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1、阿里巴巴新基建洞察之 5G智能经济应用场景研究报告 1 2 4 5 63 CONTENT 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
2、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
3、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 5 1 5G 技术简述
4、 三大技术特性决定行业应用方向 1 5G 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 2000M 4000Mbps 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 300 600Mbps 约为 4G 下载速率的 2 4 倍 5G 类似 4G 均有速率叠加技术 载波
5、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 5G eMBB 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 1 6 5G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
6、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 5
7、G 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 m
8、MTC 3 7 1 5G 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 8 10 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
9、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 1 5G 商用进展 2 8 5G商用进展 韩国将实现 5G 全国土覆盖 终端的发
10、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
11、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
12、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 CBH 5G 手机进展 3 9 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 2
13、019 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
14、 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 4 5G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 10 由于投资巨大 中国移动2 019 年实际建设了 7 万个 5G 基站 这是一个相比 4G 很少的数量 中移动拥有 4G 基站超过 250 万个 而中国电信和中国联通为节约成本采用双方共建共享的合建方式 2019
15、年共建设了约 8 万个 5G 基站 2020 年由于疫情的影响 政府出台以 5G 为首的新基建刺激计划 工信部要求 2020 年三大运营商全年的基站 建设计划 约 80 万个 提前一个季度完成 5G 全国建设进程全面提速 此外拿到另外一张 5G 牌照的广电 由 于缺乏通信基础设施积累和资金 目前在寻求和国家电网以及中国移动的合作 预计建设基站数量较少 另外外界较少提及 5G 的运营成本 由于国内 5G 基站建设量较大 大部分和 4G 共用铁塔和基站基础资源 在 4G 已经明确不扩容的情况下 5G 基站优先占用铁塔和部分传输资源 由于 5G 基站采用 MIMO 技术 导致耗电 量是 4G 基站耗
16、电量的3 4倍 由此带来巨大的电费成本 预计三大运营商未来完成 5G 全覆盖后 每年 5G 基站 总电费将超过 1 千亿人民币 目前各地方政府为了鼓励 5G 建设 已经开始陆续扶持补贴 5G 基站电费 5G商用进展 11 5G 智能经济应用场景分析 3 由于新基建成为后疫情时代国家刺激经济发展的催化剂 5G 建设的加速被赋予了更多的行业应用期望 各行 各业也在深入探讨 5G 的相关应用结合 媒体也不断有各类应用试点和宣传的报道 但需要清醒的认识 5G 在未来 行业应用的真实情况 需要注意 5G 的建设 发展及对业务的影响和变化是一个长期过程 增强 移动宽带 eMBB 海量 机器通信 mMTC GB 秒 移动通信 智能交通 智慧城市 3D 超高清 视频 高清语音 云办公 云游戏 VR AR 智能家居 M2M 超高可靠 低时延通信 uRLLC 工业自动化 自动驾驶 高可靠应用 移动医疗 图 4 5G 重要应用场景 Source ITU 12 5G智能经济应用场景分析 围绕更高速率 eMBB 的高速下载 超高清视频 云办公以及云游戏 VR AR 等场景 围绕超高可靠低时延 uRLLC 的工业
