《5G十大细分应用场景研究报告》.docx

1、5G十大细分应用场景研究报告5G 十大细分应用场景研究报告一、前言5G 是第五代移动通信技术的简称，作为 4G 通信技术的 延伸，将在全社会数字化转型进程中担负着不可替代的重要使命。5G 时代，“人”与“人、” “人”与“物”和“物”与“物”之间原有的互联互通界线将被打破，所有的“人”和“物”都将存在于一个有 机的数字生态系统里，数据或者信息将通过最优化的方式进 行传递。从全球视角来看，目前 5G 无论是在技术、标准、 产业生态还是网络部署等方面都取得了阶段性的成果，5G 落地的最后一环应用场景正逐渐成为业界关注的焦点。（一）5G 性能指标和关键技术相较于 4G，在传输速率方面，5G 峰值速率

2、为 10-20Gbps， 提升了 10-20 倍，用户体验速率将达到 0.1Gbps-1Gbps，提升 了 10-100 倍；流量密度方面，5G 目标值为 10Tbs/km2，提升 了 100 倍；网络能效方面，5G 提升了 100 倍；可连接数密度 方面，5G 每平方公里可联网设备的数量高达 100 万个，提升 了 10 倍；频谱效率方面，5G 相对于 4G 提升了 3-5 倍；端到 端时延方面，5G 将达到 1ms 级，提升了 10 倍；移动性方面， 5G 支持时速高达 500km/h 的通信环境，提升了 1.43 倍。具 体指标对比如表 1-1 所示。表1-1 5G与4G关键性能指标对比

3、为了达到性能指标的要求，5G 将综合运用大规模多天线 技术（Massive MIMO）、新型多址、新型信息编码、毫米波 通信、超密集组网、D2D 等关键技术。除此之外，5G 还将 引入全新的构架解决方案允许在通用物理信息基础设 施上创建一组逻辑上独立的网络，称之为“网络切片”。网络切 片可以根据垂直行业的业务需求量身定制，使 5G 能够真正 成为全社会共用的新一代信息基础设施。（二）本报告研究的 5G 十大应用场景ITU 定义 了 5G 三 大应用场景 ：增强 型移动 宽带 （eMBB）、海量机器类通信（mMTC）及低时延高可靠通信（uRLLC），如图 1 所示。eMBB 场景主要提升以“人”

4、为中心 的娱乐、社交等个人消费业务的通信体验，适用于高速率、 大带宽的移动宽带业务。mMTC 和 uRLLC 则主要面向物物 连接的应用场景，其中 eMTC 主要满足海量物联的通信需求， 面向以传感和数据采集为目标的应用场景；uRLLC 则基于 其低时延和高可靠的特点，主要面向垂直行业的特殊应用需 求。本报告立足 ITU 定义的三大应用场景，并结合当前 5G 应用的实际情况和未来发展趋势，主要研究 VR/AR、超高清视频、车联网、联网无人机、远程医疗、智慧电力、智能工厂、智能安防、个人 AI 助理以及智慧园区等十大应用场景。图1-1 ITU定义的5G三大应用场景图1-2 5G十大融合应用场景二

5、、5G 产业影响力及商业模式分析（一）5G 产业链全景图图2-1 5G产业链全景图（二）5G 对相关产业的影响1、核心产业5G 所具有的高速率、广覆盖、低时延特性，为经济社会 各行各业数字化智能化转型提供了技术前提和基础平台。依 托技术领先、产业先发和市场庞大等优势，5G 的快速发展将 带动移动通信产业取得突破性进展。由于 5G 高速率大带宽 的要求，需要优先进行骨干网升级，将明显驱动光模块、光 纤光缆等通信设备产业优先发展，预计 2021 年光模块产业规 模将达到 140 亿元，光纤光缆产业规模将达到 500 亿元。由 于 5G 频段提升，5G 基站数量会大幅增加，预计宏基站 2021 年将

6、建成 50 万个，微基站将突破 150 万个，这将进一步带动 射频等通信设备产业爆发式增长，预计产业规模将达到 860亿元。综合分析预计 5G 核心产业规模将在 2025 年达到 1 万亿元。2、相关产业5G 和大数据、人工智能等新一代 IT 技术结合，催生多 种新应用、新产品和新商业模式，推动 VR/AR、超高清视频、 车联网、联网无人机等产业升级，极大地满足了消费领域的 多样化、高层次需求。预计在 5G 带动相关垂直行业市场规 模将在 2025 年达到 3 万亿元。虚拟现实/增强现实：融合 5G 的 VR/AR 产业将进一步充分渗透互动娱乐、智能制造、医疗健康、教育商业等相关产 业，推动其

7、产生全新模式的变革。预计到 2025 年，全球 VR/AR 应用市场规模将达到 3000 亿元，其中我国市场将占超过 35%。超高清视频：随着网络速率的提升、应用终端的逐步完善，移动互联网和产业互联网也将向超高清视频能力快速演 进。预计 2025 年，在 5G 的带动下超高清视频应用市场规模 将达到约 1.75 万亿元。车联网：随着 5G 技术与汽车工业的结合，汽车生产商如比亚迪、长安汽车、广汽集团、上汽集团等积极布局智能 网联汽车的生产。而运营商、设备商（如中国联通、百度、 中兴等）则通过与自动驾驶垂直领域合作伙伴（如清华、大 唐、福特、一汽等）的联合创新来构建协同化汽车驾驶生态 系统。预计

8、到 2025 年，我国 5G 联网汽车将达到 1000 万辆，市场规模将达到约 5000 亿元。联网无人机：成熟的 5G 技术将增强无人机制造、各类 传感器、无人机运营企业的产品和服务，同时拓展 5G 电信 运营商、云服务商的业务范围。预计到 2025 年，小型无人机软件、硬件、应用和服务等市场规模将达到约 2000 亿元。（三）商业模式1、基于流量的商业模式5G 早期最先成熟的是增强移动宽带（eMBB）应用场景， 该场景主要面向个人消费者（2C），该场景下流量经营仍然 是运营商的主要商业模式。5G 时代，运营商需要加快用户分 级的智能管道升级，实现差异化的流量收费模式。2、基于连接的商业模式

9、 对于大连接场景，连接是基本收入来源。该场景下，可以单独提供连接，也可能包括一些终端设备和模组，运营商 可以按照物联网设备采用卡用户收益（月 / 年）等方式收费。3、基于网络切片的商业模式5G 时代，运营商能够根据不同垂直行业和特定区域定制 化网络切片以支撑相应的业务开展。对于垂直行业用户。可 以直接向运营商购买网络切片，一般采用按年计费的方式4、基于完整解决方案的的商业模式 对于某些垂直行业，如制造业，当前制造业企业面临数字化、网络化和智能化转型的挑战。运营商可以依托 5G 服务提供商的优势，为工业企业提供包括工厂内外连接、设备 终端数字化改造、平台层一整套解决方案，按年度收取服务 费。相较

10、于前几种模式，该商业模式的附加值更高，但运营 商在垂直行业的专业对手更多，竞争也更加激烈。三、细分应用场景（一）VR/AR 1、应用场景概述VR/AR是近眼现实、感知交互、渲染处理、网络传输和 内容制作等新一代信息技术相互融合的产物，新形势下高质 量VR/AR业务对带宽、时延要求逐渐提升，速率从25Mbps 逐步提高到3.5Gbps，时延从30ms降低到5ms以下。伴随大量 数据和计算密集型任务转移到云端，未来“Cloud VR+”将成为 VR/AR与5G融合创新的典型范例。凭借5G超宽带高速传输 能力，可以解决VR/AR渲染能力不足、互动体验不强和终端 移动性差等痛点问题，推动媒体行业转型升

11、级，在文化宣传、 社交娱乐、教育科普等大众和行业领域培育5G的第一波“杀 手级”应用。表3-1 VR/AR业务指标要求场景实时速率时延VR业务典型体验40Mbps40ms挑战体验100Mbps20ms极致体验1000Mbps2msAR业务典型体验20Mbps100ms挑战体验40Mbps50ms极致体验200Mbps10Gbps/单小区5G高清视频回传50-120 Mbps/单用户40ms5G图3-4 5G+超高清视频直播场景示意图2、5G 融合应用时间表图3-5 5G+超高清融合应用时间表3、应用案例图3-6 5G+超高清视频融合应用案例北京冬奥会赛事 8K 制播：2022 年北京- 张家口

12、冬奥会 中，将充分利用 5G 开展重大活动、重要体育赛事直播，北 京明确了“5G+8K”超高清视频发展方向。产业界将以此为契机，加快推动 8K 超高清的转播/直播落地，助推我国 8K 超高清视频产业发展。央视春晚 5G+4K/5G+VR 超高清直播：2019 年央视春晚 主会场与深圳分会场进行了 5G 4K 超高清视频直播，画面流 畅、清晰、稳定，标志着中国电信央视春晚 5G 4K 超高清直 播工作圆满完成。云栖大会 5G+8K 远程医疗模拟：在 2018 年云栖大会上，中国联通、 阿里云、 京东方等企业创造性地完成了首个 5G+8K 视频技术在远程医疗上的应用展示，标志着 8K 超高 清直播

13、技术实现商用成为可能。（三）车联网1、应用场景概述车联网是智慧交通中最具代表性的应用之一，通过5G等 通信技术实现“人车路云”一体化协同，使其成为低时 延、高可靠场景中最为典型的应用之一。融入5G元素的车联 网体系将更加灵活，实现车内、车际、车载互联网之间的信 息互通，推动与低时延、高可靠密切相关的远控驾驶、编队 行驶、自动驾驶具体场景的应用。远控驾驶，车辆由远程控 制中心的司机进行控制，5G用于解决其往返时延（RTT）需 要小于10毫秒的要求。编队行驶，主要应用于卡车或货车， 提高运输安全和效率，5G用于解决3辆以上的编队网络高可 靠低时延要求。自动驾驶，大部分应用场景如紧急刹车，V2P、V

14、2I、V2V、V2N 等多路通信同时进行，数据采集及处理量大，需要5G网络满足其大带宽（10Gbps的峰值速率）、低时 延（1毫秒）和超高连接数（1000亿连接）、高可靠性（99.999%） 和高精度定位等能力。表3-3 车联网应用指标要求车联网应用车路协同空口时延要求可靠性传输速率定位能力网络安全类应用3-5ms可靠性99.9999%0.1mLTE-V2X/5G地图下载1000ms25Mbps-1Gbps4G/5G图3-7 5G+车联网场景示意图2、5G 融合应用时间表图3-8 5G+车联网融合应用时间表3、应用案例图3-9 5G+车联网应用案例北京房山国内首个 5G 自动驾驶示范区：房山区

15、政府与 中国移动在北京高端制造业基地打造国内第一个 5G 自动驾 驶示范区，建成中国第一条 5G 自动驾驶车辆开放测试道路， 可提供 5G 智能化汽车试验场环境。R&S、华为 5G V2X 测试：华为和罗德与施瓦茨（R&S）合作，在德国慕尼黑开展 5G V2X 通信，用于移动汽车现场 测试中的协同驾驶应用，对 5G 应用于远程自动驾驶控制奠 定良好基础。厦门全国首个商用级 5G 智能网联驾驶平台：厦门市交通运输局、公交集团与大唐移动通信设备有限公司签署协议， 在厦门 BRT 上建设全国首个商用级 5G 智能网联驾驶平台， 推动厦门 BRT 最终实现无人驾驶。（四）联网无人机1、应用场景概述5G

16、 网络将 赋予 网联无人机超高 清图 视频传输 （50-150Mbps）、低时延控制（10-20ms）、远程联网协作和 自主飞行（100kbps，500ms）等重要能力，可以实现对联网 无人机设备的监视管理、航线规范、效率提升。5G 网联无人 机将使无人机群协同作业和 7x24 小时不间断工作成为可能， 在农药喷洒、森林防火、大气取样、地理测绘、环境监测、 电力巡检、交通巡查、物流运输、演艺直播、消费娱乐等各 种行业及个人服务领域获得巨大发展空间。图3-10 5G+联网无人机融合应用场景示意图2、5G 融合应用时间表图3-11 5G+联网无人机融合应用时间表3、应用案例图3-12 5G+联网无

17、人机融合应用案例上海 5G 无人机高清现场直播：搭载 5G 通信技术模组的 无人机在上海虹口北外滩，成功实现了一场基于 5G 网络传 输叠加无人机全景 4K 高清视频的现场直播。5G 无人机电力巡检：南方电网广东东莞供电局变电运行专业在全国率先实现“5G 无人机+程序化操作”，由东莞联通 提供 5G 网络信号支持，进行电力线设备巡检，变电站设备 上的信号灯、字迹在电脑屏幕上均清晰可见。杭未来研创园 5G 无人机物流：杭州余杭未来研创园已实现无人机利用 5G 网络将摄像头识别的画面传输到后台监 控平台规划路径，并依靠 5G 实时视觉识别来确认投放点， 完成物流配送。（五）远程医疗1、应用场景概述

18、通过 5G 和物联网技术可承载医疗设备和移动用户的全 连接网络，对无线监护、移动护理和患者实时位置等数据进 行采集与监测，并在医院内业务服务器上进行分析处理，提 升医护效率。借助 5G、人工智能、云计算技术，医生可以通 过基于视频与图像的医疗诊断系统，为患者提供远程实时会 诊、应急救援指导等服务，例如基于 AI 和触觉反馈的远程 超声理论上需要 30Mbps 的数据速率和 10ms 的最大延时。患 者可通过便携式 5G 医疗终端与云端医疗服务器与远程医疗 专家进行沟通，随时随地享受医疗服务。图3-13 5G+医疗融合应用场景示意图2、5G 融合应用时间表图3-14 5G+医疗融合应用时间表3、

19、应用案例图3-15 5G+医疗融合应用案例全国首例 5G 远程心脏手术：中国移动、华为协助海南 总医院通过操控接入 5G 网络的远程机械臂成功完成了位于 北京的患者的远程人体手术全国首例 5G 网络下实施的 远程手术。5G 智慧医疗联合创新中心：上海市第一医院正在打造5G 智慧医疗联合创新中心，将涵盖远程查房、区域医学影像中心远程会诊、远程手术教学、远程操作机械臂诊疗等服务。中日友好医院 5G 室内数字化系统：北京移动携手华为 完成了中日友好医院 5G 室内数字化系统部署，为移动查房、 移动护理、移动检测、移动会诊等应用提供了 5G 网络环境。（六）智慧电力1、应用场景概述5G 技术将在智慧电

20、力的多个环节得到应用。在发电领域 特别是在可再生能源发电领域需实现高效的分布式电源接 入调控，5G 可满足其实时数据采集和传输、远程调度与协调 控制、多系统高速互联等功能。在输变电领域，具有低时延 和大带宽特性的定制化的 5G 电力切片可以满足智能电网高 可靠性、高安全性的要求，提供输变电环境实时监测与故障 定位等智能服务。在配电领域，以 5G 网络为基础可以支持 实现智能分布式配电自动化，实现故障处理过程的全自动进 行。在电力通信基础设施建设建设领域，通信网将不再局限 于有线方式，尤其在山地、水域等复杂地貌特征中，5G 网 络部署相比有线方式成本更低，部署更快。图 3-16 5G+智慧电力融

21、合应用场景示意图2、5G 融合应用时间表图3-17 5G+智慧电力融合应用时间表3、应用案例图3-18 5G+智慧电力融合应用案例河南高压变电站 5G 测试站：在国网河南省电力公司与河南移动的密切配合下，国内首个 500 千伏级以上高压/特高 压变电站 5G 测试站在郑州官渡变电站建成投入使用，通过 5G 网络成功实现了变电站与省电力公司的远程高清视频交 互。广东 5G 智慧电网试点：在广州举行的中国移动全球合作伙伴大会开幕日，广东移动与南方电网、中国信息通信研 究院、华为共同启动了面向商用的 5G 智慧电网试点。目前， 已开展的智慧电网探索包括分布式配网差动保护、应急通信、 配网计量、在线监

22、测等方面。 江苏5G电力切片测试：中国电信江苏公司、国网南京供电公 司与华为公司在南京成功完成了全球首个基于5G SA网络的 电力切片测试。测试证实切片具备安全隔离性，能够实现电 网对于负荷单元毫秒级精准管理的业务需求。（七）智能工厂1、应用场景概述在工业互联网领域，5G 独立网络切片支持企业实现多用 户和多业务的隔离和保护，大连接的特性满足工厂内信息采 集以及大规模机器间通信的需求，5G 工厂外通信可以实现远 程问题定位以及跨工厂、跨地域远程遥控和设备维护。在智 能制造过程中，高频和多天线技术支持工厂内的精准定位和 高宽带通信，毫秒级低时延技术将实现工业机器人之间和工业机器人与机器设备前所未

23、有的互动和协调，提供精确高效的工业控制。在柔性制造模式中，5G 可满足工业机器人的灵 活移动性和差异化业务处理的高要求，提供涵盖供应链、生 产车间和产品全生命周期制造服务。智能工厂建设过程中， 5G 可以替代有线工业以太网，节约建设成本。图 3-19 5G+智能工厂融合应用场景示意图2、5G 融合应用时间表图3-20 5G+智能工厂融合应用时间表3、应用案例图3-21 5G+智能工厂融合应用案例5G 三维扫描建模检测系统：浙江移动通过与杭汽轮集 团合作，建立了 5G 三维扫描建模检测系统。该系统使得检 测时间从 2-3 天降低到 3-5 分钟，在实现产品全量检测的基 础上还建立了质量信息数据库

24、，便于后期质量问题分析追溯。5G 航天云网接入试验：贵阳市 5G 实验网综合应用示范项目已完成 5G 创新实验室对航天云网的平台接入，通过 5G 网络将海量工业设备信息以超低时延实时上传到云端，实现 对整个生产制造过程及设备状态情况进行实时监测。大众 5G 微缩汽车流水线：德国大众公司展示了一条基于 5G 技术的微缩汽车组装流水线。与现有的随机监测相比，这种生产方式的准确性和可靠性大幅提升。（八）智能安防1、应用场景概述视频监控是智能安防最重要的一个组成部分，5G 超过 10Gbit/s 的高速传输速率和毫秒级低时延将有效提升现有监 控视频的传输速度和反馈处理速递，将使智能安防实现远程 实时控

25、制和提前预警，做出更有效的安全防范措施。安防监 控范围将进一步扩大，获取到更多维的监控数据。在公交车、 警车、救护车、火车等移动的交通工具上的实时监控将成为 可能。森林防火、易燃易爆品等监管人员无法接近的危险环 境开展监测的成本将大幅下降。在家庭安防领域，5G 将使单 位流量的资费费率进一步下降，将推动智能安防设备将走入 普通家庭。图 3-22 5G+智能安防融合应用场景示意图2、5G 融合应用时间表图3-23 5G+智能安防融合应用时间表3、应用案例图3-24 5G+智能安防融合应用案例南昌智能视频云监控：江西电信、华为公司、云眼大视 界携手在南昌新建区丽水佳园完成了江西省内首个 5G 网络

26、 环境下的智能视频云监控实验点。借助 5G 网络，智慧云眼 通过人脸、车牌识别、分析功能，可实现小区进出人员、车 辆的识别。新松 5G 智能巡检机器人：沈阳新松与辽宁移动共同建立的 5G 创新技术联合创新中心开展了基于 5G 环境下智能巡 检机器人设备的测试和验证，调试完成后将被应用在华晨宝马、新松、沈阳机床等工业企业厂区巡检、园区巡逻等领域。广州 5G 公交实时监控：广州新穗巴士有限公司在广州 国际投资年会上展示了 5G 公交实时监控。展出的样车，实 现了全车六路 720P 高清制式视频实时监控，具备了人脸图 像采集、实时比对分析、实时自动报警提示的功能。（九）个人 AI 设备1、应用场景概

27、述5G 时代将有更多的可穿戴设备加入虚拟 AI 助理功能， 个人 AI 设备可借助 5G 大带宽、高速率和低延时的优势，充 分利用云端人工智能和大数据的力量，实现更快速精准的检 索信息、预定机票、购买商品、预约医生等基础功能。另外， 对于视障人士等特殊人群，通过佩戴连接 5G 的 AI 设备能够 大幅提升生活质量。除了消费者领域外，个人 AI 设备将应 用在企业业务中，制造业工人通过个人 AI 设备能够实时收 到来自云端最新的语音和流媒体指令，能够有效提高工作效 率和改善工作体验。图3-25 5G+个人AI设备融合应用场景示意图2、5G 融合应用时间表图3-26 5G+个人AI设备融合应用时间

28、表3、应用案例图3-27 5G+个人AI设备融合应用案例导盲头盔：华为 META 通过云端智能控制终端 DATA 实 现头盔与云端平台之间的连接，可为视力障碍人群提供人脸 识别，物体识别，路径规划，避障等服务。虚拟键盘：NEC 公司推出利用新型增强现实(AR)技术的ARmKeypad,允许用户借助头戴式眼镜设备和手上佩戴的智能手表来使用虚拟键盘。智能手表：Apple、华为等主流智能手表厂商纷纷瞄准 5G，积极集成各类 5G 应用如 AR、AI 监护等到新智能手表 产品中。（十）智慧园区1、应用园区概述智慧园区是指运用信息和通信技术感测、分析、整合城市运行核心系统的各项关键信息，对民生、环保、公共安全、 城市服务、工商业活动在内的各种需求做出智能响应。在 5G 时代，利用 5G 高速率、低时延、大连接的特性，将智能工 厂、智慧出行、智慧医疗、智慧家居、智慧金融等多种应用 场景融于园区中，为园区中的人创造更美好的工作和生活环 境，为园区产城融合提供新的路径。图3-28 5G+智慧园区融合应用场景示意图2、5G 融合应用时间表图3-29 5G+智慧园区融合应用