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2019年中国5G软件应用需求及5G触发新需求分析[图]

2019年11月15日 13:54:13字号:T|T

    相较于3G网络,4G网络更高的传输速率以及大幅下降的资费让数据信息获取的成本更低,个人应用服务的丰富程度也得到大力提升,在4G及移动互联网的快速普及下,移动互联网流量迎来了爆发式增长,基于流量数据等的各种模式创新型计算机企业也快速崛起,迅猛发展。

相较于3G网络,4G网络更高的传输速率以及大幅下降的资费让数据信息获取的成本更低,个人应用服务的丰富程度也得到大力提升,在4G及移动互联2009-2019年移动互联网流量及增速预测

数据来源:公开资料整理

    相较于3G网络,4G网络更高的传输速率以及大幅下降的资费让数据信息获取的成本更低,个人应用服务的丰富程度也得到大力提升,在4G及移动互联手机网络视频及手机网络游戏快速发展。网络传输速率的提升以及流量资费的下降使得消费者开始使用手机观看在线视频,用智能手机玩游戏,手机网络视频的用户规模从2013年的2.5亿增加到2018年的5.9亿人,手机网络游戏用户规模从2013年的2.2亿增加到2018年的4.6亿人。

    2013-2018.12手机网络视频及游戏用户规模

数据来源:公开资料整理

    得益于流量资费的下降以及网络传输速率的提升以及智能手机的发展,4G时代的到来,给人们的生活带来了翻天覆地的变化,消费者开始使用手机不只是打电话,越来越多的使用微信等即时通信功能,开始越来越多的使用网上外卖、网络购物、网上支付等功能实现了足不出户就能生活。手机即时通信用户规模从13年4.3亿增加到19年8.2亿人,手机网上外卖用户规模从15年1亿增加到19年亿4.2人,手机网络购物用户规模从13年1.4亿增加到19年6.2亿人,手机网上支付用户规模从13年1.3亿增加到19年6.2亿人。

    4G以及智能手机的发展加速了移动互联网的普及,数据信息的产生和传输效率大幅提升,快速将每个个体数字化。

    一、5G需求

    在性能方面,5G技术的用户体验速率将达到4G的十倍,单位面积能接入终端数也是以前的十倍,数据传输的时延大大减少。5G的应用有三个场景:增强移动宽带(eMBB)、海量机器通讯(mMTC)、高可靠低时延通讯(uRLLC)。其中eMBB主要是传输速率的提升;mMTC和uRLLC则是针对行业推出的全新场景,推动5G由移动物联网时代向万物互联时代转变。

    5G功能的提升

名称
定义
4G性能
5G性能
体验速率(bps)
真实网络环境下用户可获得的
最低传输速率
10-100M
100M-1G
连接数密度
(个/Km
2)
单位面积上支持的在线设备总
10万
100万
时延(ms)
数据包从源节点开始传输到被
目标节点正确接收的时间
30-100
1
移动性(Km/h)
满足一定性能要求时,收发双
方时间的最大相对移动速度
350
500
流量密度(Mbps/m
2)
单位面积区域内的总流量
0.1M
10M
峰值速率(bps)
用户可获得的最高传输速率
1G
10-20G
频谱效率(bps/HZ)
净比特率,峰值传输速率下所
占信道的宽度
1x
3x-5x

数据来源:公开资料整理

    原本对网络的速率、稳定性、时延等有更高要求的行业将随着5G的发展迎来新的机遇。无人驾驶要求毫秒级的时延和接近100%的可靠性,5G网络将时延从4G网络的30毫秒降低到1毫秒,满足了无人驾驶的要求,随着5G的应用,地图提供商提供的地图精度也会大大增加;同时,智能医疗和工业自动化也受益于时延的降低。

    二、应用

    1、车联网及无人驾驶

    高精度地图和全场景高精度定位是实现L4级别高度自动驾驶路径规划的前提条件。高精度地图可以为车辆环境感知提供辅助,提供超视距路况信息,并帮助车辆进行规划决策,在5G提供的高传输速度环境下,地图提供商可实现地图的时时更新,提供更精准的路况信息。高精度定位将自动驾驶汽车的环境感知结果与高精度地图进行对比,得到车辆在高精度地图中的精确位置和姿态,为了满足车辆的高精度定位,往往需要多种定位方式,同时伴随的大量的数据传输和低延时的要求,当前的车联网无法满足。

    高精度地图和全场景高精度定位是实现L4级别高度自动驾驶路径规划的前提条件。高精度地图可以为车辆环境感知提供辅助,提供超视距路况信息,并帮助车辆进行规划决策,在5G提供的高传输速度环境下,地图提供商可实现地图的时时更新,提供更精准的路况信息。高精度定位将自动驾驶汽车的环境感知结果与高精度地图进行对比,得到车辆在高精度地图中的精确位置和姿态,为了满足车辆的高精度定位,往往需要多种定位方式,同时伴随的大量的数据传输和低延时的要求,当前的车联网无法满足。

    2018年1月至2019年6月国内车联网领域投资规模已超过950亿元,总规模有小幅上升的趋势,案例数为149个,数量有所减少,总体维持在每月8个案例左右。车联网领域投资呈现单笔平均交易规模上升的趋势,大额交易成为热点,车联网相关企业估值上涨明显。

    2018/1-2019/6国内车联网领域投融资趋势

数据来源:公开资料整理

    2、智慧医疗

    通过将5G技术引入医疗行业,将有效满足如远程医疗过程中低时延、高清画质和高可靠高稳定等要求,推动远程医疗应用快速普及,急救,实现对患者(特别是边远地区患者)进行远距离诊断、治疗和咨询。在5G时代,大规模医疗物联网生态系统,将覆盖数百万甚至可能是数十亿低功耗、低比特率的联网医疗和健康监测设备、临床可穿戴设备和远程传感器。届时,医生们可以依靠这套系统对病人的医疗数据实现定时收集,通过多种数据的累积分析,医生还可以借此来提高诊断的准确性。

    全球范围内首次开展多中心的远程实时骨科机器人手术在2019年6月成功实现,手术过程中,5G网络高速率、大连接、低时延的典型特征在远程手术领域得以充分展现。近年来,医疗机器人技术有着突飞猛进的发展,如今在5G网络的支持下,可以实现快速传输高清4K画面,实时稳定传输手术机器人远程控制信号,使远程机器人手术得以实际应用。不同于过去远程视频会诊指导手术和远程手术规划,通过5G通信技术,从“遥规划”成为“遥操作”,真正实现了远程操控骨科手术机器人实时手术。在可预见的未来,5G+远程机器人手术的推广应用将有效缓解我国医疗资源区域分配不均的问题,让更多的患者享受高水平、高质量的医疗服务。

    2018年1月至2019年6月,远程医疗总融资数量48个,融资规模达46.68亿元,远程医疗领域整体上投融资状况平稳。之前该细分领域所受关注度较低,但在2018年1月、2018年10月和2019年6月融资数量和融资额度激增,主要原因是该三个月份均发生数笔亿元级别的融资。从2019年开始,平均单笔融资额逐步上升,2019年6月,腾讯投资、碧桂园、红杉资本中国,向企鹅医生注资2.5亿美元。

    2018/1-2019/6国内远程医疗领域投融资情况

数据来源:公开资料整理

    1、 工业控制

    工业自动化控制,是制造工厂中最基础的应用,核心是闭环控制系统。在该系统的控制周期内每个传感器进行连续测量,测量数据传输给控制器以设定执行器。典型的闭环控制过程,周期低至ms级别,所以系统通信的时延需要达到ms级别甚至更低才能保证控制系统实现精确控制,同时对可靠性也有极高的要求。5G可提供极低时延长、高可靠,海量连接的网络,使得闭环控制应用通过无线网络连接成为可能。

    在智能制造生产场景中,需要机器人有自组织和协同的能力来满足柔性生产,这就带来了机器人对云化的需求。5G网络是云化机器人理想的通信网络,是使能云化机器人的关键。5G切片网络能够为云化机器人应用提供端到端定制化的网络支撑。和传统的机器人相比,云化机器人需要通过网络连接到云端的控制中心,基于超高计算通过云技术机器人将大量运算功能和数据存储功能移到云端,这将大大降低机器人本身的硬件成本和功耗。并且为了满足柔性制造的需求,机器人需要满足可自由移动的要求。因此在机器人云化的过程中,需要无线通信5G网络具备极低时延和高可靠的特征。5G网络可以达到低至1ms的端到端通信时延,并且支持99.999%的连接可靠性,强大的网络能力能够极大满足云化机器人对时延和可靠性的挑战。

    2、 智能安防

    从整个安防产业的角度来看,安防主要包括智能监控系统、防盗报警系统、智能门禁、红外周界报警系统、电子围栏、智能门锁等,这其中,视频监控在整个安防市场占据了半壁江山,占比达49%。此外,由于视频监控系统涉及到整个监控过程中的数据采集、传输、存储以及最终的控制以及显示,是整个安防系统的基础支撑,很多子系统都需要通过与其相结合才能发挥出自身的功能。5G首先保障的是通讯传输的问题,而在整个智能安防环节中,以视频监控为主的监控系统环节涵盖了整个安防产业当中最为主要的数据传输环节,同时也是整个安防领域中市场份额最大也最为核心的一个环节,所以伴随着5G技术不断的深入融合到整个安防产业当中,最先受到影响并被变革的一个领域必然是视频监控。

    2018年1月至2019年6月,在智能安防领域总融资数量为87个,融资规模达436.33亿元,之前国内智能安防市场投资不温不火的原因在于市场接受度较低,阻碍推动的五大因素为消费者对于安防技术存在困惑感、是否具有消费必要性以及实际效果差,市场接受度的改变核心还是在于技术产品和服务的提升,由于5G网络的到来,智能安防领域可能迎来新一轮爆发,受制于低宽带、低可靠、高时延网络能力的传输系统会大幅得到改善。

    2018/1-2019/6国内智能安防领域投融资趋势

数据来源:公开资料整理

    三、5G触发新需求

    1、云游戏

    运行的游戏将不在本地终端(手机/电脑/VR一体机等)运行,而是直接在云端运行、渲染,然后将视频流进行压缩通过高速网络传输到终端上运行,直接把游戏客户端放在云上,未来将向“流媒体平台”形式发展,无需下载,只需一个简易的浏览器即可畅玩各种大型游戏。受制于网络传输速率较慢,延迟过高,竞技类游戏用户体验极差。云游戏需要同时传输视频流和音频流,产生的流量巨大,但游戏又对延迟有严格的要求,尤其是竞技类游戏,因此各类云游戏产品的网速要求普遍较高。

    海外云游戏服务产品网速要求

产品名称
最低网速要求
GeForceNow
10Mbps
PSNow
5Mbps(推荐12Mbps)
ProjectStream
10Mbps
Liquidsky
5Mbps(推荐20Mbps)
Shadow
15Mbps
Parsec
10Mbps

数据来源:公开资料整理

    5G在宽带和时延方面成倍优于4G,5G的宽带是4G的100倍:2013年开始使用的4G网络理论宽带为100Mbps,在中国的实测速率为10-30Mbps之间;而5G理论网络传输速度可达到10Gbps。此外,5G设备的数据传输延迟在1ms以下,而4G设备的数据传输延迟为50ms。

    游戏产业内巨头在云游戏领域探索多年。除了早年游戏基础设施厂商的布局,如索尼的PlayStationNow、英伟达的GeForceNow,2018年以来,多家非游戏的互联网巨头也布局云游戏,包括国外微软的xCloud、亚马逊的Gameon、谷歌的Stadia;国内有腾讯的START、华为的华为云、阿里基于YunOS的电视云游戏平台,共性都是在云计算领域业务实力突出。5G解决了网速和时延问题,叠加通用技术的成熟,云游戏的参与者将会越来越多。

    2、VR/AR

    VR/AR是仿真技术的重要方向,是仿真技术与计算机图形学人机接口技术、多媒体技术、传感技术、网络技术等多种技术的集合。VR技术可以生成实时动态的三维立体逼真图像,模拟真实环境;同时理想的VR具有一切人所具有的感知,例如听觉、触觉、力觉、运动等。AR则是一种实时地计算摄影机影像的位置及角度并加上相应图像、视频、3D模型的技术,这种技术的目标是在屏幕上把虚拟世界套在现实世界并进行互动。VR和AR都需要三维交互设备来实现。受制于网络传输速率,现有的VR/AR延迟严重、渲染力不足分辨率低、不稳定性和噪音会使用户产生晕眩感,用户体验比较差。

    5G在带宽和时延方面的具有巨大优势,可以解决渲染能力不足、互动体验不强和终端移动性差等痛点问题。高质量VR/AR业务对带宽、时延要求非常高,例如对于VR来说,要达到非常好的用户体验,需要的带宽要达到1000Mbps以上,延时要达到小于2ms的级别,而对于AR来说要达到不错的用户体验也需要200Mbps带宽以上和5ms以下的延时,这在4G时代是没有办法实现的,唯有5G能满足这样的高速传输能力。5G下延迟可缩短到几乎不可察觉的最小值,能够消除图像漂移问题,提供逼真的实境体验。

    VR/AR用户体验级别对应带宽及延时要求

 -
用户体验级别
带宽要求
延时要求
VR
一般
40Mbps
<40ms
较好
100Mbps
<20ms
极好
1000Mbps
<2ms
AR
一般
20Mbps
<100ms
较好
40Mbps
<50ms
极好
200Mbps
<5ms

数据来源:公开资料整理

    2012年谷歌就发布AR眼镜GoogleGlass,Facebook在2014年20亿美元收购了VR设备领头羊Oculus,微软在2016年发布了第一代混合现实设备Hololens,今年2月25日更是推出Hololens2代头显。今年3月苹果公司CEO库克也明确提出未来苹果发展的核心将是AR。除此之外,众多科技巨头三星、HTC等都相继加入了VR/AR产业。国内厂商华为在5G和VR结合方面走在了产业前列,在今年1月25日重磅发布了5GCloudVR服务,包括CloudVR开发套件、华为云CloudVR连接服务以及CloudVR开发者社区,将VR运行能力由终端向云端进行转移,以此来推动VR/AR应用在智能手机端的普及。借助5G在网速和时延方面的巨大优势,叠加云技术的成熟,VR/AR行业发展爆发在即。

    相关报告:智研咨询发布的《2019-2025年中国5G行业市场供需预测及发展前景预测报告》 

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