第42问:5G技术带来哪些创新应用机会?

5G是继 4G 之后的第五代全球无线技术标准,其目的是增加数据传输速度、降低通信延迟,并支持更多类型的用户终端设备。5G技术涵盖的三大核心场景包括:增强型移动宽带(Enhanced Mobile Broadband,eMBB),主要用于高速服务;超可靠低延迟通信(Ultra-Reliable Low-Latency Communications,uRLLC),适用于关键通信;大规模机器类通信(Massive Machine Type Communication,mMTC),一般支撑连接传感器和监控设备。

和4G相比,5G的下载峰值速率快20倍,可达到20G/bps的性能,并能支持更多联网设备的工作环境,具有1毫秒的超低延迟。5G不仅提高网络性能和速度,还推动了增强现实、虚拟现实、自动驾驶汽车等新兴智能科技领域的发展和普及。

5G技术的出现能够极大的降低通讯成本、提高通讯效率,并与现有技术相融合,形成新的产业发展机会。总体看,5G技术带动的相关产业可以分为三大类型:一是以5G技术为核心的通信基础设施及上下游产业;二是终端设备类,包括终端设备的设计、生产制造及配套的业务场景解决方案;三是5G与信息服务与信息技术产业相融合形成的垂直领域创新应用,基于5G的低延时、高可靠特征,赋能相关行业产业升级。

1. 通信基础设施应用

工业互联网:工业互联网指的是利用现代化的互联网信息技术,对传统工业进行全面的升级和变革。在此过程中,数据成为了生产要素的核心,通过人、机、物的全面互联,人们对数据进行采集、传输、存储、分析并形成智能化的反馈,形成更加精细化、智能化的解决方案,实现资源要素的进一步优化配置,提高生产效率和生产质量。

工业互联网是“智能制造”概念主题的重要应用场景,通过平台化的建设,打通行业间的信息孤岛,从而与具体的生产制造过程相融合。5G能够通过毫秒级时延实现远程工业控制和生产信息的实时反馈,实现极低延迟的通讯效果;此外,5G能够通过增强带宽支持工业级的数据分析和物联网信息的感知传输;同时,5G也为大规模设备和终端连接、大范围传感信息覆盖,提供基础性的综合通信保障。

通过5G技术,工业互联网将实现更多数字化应用场景的落地,比如在智慧工厂的规划和建设中,基于5G将传统工厂的机械化和自动化设施升级为更加智能化的“终端互联”大系统、大平台,通过传感器和物联网实时地跟踪各个生产环节的数据并及时、动态地给予前端设施精准的控制反馈,此外,5G还可融入到“数字孪生”等技术实现数字化设计、数字化测试等辅助的工业决策支持活动。

车联网:车联网是实现汽车智能化发展的技术手段,通过通讯技术、传感技术等实现终端设备与车辆的连接效果,通过大数据、云计算、人工智能与机器学习等技术,提升车辆的信息处理能力。

在车联网技术体系当中,5G扮演着关键性的角色:在技术功能层面,5G为车辆信息的传输提供了高速、稳定的通讯基础,能够帮助实现实时地图更新、流媒体服务、软件及固件的OTA(Over-the-Air)功能;其次,5G超低延迟的特性,能够帮助车辆在自动驾驶、V2V(车对车)和V2I(车对基础设施)等交互场景中稳定运行;第三,车联网的传感技术(如LiDAR、雷达、摄像头等)和定位系统(如GNSS、RTK等)的高速运行也离不开5G技术。在创新应用层面,5G能够帮助车联网完成更多细分应用场景创新落地,比如,基于车辆的移动广告、高清流媒体、增强现实导航等功能孵化更多相关商业模式。

2. 智能终端类应用

VR、AR:以VR、AR为代表的终端设备,不仅是数字经济创新发展阶段的重要创新型设备产品,还将成为人工智能、元宇宙等新应用场景的底层关键支撑桥梁,代表着现实世界与虚拟世界连接与贯通的“接口”。在VR、AR所呈现的虚拟世界中,人们将以全新的内容搭建起更多元化的虚拟经济场景,然而,VR、AR技术的发展瓶颈之一就是通讯速度和通讯质量方面的问题,这也是5G将会发挥重要作用的应用方向。

5G能够从技术和商业两个层面帮助VR、AR更好地普及应用。技术方面, 5G网络提供的高带宽和低延时确保了AR和VR应用能够流畅运行,使得复杂的3D图像和虚拟形象能够快速加载和渲染,降低人眼观看的眩晕感。商业方面,VR、AR目前面临的问题主要体现在内容丰富度及实用性不足,从而导致VR、AR产品的受众群体覆盖度以及相关产品的品牌认可度不足。随着5G技术在AR、VR产业的融合加深和应用普及,将不断降低虚拟内容的制作成本、同时提升内容质量与用户体验,促进VR、AR产业获得更广阔的商业发展空间。比如,在医疗领域,现在已有VR进行心理疾病的治疗与干预、支撑医护人员的高模拟培训,并辅助眼疾患者的治疗康复等。

3. 垂直领域类创新应用

超高清视频:超高清视频分为4k超高清和8倍超高清,后者的分辨率可达7680×4320像素,是普通高清的16倍,同时还具备高质量的亮度色彩、帧率、色深、声道、采样率等优秀特性,能够极大满足用户感官体验。超高清视频对移动网络速度有较高要求,一般来说需要15-18Mbps的传输比特率。

5G技术高速率、大容量、低时延的特点,是超高清视频应用落地的核心技术保障,也是该领域商业化发展的前提条件。首先,5G技术的成熟化应用能够大规模降低超高清视频的生产成本,提升内容、产品和服务的稳定性;其次,以5G为技术底座的超高清视频服务,具有高可控性、强反馈性特征,促进内容生产端与内容需求端的业务能力协同,促进产生更多有价值的技术创新形态与产业机会。

在2021年美国橄榄球赛季总决赛“超级碗”,采用了5G毫米波上行链路进行内容传输,这是首个使用该技术的重要体育赛事。高通在本次比赛中,部署了79个5G毫米波小站,让现场十万观众享受到了3Gbps的峰值下载速度,达到了4G LTE的20倍效果。据统计,该赛事期间累计提供了4.5TB的数据流量,形成了良好的品牌效应和客户反馈。未来,以5G为基础的超高清视频服务,将与文化娱乐、影视、体育、教育、医疗、交通、家居、市政及城市管理等更多细分领域结合,产生更广阔的应用场景和商业价值。

无人机。传统的无人机信息传输主要依赖于微波点对点接力和卫星通信,微波传输需要大量站点,产生了较大的设备成本投入和资源浪费;卫星通信则要求无人机有很高的载重能力和使用专用天线,这也限制了无人机的广泛应用。5G技术利用自身超高带宽、毫秒级时延和超高密度连接的优势,使无人机具备了稳定传输、远程控制、状态监控和精准定位等核心能力,不仅可有效提升无人机的信息处理、信息传输与传递效率,同时也为无人机未来产业实践开拓了新的发展方向。

目前,无人机在物流运送、文娱直播、基础设施巡检、农林植保、地理测绘等领域均拥有广泛的应用案例。未来,结合5G网络的大带宽、低时延能力,无人机的形态将朝着基于远程实时控制的AI自主飞行技术方向发展。通过将感知信息上传至云端,AI算法能判断障碍物并实现多机协同避让,相比本地化处理信息进行分析判断的方式,该方法更节约设备成本和功耗,所能处理的信息维度也更加全面,同时有利于算法能力的统一升级。