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              5G應用試點已成燎原之勢,我國多省市打造5G示范標桿

              作者:中國信息通信研究院產業與規劃研究所 張春明 責任編輯:甄清嵐 2018.10.23 06:30 來源:通信世界全媒體

              通信世界網消息(CWW)2018年6月5G獨立組網標準的如期發布,標志著5G第一階段標準化工作正式完成,為產品研發奠定了基礎,產業進入了全面沖刺新階段。運營商、設備商、終端廠商、芯片廠商等各產業鏈環節紛紛加快其商用步伐,為規模商用做最后準備。全球主要運營商爭相公布5G推進時間表,5G終端加速成熟,國內外多家手機廠商均表示要在2019年正式向市場推出5G商用手機。

              目前中國移動、中國聯通、中國電信三大運營商都已布局5G預商用,并積極推進5G規模試驗,預計2019年進行5G預商用。我國多個省市將5G視為創新戰略的重要抓手,積極推進5G網絡規模試驗、產業發展和應用示范,搶占5G發展先機。

              5G助力各垂直行業應用創新升級

              文體娛樂

              隨著文體娛樂進入4K/8K時代,超高清視頻和VR/AR應用將成為5G率先成熟的應用場景,大眾應用的文娛領域主要包括游戲、社交、影視和直播,例如4K/8K直播、虛擬社區、VR巨幕影院、VR全景直播、AR互動觀賽等。

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              以VR/AR為例,沉浸感的提升依賴于畫質分辨率、渲染和交互的處理速度,四個發展階段對傳輸的帶寬、時延的需求逐步提升。帶寬從50Mbit/s逐步演進至5Gbit/s,時延從40ms提升至10ms以下,需要5G可以給予觀眾具備環境全域感的聽視覺沉浸式體驗。

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              對于以視頻類弱交互VR/AR而言,沉浸感體驗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,視頻體驗低于標清電視,可見VR+視頻對分辨率的要求將遠遠大于傳統視頻。對于以游戲類強交互VR/AR業務而言,沉浸感提升依賴于帶寬和時延的雙滿足,業界對運動時延(MTP)小于20ms的交互時延的需求對渲染時間和網絡傳輸時延提出非常高的要求,入門體驗階段將達到帶寬200MHz和時延10ms,進階體驗階段將快速提升到帶寬1.4Gbit/s和時延5ms。未來迫切需要依靠5G強大的無線傳輸能力和低時延特性支持VR/AR和超高清視頻業務進一步發展。

              工業互聯網

              隨著新一代信息通信技術與工業的深度融合,無線網絡技術將逐步向工業領域滲透,在企業內網中,5G將成為工業有線網絡有力的補充或替代,如5G mMTC場景將會成為工業信息采集和控制場景中較好的技術選擇;uRLLC被設計用于工業控制、工廠自動化、智能電網等高可靠低時延的業務需求。

              同時,在企業外網中,SDN、NFV、網絡切片等5G新型網絡技術,也將支持多業務場景、多服務質量、多用戶的隔離和保護。未來,5G將會應用在以下典型場景。

              1. 通過AR操作工業機器人進行智能化生產。在生產裝配操作過程中,采用5G AR眼鏡通過網絡與云端服務器通信,傳輸工業機器人操作手冊及所生產的信息等。遠端專家可協同操作工業機器人進行工業生產過程中的上下料、視覺智能檢測與分揀等。

              2. 通過AR進行輔助設計和協同設計。配合AR眼鏡通過5G網絡傳送的影像,設計師在設計階段可通過AR技術將設計師的創意快速、逼真地融合于現實場景中,優化完善設計方案。

              3. 產品遠程運行情況監控和維護。設備上加裝多個5G模塊,將各主要部件的運行情況實時回傳給廠家,并發出預警告知保養。

              4. 智能化倉儲物流。利用5G網絡特性,滿足貨物在入庫、倉儲、出庫、運輸中應用機器視覺、AGV(自動導引運輸車)、無人機、無人車等信息通信需求,對貨物進行物流管理。

              醫療健康

              目前,醫療健康無線業務場景眾多,根據傳輸的數據類型,對網絡的帶寬和時延要求各有不同,可將醫療業務應用場景歸為三大類。

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              第一類,基于醫療設備數據無線采集的醫療監測與護理類應用,如無線監護、無線輸液、移動護理、患者實時定位等,該類業務主要傳輸無線小包數據。

              第二類,基于視頻與圖像交互的醫療診斷與指導類應用。如實時調閱患者影像診斷信息的移動查房、采用醫療服務機器人的遠程查房、遠程實時會診、應急救援、無線手術示教和無線專科診斷等。該類業務多是基于多路大流量高清視頻,部分業務還需實時回傳患者端的醫療操作手法,需要5G網絡提供大帶寬和低時延的通信保障。

              第三類,基于視頻與力反饋的遠程操控類應用,如遠程機器人超聲檢查、遠程機器人內窺鏡檢查和遠程機器人手術。該醫療操作類業務,需要支持遠程觸覺傳遞和眼球追蹤應用,對提供高可靠性和毫秒級低時延的5G uRLLC場景需求較為強烈。

              車聯網

              車聯網通過借助LTE、5G等無線通信技術,將“人—車—路—云”等交通參與要素有機地聯系在一起。車聯網業務主要有信息娛樂服務類、安全與效率服務類、協同服務類三大應用場景。

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              目前,通過3G/4G移動網絡,用戶可以體驗到在線導航、歌曲下載等多媒體服務和基于車輛狀態信息采集與分析的線養護管理和汽車保險服務。但由于3G/4G傳輸帶寬不足和網絡時延過大,不能滿足高級別行駛安全與協同服務類業務。隨著5G技術在低時延、高可靠方面能力的增強,可以支持緊急剎車、逆向超車預警,在交叉路口防碰撞預警,道路限速、危險、交通燈提醒等主動安全預警、交通出行效率提升類服務。基于車聯網的自動駕駛技術對網絡時延性、可靠性要求極高,是5G可預見的主要應用領域,如共享汽車、遠程操作、自動和輔助駕駛、自動編隊行駛等。

              5G成為各地政府創新戰略重要抓手

              我國高度重視5G發展,5G應用創新熱情高

              目前,全球主要經濟體均把5G作為國家數字化戰略的優先發展領域,力圖超前研發和部署5G網絡,普及5G應用,構筑信息時代國家競爭新優勢。我國政府高度重視5G發展,從頂層設計、網絡試驗、專項規劃、試點示范等方面均進行了布局,地方政府不斷出臺5G相關政策。北京、廣東、浙江、四川等省市經信委、發改委、信管局等部門都相繼出臺了針對5G的發展策略、行動計劃、基站規劃等政策,積極推進5G網絡規模試驗、產業發展和應用示范。

              在示范應用方面,地方政府結合各地實際和基礎,圍繞VR超高清視頻、車聯網、工業互聯網、醫療健康等5G重點示范領域,帶動當地企業參與5G應用創新,加快面向5G具體應用場景的解決方案落地實施,同時,出臺一系列相關的政策來吸引相關企業到本地發展,加速產業鏈的形成。從全國范圍內來看,5G融合應用已經成為匯聚產學研用以及創新各類要素的集成器,成為國家創新驅動發展戰略的重要推進器。

              多個省市圍繞不同場景打造5G示范標桿

              根據北京市5G產業發展行動方案,未來五年北京將圍繞城市副中心、大興新機場、世園會、國慶慶典、北京冬奧會等五個重大工程、重大活動場所需要,開展5G自動駕駛、大健康大醫療、工業互聯網、智慧城市、超高清視頻應用等五大類典型場景的示范應用。

              另外,圍繞2022年北京冬季奧運會這一世界性體育賽事,發布了5G重點專項,計劃2020年前建成穩定覆蓋北京至張北沿線主要城鎮、奧運場館等區域的5G網絡,示范應用支持高清視頻即拍即傳、第一視角實時VR視頻、自動駕駛擺渡車等,此外,還將基于5G為奧運村提供智能家居、交通、餐飲、醫療、娛樂等全面生活服務。

              以廣州、深圳為代表的珠三角地區是我國電子整機的重要生產基地,而智能終端是5G應用落地的關鍵載體,包括手持頭戴的VR/AR設備、智能手機、無人機、機器人、智能家居等。根據深圳市5G三年行動計劃,未來將在車聯網、無人機、AR/VR、工業互聯網等4個方向開展示范應用,2020年實現在50個以上業務場景中形成規模示范效應。

              浙江、上海在5G應用方面創新熱情較高,政府、運營商和企業在多個5G場景聯合進行應用示范。今年5月,5G無人機在上海北外灘成功試飛,中國電信在上海虹橋打造首個5G示范商務區舉行建設啟動儀式。杭州的5G應用試點將針對杭州電子商務、文化創意產業發達的特點,大力推進工廠物聯網示范應用、大力發展智能制造等領域。

              中西部以重慶、武漢等地為核心,物聯網產業發展迅速。重慶5G實驗室重點研發方向瞄準物聯網智能應用、V2X下一代車聯網技術應用研究兩大重點研究領域,促使5G商業應用更快成熟推出。湖北建立了5G產業聯盟,逐步開展無人駕駛、無人機智能巡檢、北斗精確定位等5G垂直行業示范應用。

              吉林、遼寧擁有以一汽、華晨寶馬等整車制造企業,同時有沈陽新松機器人、東軟集團等高新技術企業,其5G試點重點在車聯網和工業聯網方面。國家智能網聯汽車應用(北方)示范區是吉林省首個5G應用,二期已經搭建V2I的測試條件,實現利用5G網絡傳輸車輛動態信息到智慧交通管理系統、對智能網聯汽車進行遠程接管等測試應用。沈陽作為全國首批5G應用示范城市之一,承接了“智慧工廠”應用項目,中德(沈陽)高端裝備制造產業園已經啟動5G園區規劃建設,2020年將基本完成面向工業互聯網的移動網絡的改造和建設,推動建設10家智能工廠。

              5G應用面臨的問題與挑戰

              未來三年是培育和強化5G在各行業應用的黃金機遇期,5G在各行各業的應用前景已經得到全社會的廣泛關注,但仍然面臨諸多共性問題。

              首先,5G融合應用的推動目前仍以通信行業為主,垂直行業客戶、主管部門、各地政府、產業園區及應用產業環節參與力度有限,通信行業對各行業需求的挖掘深度不足,而行業客戶對5G技術理解有限。其次,5G應用缺乏清晰的商業模式,行業痛點與5G的結合仍需進一步尋找突破口,需要產業各界深入探索與垂直行業共贏的全新商業模式。最后,5G應用生態體系尚需完善,5G應用、網絡、終端及計算處理和數據分析四層架構雖然初具雛形,但仍需要進一步加強協同,以便形成端到端的完整生態和解決方案。

              來源:通信世界雜志10月25日,第28期

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