自2019年國內(nèi)5G正式商用開始，5G已經(jīng)走過了2個年頭，5G前進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個國家的5G商用網(wǎng)絡(luò)正在運營，國內(nèi)的5G基站也超過了60萬個。于此同時，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。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。
一、行業(yè)概述
1、 移動通信代際技術(shù)進步
1G：1986-1999 | 采用模擬信號，最大速率2.4K |
2G：1991-至今 | 采用數(shù)字信號，采用時分復(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，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)用戶的移動使信號更穩(wěn)定、多用戶檢測等，進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，采用OFDMA技術(shù)提升了頻譜的使用率，ICIC技術(shù)通過提高有效信號的功率實現(xiàn)更好的信噪比，MIMO技術(shù)使用了更多天線，實現(xiàn)了多點收發(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，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。這一改進可以提高NR信道編碼效率，能以低復(fù)雜度和低時延，同時通過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，移動通信技術(shù)每一次的升級，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，進而達到高速率、低時延和更穩(wěn)定的傳輸，這三個功能指標(biāo)上的飛躍。即：“更高、更快、更穩(wěn)”！！！
2、5G三大應(yīng)用場景對應(yīng)的技術(shù)協(xié)作
根據(jù)國際電信聯(lián)盟（ITU）對5G應(yīng)用場景的定義，可分為三大應(yīng)用場景，即eMBB（Enhance Mobile Broadband）增強移動帶寬、uRLLC（Ultra Reliable Low Latency Communications）超高可靠低時延通信、mMTC（Massive Machine Type Communications）海量機器通信等。
而在這三大應(yīng)用場景的背后，具體的技術(shù)協(xié)助究竟是如何實現(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達到了100MHz，毫米波上甚至能支持400MHz，提供了更快的條件。
4G時代數(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，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。這一改進可以提高NR信道編碼效率，能以低復(fù)雜度和低時延，擴展達到更高的傳輸速率。
MassiveMIMO超密集組網(wǎng)就是增加了基站的密度，在同一個基站內(nèi)增加了天線的數(shù)量，通過載波聚合，就能實現(xiàn)更快的速率。這就像原來一堆貨物只有一個大卡車一趟一趟的搬運，現(xiàn)在來了幾百輛小卡車，一次性就全部搬完。
uRLLC：邊緣計算
5G實現(xiàn)低時延除了提高了NR信道編碼效率外，最重要的就是邊緣計算了。
mMTC：NB-IOT當(dāng)數(shù)據(jù)中心部署的位置離設(shè)備越近的時候，數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r延就越低。因此，為了實現(xiàn)更低的時延，會把對時延要求敏感的數(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，也就是邊緣計算了。
mMTC在國外還有eMTC技術(shù)，但在國內(nèi)就只有NB-IOT技術(shù)了。NB-IOT技術(shù)是第一種專門為實現(xiàn)海量物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備通信設(shè)計的技術(shù)，在2020年7月9日結(jié)束的ITU-R WP5D #35會議上，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5G產(chǎn)業(yè)的大力扶持
自5G商用以來，國家各部委頻頻出臺各類政策來支持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。中興通信自與美國和諧以后，奮發(fā)圖強，市場份額穩(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%，但隨著瑞典對華為的5G禁令，不排除未來受國內(nèi)訂單的影響，排名會初步下降。諾基亞目前雖然以13%的市場份額排名第四，但由于失去了中國市場，前景堪憂。
運營商：中國移動及中國電信是國內(nèi)最積極的運營商，截止目前移動已經(jīng)擁有了1.65億的5G用戶，電信則擁有了8650萬的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商用還需要時日。
行業(yè)應(yīng)用方案：5G在千行百業(yè)雖然側(cè)重點不同，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：5G手機月出貨量已經(jīng)達到2014萬部，占國內(nèi)手機出貨比例接近70%。
從手機品牌市場占有率情況統(tǒng)計，華為以48.4%的占有率排名第一，榮耀手機以10.3%的占有率排名第二。蘋果由于新機發(fā)布較晚，占有率僅為5.9%。而2020年銷量不錯的小米則僅以1.8%的占有率，排在第七。
其他應(yīng)用場景，目前均實施卡位戰(zhàn)略，打造標(biāo)桿案例為主，下面我們看看國內(nèi)巨頭的布局情況：
5G+文娛：央視頻借勢5G布局4K/8K超高清視頻
5G+出行：大唐移動智慧交通方案“央視頻”是中央廣播電視總臺為適應(yīng)移動互聯(lián)網(wǎng)時代的用戶使用需求，基于5G+4K/8K+AI等新技術(shù)，推出的總臺綜合性視聽新媒體平臺，也是中國首個國家級5G新媒體平臺。
5G+醫(yī)療：中國聯(lián)通布局5G智慧醫(yī)療2018年，大唐移動與廈門市交通運營局達成戰(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、中國聯(lián)通集團共同發(fā)布了國內(nèi)首個面向5G的城市級智能網(wǎng)聯(lián)應(yīng)用---廈門5G BRT智能網(wǎng)聯(lián)車路協(xié)同系統(tǒng)。
中國聯(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遠程手術(shù)試驗，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，會在原來的行業(yè)場景進行深耕，5G會從“5G+行業(yè)”的試驗?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”，就是終端本地的計算能力很弱，只能提供信息分發(fā)，簡單操作、顯示以及簡單的數(shù)據(jù)處理能力，大部分計算能力都遷移到了云端。代表產(chǎn)品有“云手機”、“云電腦”、“云桌面”等產(chǎn)品。
2021年1月26日，中國電信發(fā)布了第一款5G云手機“天翼1號2021“，相比其他5G手機動輒3000以上的價格，“天翼1號2021“只需要1199，比4G手機還便宜。原因就在于，這是一個弱終端。該手機本地的配件性能不需要很高，只需要把計算放在云端，加上5G網(wǎng)絡(luò)低時延的特征，用低性能的配件就可以達到與現(xiàn)有主流5G手機一樣的使用感受。
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，只需要在這個卡片上進行指紋識別，并且連接到顯示屏和網(wǎng)絡(luò)即可隨時使用。
以上的產(chǎn)品能否在2021年爆發(fā)尚有爭議，但下面這個產(chǎn)品，在2021年大概率會成為行業(yè)的焦點。
這個產(chǎn)品就是“云桌面“，“云桌面“其實已經(jīng)發(fā)展很多年，但受制于辦公帶來的延遲感體驗較差，發(fā)展尚未普及。隨著5G、wifi6及邊緣計算等技術(shù)成熟，這個瓶頸則有望被解決。5G、wifi6+邊緣計算帶來的高可靠性及低時延性，完全可以讓”云桌面“在任何場景都擁有與現(xiàn)有辦公場景一樣的體驗。
由于計算、存儲全在云端/邊緣端，“云桌面“的載體計算機可以完全弱化，采用全國產(chǎn)化的配件，成為一個完完全全的國產(chǎn)弱終端，飛騰CPU+紫光內(nèi)存+長江儲存硬盤+京東方屏幕+麒麟系統(tǒng)。不提脫離美國企業(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，“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)可以跟進客戶需求進行建網(wǎng)，并且收取建設(shè)費、帶寬租賃費等。這就使得運營商的投入產(chǎn)出得到可靠的回報。
而在客戶使用上，窄帶專網(wǎng)設(shè)備移動性受限，實際應(yīng)用不方便；工業(yè)級wifi穩(wěn)定些和安全性較差，無法滿足實際行業(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。
5G專網(wǎng)可以根據(jù)部署范圍進行區(qū)域設(shè)計，使用特定頻段，網(wǎng)絡(luò)需求個性化，部署靈活，特別適合對時延要求苛刻、可靠性要求高、上行速率要求高、數(shù)據(jù)安全和隔離要求嚴格的場景。如醫(yī)療、能源、制造業(yè)等等。
目前，三大運營商業(yè)已經(jīng)分別針對5G專業(yè)設(shè)計了產(chǎn)品。
中國移動：優(yōu)享、專享、尊享三種模式
盡管三家運營商對5G專網(wǎng)部署方式的命名不同，但基本架構(gòu)是一致的。
中國聯(lián)通：虛擬專網(wǎng)、混合專網(wǎng)、獨立專網(wǎng)三種模式
3、5G+消息分發(fā)
即5G消息。5G是短信業(yè)務(wù)的升級，是面向用戶提供增強的消息服務(wù)，能夠為用戶提供文本、圖片、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，提升用戶體驗，是有機會重新喚醒短信業(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：
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)能力是否可以撬動用戶。
2） 終端機型適配還不夠多。5G消息是終端強依賴的業(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消息的功能測試。
3） 跨平臺入口問題，為進一步提升用戶粘性，適應(yīng)更多場景，需要支持跨終端適配的需求。
此外，在終端應(yīng)用升級、用戶體驗優(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，中國電信、中國聯(lián)通5G消息平臺兩次流標(biāo)，但正所謂好事多磨，5G消息平臺流標(biāo)不影響5G消息發(fā)展前景。相反，無論在供給側(cè)還是需求側(cè)，5G消息都被市場所接受，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)濟工作會議會議指出，要大力發(fā)展數(shù)字經(jīng)濟，加大新型基礎(chǔ)設(shè)施投資力度。十四五規(guī)劃建議進一步提出系統(tǒng)布局新型基礎(chǔ)設(shè)施，加快第5代移動通信、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)中心等建設(shè)，推動物聯(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5G應(yīng)用的展示宣傳推廣以及電信運營企業(yè)、通信設(shè)備企業(yè)、行業(yè)應(yīng)用企業(yè)與用戶的對接合作，助推5G應(yīng)用落地，支撐經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展。組委會在第九屆中國電子信息博覽會（CITE 2021）期間舉辦高規(guī)格5G系列主題活動，如5G峰會、5GNB-IoT創(chuàng)新應(yīng)用、5G+自動駕駛、5G+AR/VR、5G+8K超高清、5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等活動。并組織5G-AIoT創(chuàng)新應(yīng)用主題展區(qū)，其中自動駕駛車聯(lián)網(wǎng)、無人機主題展區(qū)在7、8號館，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、8K超高清和AIoT在1號館，歡迎產(chǎn)業(yè)界朋友參與交流合作。
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