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2019年中國5G軟件應用需求及5G觸發新需求分析[圖]

2019年11月15日 13:54:13字號:T|T

    相較于3G網絡,4G網絡更高的傳輸速率以及大幅下降的資費讓數據信息獲取的成本更低,個人應用服務的豐富程度也得到大力提升,在4G及移動互聯網的快速普及下,移動互聯網流量迎來了爆發式增長,基于流量數據等的各種模式創新型計算機企業也快速崛起,迅猛發展。

相較于3G網絡,4G網絡更高的傳輸速率以及大幅下降的資費讓數據信息獲取的成本更低,個人應用服務的豐富程度也得到大力提升,在4G及移動互聯2009-2019年移動互聯網流量及增速預測

數據來源:公開資料整理

    相較于3G網絡,4G網絡更高的傳輸速率以及大幅下降的資費讓數據信息獲取的成本更低,個人應用服務的豐富程度也得到大力提升,在4G及移動互聯手機網絡視頻及手機網絡游戲快速發展。網絡傳輸速率的提升以及流量資費的下降使得消費者開始使用手機觀看在線視頻,用智能手機玩游戲,手機網絡視頻的用戶規模從2013年的2.5億增加到2018年的5.9億人,手機網絡游戲用戶規模從2013年的2.2億增加到2018年的4.6億人。

    2013-2018.12手機網絡視頻及游戲用戶規模

數據來源:公開資料整理

    得益于流量資費的下降以及網絡傳輸速率的提升以及智能手機的發展,4G時代的到來,給人們的生活帶來了翻天覆地的變化,消費者開始使用手機不只是打電話,越來越多的使用微信等即時通信功能,開始越來越多的使用網上外賣、網絡購物、網上支付等功能實現了足不出戶就能生活。手機即時通信用戶規模從13年4.3億增加到19年8.2億人,手機網上外賣用戶規模從15年1億增加到19年億4.2人,手機網絡購物用戶規模從13年1.4億增加到19年6.2億人,手機網上支付用戶規模從13年1.3億增加到19年6.2億人。

    4G以及智能手機的發展加速了移動互聯網的普及,數據信息的產生和傳輸效率大幅提升,快速將每個個體數字化。

    一、5G需求

    在性能方面,5G技術的用戶體驗速率將達到4G的十倍,單位面積能接入終端數也是以前的十倍,數據傳輸的時延大大減少。5G的應用有三個場景:增強移動寬帶(eMBB)、海量機器通訊(mMTC)、高可靠低時延通訊(uRLLC)。其中eMBB主要是傳輸速率的提升;mMTC和uRLLC則是針對行業推出的全新場景,推動5G由移動物聯網時代向萬物互聯時代轉變。

    5G功能的提升

名稱
定義
4G性能
5G性能
體驗速率(bps)
真實網絡環境下用戶可獲得的
最低傳輸速率
10-100M
100M-1G
連接數密度
(個/Km
2)
單位面積上支持的在線設備總
10萬
100萬
時延(ms)
數據包從源節點開始傳輸到被
目標節點正確接收的時間
30-100
1
移動性(Km/h)
滿足一定性能要求時,收發雙
方時間的最大相對移動速度
350
500
流量密度(Mbps/m
2)
單位面積區域內的總流量
0.1M
10M
峰值速率(bps)
用戶可獲得的最高傳輸速率
1G
10-20G
頻譜效率(bps/HZ)
凈比特率,峰值傳輸速率下所
占信道的寬度
1x
3x-5x

數據來源:公開資料整理

    原本對網絡的速率、穩定性、時延等有更高要求的行業將隨著5G的發展迎來新的機遇。無人駕駛要求毫秒級的時延和接近100%的可靠性,5G網絡將時延從4G網絡的30毫秒降低到1毫秒,滿足了無人駕駛的要求,隨著5G的應用,地圖提供商提供的地圖精度也會大大增加;同時,智能醫療和工業自動化也受益于時延的降低。

    二、應用

    1、車聯網及無人駕駛

    高精度地圖和全場景高精度定位是實現L4級別高度自動駕駛路徑規劃的前提條件。高精度地圖可以為車輛環境感知提供輔助,提供超視距路況信息,并幫助車輛進行規劃決策,在5G提供的高傳輸速度環境下,地圖提供商可實現地圖的時時更新,提供更精準的路況信息。高精度定位將自動駕駛汽車的環境感知結果與高精度地圖進行對比,得到車輛在高精度地圖中的精確位置和姿態,為了滿足車輛的高精度定位,往往需要多種定位方式,同時伴隨的大量的數據傳輸和低延時的要求,當前的車聯網無法滿足。

    高精度地圖和全場景高精度定位是實現L4級別高度自動駕駛路徑規劃的前提條件。高精度地圖可以為車輛環境感知提供輔助,提供超視距路況信息,并幫助車輛進行規劃決策,在5G提供的高傳輸速度環境下,地圖提供商可實現地圖的時時更新,提供更精準的路況信息。高精度定位將自動駕駛汽車的環境感知結果與高精度地圖進行對比,得到車輛在高精度地圖中的精確位置和姿態,為了滿足車輛的高精度定位,往往需要多種定位方式,同時伴隨的大量的數據傳輸和低延時的要求,當前的車聯網無法滿足。

    2018年1月至2019年6月國內車聯網領域投資規模已超過950億元,總規模有小幅上升的趨勢,案例數為149個,數量有所減少,總體維持在每月8個案例左右。車聯網領域投資呈現單筆平均交易規模上升的趨勢,大額交易成為熱點,車聯網相關企業估值上漲明顯。

    2018/1-2019/6國內車聯網領域投融資趨勢

數據來源:公開資料整理

    2、智慧醫療

    通過將5G技術引入醫療行業,將有效滿足如遠程醫療過程中低時延、高清畫質和高可靠高穩定等要求,推動遠程醫療應用快速普及,急救,實現對患者(特別是邊遠地區患者)進行遠距離診斷、治療和咨詢。在5G時代,大規模醫療物聯網生態系統,將覆蓋數百萬甚至可能是數十億低功耗、低比特率的聯網醫療和健康監測設備、臨床可穿戴設備和遠程傳感器。屆時,醫生們可以依靠這套系統對病人的醫療數據實現定時收集,通過多種數據的累積分析,醫生還可以借此來提高診斷的準確性。

    全球范圍內首次開展多中心的遠程實時骨科機器人手術在2019年6月成功實現,手術過程中,5G網絡高速率、大連接、低時延的典型特征在遠程手術領域得以充分展現。近年來,醫療機器人技術有著突飛猛進的發展,如今在5G網絡的支持下,可以實現快速傳輸高清4K畫面,實時穩定傳輸手術機器人遠程控制信號,使遠程機器人手術得以實際應用。不同于過去遠程視頻會診指導手術和遠程手術規劃,通過5G通信技術,從“遙規劃”成為“遙操作”,真正實現了遠程操控骨科手術機器人實時手術。在可預見的未來,5G+遠程機器人手術的推廣應用將有效緩解我國醫療資源區域分配不均的問題,讓更多的患者享受高水平、高質量的醫療服務。

    2018年1月至2019年6月,遠程醫療總融資數量48個,融資規模達46.68億元,遠程醫療領域整體上投融資狀況平穩。之前該細分領域所受關注度較低,但在2018年1月、2018年10月和2019年6月融資數量和融資額度激增,主要原因是該三個月份均發生數筆億元級別的融資。從2019年開始,平均單筆融資額逐步上升,2019年6月,騰訊投資、碧桂園、紅杉資本中國,向企鵝醫生注資2.5億美元。

    2018/1-2019/6國內遠程醫療領域投融資情況

數據來源:公開資料整理

    1、 工業控制

    工業自動化控制,是制造工廠中最基礎的應用,核心是閉環控制系統。在該系統的控制周期內每個傳感器進行連續測量,測量數據傳輸給控制器以設定執行器。典型的閉環控制過程,周期低至ms級別,所以系統通信的時延需要達到ms級別甚至更低才能保證控制系統實現精確控制,同時對可靠性也有極高的要求。5G可提供極低時延長、高可靠,海量連接的網絡,使得閉環控制應用通過無線網絡連接成為可能。

    在智能制造生產場景中,需要機器人有自組織和協同的能力來滿足柔性生產,這就帶來了機器人對云化的需求。5G網絡是云化機器人理想的通信網絡,是使能云化機器人的關鍵。5G切片網絡能夠為云化機器人應用提供端到端定制化的網絡支撐。和傳統的機器人相比,云化機器人需要通過網絡連接到云端的控制中心,基于超高計算通過云技術機器人將大量運算功能和數據存儲功能移到云端,這將大大降低機器人本身的硬件成本和功耗。并且為了滿足柔性制造的需求,機器人需要滿足可自由移動的要求。因此在機器人云化的過程中,需要無線通信5G網絡具備極低時延和高可靠的特征。5G網絡可以達到低至1ms的端到端通信時延,并且支持99.999%的連接可靠性,強大的網絡能力能夠極大滿足云化機器人對時延和可靠性的挑戰。

    2、 智能安防

    從整個安防產業的角度來看,安防主要包括智能監控系統、防盜報警系統、智能門禁、紅外周界報警系統、電子圍欄、智能門鎖等,這其中,視頻監控在整個安防市場占據了半壁江山,占比達49%。此外,由于視頻監控系統涉及到整個監控過程中的數據采集、傳輸、存儲以及最終的控制以及顯示,是整個安防系統的基礎支撐,很多子系統都需要通過與其相結合才能發揮出自身的功能。5G首先保障的是通訊傳輸的問題,而在整個智能安防環節中,以視頻監控為主的監控系統環節涵蓋了整個安防產業當中最為主要的數據傳輸環節,同時也是整個安防領域中市場份額最大也最為核心的一個環節,所以伴隨著5G技術不斷的深入融合到整個安防產業當中,最先受到影響并被變革的一個領域必然是視頻監控。

    2018年1月至2019年6月,在智能安防領域總融資數量為87個,融資規模達436.33億元,之前國內智能安防市場投資不溫不火的原因在于市場接受度較低,阻礙推動的五大因素為消費者對于安防技術存在困惑感、是否具有消費必要性以及實際效果差,市場接受度的改變核心還是在于技術產品和服務的提升,由于5G網絡的到來,智能安防領域可能迎來新一輪爆發,受制于低寬帶、低可靠、高時延網絡能力的傳輸系統會大幅得到改善。

    2018/1-2019/6國內智能安防領域投融資趨勢

數據來源:公開資料整理

    三、5G觸發新需求

    1、云游戲

    運行的游戲將不在本地終端(手機/電腦/VR一體機等)運行,而是直接在云端運行、渲染,然后將視頻流進行壓縮通過高速網絡傳輸到終端上運行,直接把游戲客戶端放在云上,未來將向“流媒體平臺”形式發展,無需下載,只需一個簡易的瀏覽器即可暢玩各種大型游戲。受制于網絡傳輸速率較慢,延遲過高,競技類游戲用戶體驗極差。云游戲需要同時傳輸視頻流和音頻流,產生的流量巨大,但游戲又對延遲有嚴格的要求,尤其是競技類游戲,因此各類云游戲產品的網速要求普遍較高。

    海外云游戲服務產品網速要求

產品名稱
最低網速要求
GeForceNow
10Mbps
PSNow
5Mbps(推薦12Mbps)
ProjectStream
10Mbps
Liquidsky
5Mbps(推薦20Mbps)
Shadow
15Mbps
Parsec
10Mbps

數據來源:公開資料整理

    5G在寬帶和時延方面成倍優于4G,5G的寬帶是4G的100倍:2013年開始使用的4G網絡理論寬帶為100Mbps,在中國的實測速率為10-30Mbps之間;而5G理論網絡傳輸速度可達到10Gbps。此外,5G設備的數據傳輸延遲在1ms以下,而4G設備的數據傳輸延遲為50ms。

    游戲產業內巨頭在云游戲領域探索多年。除了早年游戲基礎設施廠商的布局,如索尼的PlayStationNow、英偉達的GeForceNow,2018年以來,多家非游戲的互聯網巨頭也布局云游戲,包括國外微軟的xCloud、亞馬遜的Gameon、谷歌的Stadia;國內有騰訊的START、華為的華為云、阿里基于YunOS的電視云游戲平臺,共性都是在云計算領域業務實力突出。5G解決了網速和時延問題,疊加通用技術的成熟,云游戲的參與者將會越來越多。

    2、VR/AR

    VR/AR是仿真技術的重要方向,是仿真技術與計算機圖形學人機接口技術、多媒體技術、傳感技術、網絡技術等多種技術的集合。VR技術可以生成實時動態的三維立體逼真圖像,模擬真實環境;同時理想的VR具有一切人所具有的感知,例如聽覺、觸覺、力覺、運動等。AR則是一種實時地計算攝影機影像的位置及角度并加上相應圖像、視頻、3D模型的技術,這種技術的目標是在屏幕上把虛擬世界套在現實世界并進行互動。VR和AR都需要三維交互設備來實現。受制于網絡傳輸速率,現有的VR/AR延遲嚴重、渲染力不足分辨率低、不穩定性和噪音會使用戶產生暈眩感,用戶體驗比較差。

    5G在帶寬和時延方面的具有巨大優勢,可以解決渲染能力不足、互動體驗不強和終端移動性差等痛點問題。高質量VR/AR業務對帶寬、時延要求非常高,例如對于VR來說,要達到非常好的用戶體驗,需要的帶寬要達到1000Mbps以上,延時要達到小于2ms的級別,而對于AR來說要達到不錯的用戶體驗也需要200Mbps帶寬以上和5ms以下的延時,這在4G時代是沒有辦法實現的,唯有5G能滿足這樣的高速傳輸能力。5G下延遲可縮短到幾乎不可察覺的最小值,能夠消除圖像漂移問題,提供逼真的實境體驗。

    VR/AR用戶體驗級別對應帶寬及延時要求

 -
用戶體驗級別
帶寬要求
延時要求
VR
一般
40Mbps
<40ms
較好
100Mbps
<20ms
極好
1000Mbps
<2ms
AR
一般
20Mbps
<100ms
較好
40Mbps
<50ms
極好
200Mbps
<5ms

數據來源:公開資料整理

    2012年谷歌就發布AR眼鏡GoogleGlass,Facebook在2014年20億美元收購了VR設備領頭羊Oculus,微軟在2016年發布了第一代混合現實設備Hololens,今年2月25日更是推出Hololens2代頭顯。今年3月蘋果公司CEO庫克也明確提出未來蘋果發展的核心將是AR。除此之外,眾多科技巨頭三星、HTC等都相繼加入了VR/AR產業。國內廠商華為在5G和VR結合方面走在了產業前列,在今年1月25日重磅發布了5GCloudVR服務,包括CloudVR開發套件、華為云CloudVR連接服務以及CloudVR開發者社區,將VR運行能力由終端向云端進行轉移,以此來推動VR/AR應用在智能手機端的普及。借助5G在網速和時延方面的巨大優勢,疊加云技術的成熟,VR/AR行業發展爆發在即。

    相關報告:智研咨詢發布的《2019-2025年中國5G行業市場供需預測及發展前景預測報告》 

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