础条件，深圳市宣布提前超额完成“建设4.5万个5G基站”的目标，实现5G独立组网全覆盖，北京继深圳之后也实现了5G独立组网全覆盖，河南、广州等多地也在加快冲刺5G独立组网商用。MEC（边缘计算技术）是5G低时延场景应用中的关键使能技术，据不完全统计，三大运营商已在国内40多个城市开展了100多个基于边缘计算的5G商业应用试点项目，覆盖了多个行业和应用场景，包括智慧园区、智慧工厂、智 慧港口、智慧矿山等。1.4 新冠疫情防控推动5G应用加快落地，产业生态不断壮大新冠疫情防控推动5G应用加快落地。本次疫情是全球面临的共同挑战，5G为疫情防控以及复工复产带来科技化手段，同时也成为5G应用的展示平台。疫情之下，5G应用初试身手，在远程医疗、公共监控、智慧教育、远程办公、巡检物流等领域发挥了重要作用，加速了大家对5G是什么，为什么用5G的认识。如5G远程会诊在19个省份的60余家医院上线使用，实现全方位无障碍移动会诊；5G热成像监测已在十几个省交通枢纽地区普及；火神山医院建设的5G直播累计观看人次超过1.15亿；在线教育、在线协同办公等得到了广泛应用，例如“国家中小学网络云平台”访问量超过16亿人次。疫情也对医疗等行业的5G应用起到了短期催化作用，同时也迫使许多企业更多的关注5G的重要性，主动了解5G拥抱5G，在疫情后加快各垂直行业的数字化转型升级，给5G发展注入更多活力。5G融合应用产业生态不断壮大。在工业和信息化部指导下，5G应用产业方阵通过整合对接各地联盟、搭建融合创新平台、承办绽放杯等多种形式不断整合产业资源，扩大行业合作范围，激发创新活力。2020年组织5G创新中心评定工作，认定20家创新中心并公布授牌，覆盖智慧交通、工业、电力、云游戏等各个领域。社会多方主体加大5G应用投入力度，产融对接数量显著增加。中金资本、真格基金、联想创投、启迪之星等多个基金将5G应用作为投入方向之一。基础电信企业、华为、海尔、中国商飞、国家电网、比亚迪、中央电视台、阿里、浪潮等各行业巨头积极布局5G应用，中国移动设立了规模达300亿元的5G联创基金，5G应用产业生态进一步完善。5IMT-2020(5G)推进组5G应用创新发展 白皮书第三届“绽放杯“ 5G应用征集大赛项目洞察2020年第三届“绽放杯”5G应用征集大赛（以下简称第三届“绽放杯”大赛）旨在充分发挥社会各界力量，集思广益，挖掘一批充分体现5G能力的典型应用。为充分调动地方政府积极性，推动重点行业率先发展，大赛分别设立区域赛和专题赛。区域赛方面，已在上海、广东、江苏、浙江、河南、江西、四川、云南等8个省市举办。专题赛方面，已开展智慧城市、智慧生活、智媒技术、AR/VR、行业专网及应用、工业互联网、智慧园区、智慧医疗、5G助力疫情防控、云XR、云应用、车联网、金融科技、智慧商业、智慧交通及应用安全等16个专题赛。第三届大赛共有来自全国30个省、自治区、直辖市的2388家企业、科研院所、行业协会、政府机构等单位参与申报，申报项目达4289个。大赛凝聚全社会的能力和资源，促进技术革新和知识共享，进一步探索5G应用需求、业务形态和商业模式，为构建良好的5G应用生态奠 定基础。2.1 产业数字化加速，工业互联网独占鳌头第三届“绽放杯”大赛参赛项目继续围绕产业数字化、智慧化生活、数字化治理三大方向创新发展，三大方向分别占比63%、31%、6%。与2019年相比，产业数字化项目比例获得17%的增长，5G技术加速与垂直行业深度融合。5G行业应用方面，工业互联网、医疗健康、智慧交通、其他（政务、园区、商业等）、城市管理领域的项目数量位居前列，这五个领域项目数量占全部项目数量的65%。工业互联网项目占比连续三年增长，占据全部项目的28%，成为最具热度的5G融合应用领域。工业互联网领域应用的繁荣主要得益于国家及工信部对工业互联网的高度重视和专项支持，同时能源、农业、教育、金融等行业5G创新应用也在蓬勃发展。IMT-2020(5G)推进组5G应用创新发展 白皮书6图 2-1 2018-2020“绽放杯 ”大赛参赛项目各类行业应用占比2.2 5G应用样板逐渐形成，超三成项目获商用落地经过三年的时间，5G融合应用从创意到示范、落地，大多数第三届“绽放杯”大赛参赛项目已经有较为成熟解决方案，示范效应已经开始显现。2018年第一届“绽放杯”大赛有67%的参赛项目处于创意、调研、功能设计的初级阶段，这一比例在2020年第三届“绽放杯”大赛的参赛项目中下降到16%，更有31%的项目已经实现落地商用。不过已经商用落地的项目仍属于“样板间”，定制化程度高，尚不具备大规模商用和复制推广的条件，很多商用落地项目仅能收回成本，尚未形成盈利。 图 2-2 2018-2020“绽放杯 ”大赛项目成熟度对比7IMT-2020(5G)推进组5G应用创新发展 白皮书2.3 5G带动新技术加速融合创新，虚拟专网赋能行业应用作用逐渐凸显5G对人工智能、大数据、云计算等新兴技术带动作用突出。第三届“绽放杯”大赛参赛项目中，人工智能、大数据、边缘计算、云计算技术的使用率分别达到55%、52%、43%、40%。相比2019年，5G与ICT技术的融合水平继续提升，人工智能仍然是与5G应用融合度最高的技术，而边缘计算技术的使用率相比去年增长10个百分点，已成为5G应用关键使能技术。图 2-3 第三届 “绽放杯 ”大赛项目关键技术分析此外，2020年依托运营商公网的5G虚拟专网成为5G应用发展中的另一重要关键技术。随着5G SA网络部署的加速和切片技术的发展成熟，第三届“绽放杯”大赛参赛项目中有19%使用了虚拟专网技术。虚拟专网主要应用在工业互联网、医疗健康、智慧交通、智能电网/能源等对时延、可靠性等技术指标敏感度较高的行业。此外，5G应用还带动了一批新产品出现。本次大赛涌现了一批融合了5G等新技术的新产品，如配备了5G、医疗影像等先进技术的医疗推车、内置5G模组的工业网关、AGV等，这些新产品将随着5G应用的发展层出不穷，为经济社会发展增添新 动能。2.4 5G应用 “沿海引领、遍地开花”，政策环境为5G应用发展提供强大助力第三届“绽放杯”大赛呈现地域广、沿海引领、全国遍地开花的态势。本届大赛共收到来自全国IMT-2020(5G)推进组5G应用创新发展 白皮书830个省/直辖市/自治区的参赛项目，相比2019年新增海南、黑龙江、宁夏、青海参赛项目。参赛项目来源较为集中，数量最多的七个省市分别是广东、江苏、浙江、北京、上海、河南、山东，占参赛项目总数的70%；获奖项目数量最多的七个省市分别是广东、江苏、上海、浙江、北京、河南、四川，占获奖项目总数的74%。北京、上海、广东、浙江、江苏等经济发达地区的应用快速发展的同时，中西部地区涌现出一批优秀应用案例，山西、河南及云南等地多个项目荣获全国一等奖。5G融合应用发展水平一方面与当地5G及新一代ICT技术产业水平紧密相关，另一方面也与当地发展政策环境息息相关。以本届“绽放杯”参赛项目数量和获奖项目数量均最多的广东省为例，广东省5G技术、产业集聚，市场需求旺盛，为5G应用的快速发展奠定了基础，更重要的是，广东省营造了良好的政策环境，对5G发展有很多政策支持，先后出台广东省5G产业发展行动计划关于推动5G网络快速发展若干政策措施广东省 5G 基站和数据中心总体布局规划（20212025年）等政策文件，推出5G建网补贴等落地配套政策，良好的政策环境推动了省内5G应用的繁荣。图 2-4 第三届 “绽放杯 ”大赛参赛项目来源分布