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一、概述
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5G,即第五代移動通信技術(shù),一方面大幅提升個人用戶高帶寬移動互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)體驗(yàn),創(chuàng)造出新的生活娛樂應(yīng)用場景;另一方面契合大帶寬、大連接、低時延等 5G 網(wǎng)絡(luò)能力,與其他基礎(chǔ)共性能力,如:人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)和邊緣計(jì)算等構(gòu)成新一代信息基礎(chǔ)設(shè)施,成為推動傳統(tǒng)行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級與數(shù)字經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的重要基石。
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從國際視角來看,目前 5G 在技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、網(wǎng)絡(luò)部署等方面均取得了階段性進(jìn)展,新的應(yīng)用場景與市場化探索也逐漸顯現(xiàn)。《5G 典型應(yīng)用案例集錦》是中國移動研究院研究團(tuán)隊(duì),基于當(dāng)前國內(nèi)外 5G 實(shí)際應(yīng)用情況及未來發(fā)展趨勢,綜合研究形成的一份 5G 應(yīng)用分析報告。
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本報告涵蓋個人應(yīng)用與垂直行業(yè)應(yīng)用。個人應(yīng)用主要涉及文體娛樂行業(yè),垂直行業(yè)包括政務(wù)與公用事業(yè)、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療、交通運(yùn)輸、金融、旅游、教育、電力九大行業(yè)。
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我們選取目前國內(nèi)外已實(shí)施的典型應(yīng)用案例,在此基礎(chǔ)上提煉超高清視頻、視頻監(jiān)控、VR/AR、無人機(jī)和機(jī)器人五個行業(yè)共性能力,總結(jié)出遠(yuǎn)程設(shè)備操控、目標(biāo)與環(huán)境識別、超高清與 XR(包含 VR/AR 等)播放、信息采集與服務(wù)四類5G 共性業(yè)務(wù)。5G 網(wǎng)絡(luò)能力、基礎(chǔ)共性能力、行業(yè)共性能力是構(gòu)建 5G 共性業(yè)務(wù)的技術(shù)使能,5G 在個人與垂直行業(yè)應(yīng)用則是 5G 共性業(yè)務(wù)的具體表現(xiàn)。5G 網(wǎng)絡(luò)能力、基礎(chǔ)共性能力、行業(yè)共性能力三者的結(jié)合,稱為 5G 能力,其與 5G 共性業(yè)務(wù)及具體應(yīng)用的關(guān)系如圖 1 所示。
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二、5G 網(wǎng)絡(luò)能力
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5G 具有三大網(wǎng)絡(luò)能力:增強(qiáng)型移動寬帶(eMBB,簡稱大帶寬)、海量機(jī)器類通信( mMTC,簡稱大連接)及低時延高可靠通信(uRLLC,簡稱低時延)。當(dāng)前,5G 應(yīng)用首先從大帶寬場景開始,逐漸向大連接和低時延類滲透。十大行業(yè)對 5G 網(wǎng)絡(luò)能力的依賴程度如圖 2 所示。
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大帶寬:主要滿足用戶對高數(shù)據(jù)速率的業(yè)務(wù)需求,支持如超高清視頻、VR/AR 等新業(yè)態(tài),廣泛應(yīng)用于文體娛樂、教育、旅游等行業(yè);還用于安防監(jiān)控、環(huán)境監(jiān)測、產(chǎn)品檢驗(yàn)等方面。
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大連接:是 5G 三大能力中面向物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的能力,對網(wǎng)絡(luò)感知實(shí)時性要求低,但對終端密集程度要求高。廣泛應(yīng)用于公用事業(yè)、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通運(yùn)輸和電力等行業(yè)。
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低時延:是 5G 區(qū)別于 2G/3G/4G 的差異化能力,廣泛應(yīng)用于醫(yī)療、交通、電力等對時延與可靠性要求較高的行業(yè)應(yīng)用,如遠(yuǎn)程設(shè)備操控和安全監(jiān)控等。
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三、基礎(chǔ)共性能力
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基礎(chǔ)共性能力包括人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)和邊緣計(jì)算五種能力?;A(chǔ)共性能力和 5G 網(wǎng)絡(luò)能力相互融合,為 5G 應(yīng)用開發(fā)與運(yùn)營提供信息基礎(chǔ)設(shè)施。
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物聯(lián)網(wǎng):是將各種信息傳感設(shè)備互聯(lián)起來形成的網(wǎng)絡(luò),其中傳感器采集信息,物聯(lián)網(wǎng)專網(wǎng)傳輸信息,物聯(lián)網(wǎng)平臺處理信息、管理連接和傳感器,終端呈現(xiàn)信息與應(yīng)用。
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云計(jì)算:提供海量數(shù)據(jù)存儲與計(jì)算、多方數(shù)據(jù)匯聚共享能力。云計(jì)算為物聯(lián)網(wǎng)平臺和大數(shù)據(jù)提供基礎(chǔ)的存儲和計(jì)算能力,為人工智能算法提供強(qiáng)大的人工智能計(jì)算能力。
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人工智能:是對人類智能的啟發(fā)式模擬,機(jī)器學(xué)習(xí)是人工智能的核心和主要實(shí)現(xiàn)方式。人工智能包括人工智能算力和人工智能算法。
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大數(shù)據(jù):是需要專門軟件處理的海量規(guī)模的數(shù)據(jù),對環(huán)境、設(shè)備、交易、行為等進(jìn)行洞察,對工作流程進(jìn)行優(yōu)化。大數(shù)據(jù)技術(shù)的意義不在于龐大的數(shù)據(jù)信息,而在于對這些含有意義的數(shù)據(jù)進(jìn)行專業(yè)化處理。
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邊緣計(jì)算:將遠(yuǎn)離用戶的云端存儲和計(jì)算能力向用戶邊緣遷移,為 5G 應(yīng)用提供比云計(jì)算更低時延的能力。邊緣計(jì)算與云計(jì)算協(xié)同工作,邊緣計(jì)算存儲處理實(shí)時數(shù)據(jù),云計(jì)算存儲處理共享的海量數(shù)據(jù)。邊緣計(jì)算為時間敏感的 5G應(yīng)用提供支撐。
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四、行業(yè)共性能力
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行業(yè)共性能力包括超高清視頻、視頻監(jiān)控、VR/AR、無人機(jī)、機(jī)器人等。行業(yè)共性能力猶如 5G 應(yīng)用中的神經(jīng)末梢,擔(dān)負(fù)著信息收集、展現(xiàn)與執(zhí)行的重要作用,是 5G 垂直行業(yè)應(yīng)用中的關(guān)鍵組成部分,例如:基于視頻監(jiān)控的智慧城市、工業(yè)園區(qū)安防管理;基于無人機(jī)的電力線路、林區(qū)農(nóng)場遠(yuǎn)程巡檢;基于AR 技術(shù)的工業(yè)產(chǎn)品、目標(biāo)人員檢驗(yàn)識別等。5G 網(wǎng)絡(luò)能力與基礎(chǔ)共性能力的融合,會使行業(yè)共性能力得到充分發(fā)揮,推進(jìn)行業(yè)共性能力產(chǎn)品研發(fā)與產(chǎn)業(yè)升級。
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超高清視頻:超高清視頻的典型特征就是高速率與大數(shù)據(jù)量,按照產(chǎn)業(yè)主流標(biāo)準(zhǔn),4K、8K 視頻傳輸速率一般在 50Mbps 與 200Mbps 以上,4G 網(wǎng)絡(luò)己無法完全滿足。5G 網(wǎng)絡(luò)的大帶寬能力成為解決該場景需求的有效手段。當(dāng)前 4K、8K 超高清視頻與 5G 技術(shù)結(jié)合的場景不斷出現(xiàn),廣泛應(yīng)用于文體娛樂等行業(yè),成為市場前景廣闊的基礎(chǔ)應(yīng)用。
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視頻監(jiān)控:通過攝像頭和傳輸網(wǎng)絡(luò),將采集的視頻信息傳送到視頻監(jiān)控云平臺或邊緣計(jì)算平臺(提升響應(yīng)時間),與人工智能融合,可用于目標(biāo)與環(huán)境識別。視頻監(jiān)控與 5G 的大帶寬、低時延能力相結(jié)合,有效提升視頻監(jiān)控與目標(biāo)環(huán)境識別的傳輸和反饋處理速度。
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VR/AR:是近眼現(xiàn)實(shí)、感知交互、渲染處理、網(wǎng)絡(luò)傳輸和內(nèi)容制作等信息技術(shù)相互融合的產(chǎn)物,高質(zhì)量 VR/AR 業(yè)務(wù)對帶寬、時延要求不斷提升,速率從 25Mbps 逐步提高到 1Gbps,時延從 30ms 降低到 5ms 以下。伴隨海量數(shù)據(jù)和計(jì)算密集型任務(wù)轉(zhuǎn)移到云端,未來“Cloud VR/AR”將成為 VR/AR 與 5G融合創(chuàng)新的典型范例。5G 大帶寬、低時延能力,可有效解決 VR/AR 傳輸帶寬不足、互動體驗(yàn)不強(qiáng)和終端移動性差等痛點(diǎn),推動媒體行業(yè)轉(zhuǎn)型升級。
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無人機(jī):5G 網(wǎng)絡(luò)賦予無人機(jī)超高清視頻傳輸(50-150Mbps)、低時延控制(10-20ms)、遠(yuǎn)程聯(lián)網(wǎng)協(xié)作和自主飛行等重要能力,可以實(shí)現(xiàn)對無人機(jī)設(shè)備的監(jiān)視管理、航線規(guī)范、效率提升。5G 無人機(jī)將使無人機(jī)群協(xié)同作業(yè)和 7x24小時不間斷工作成為可能,在農(nóng)業(yè)、安防、環(huán)保、電力等行業(yè)有巨大發(fā)展空間。
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機(jī)器人:當(dāng)前,機(jī)器人產(chǎn)業(yè)方興未艾,各種形態(tài)的機(jī)器人已開始在不同行業(yè)應(yīng)用。5G 大帶寬、低時延的網(wǎng)絡(luò)能力,將使機(jī)器人性能得到巨大提升,信息回傳速度、反應(yīng)及時度、行動可靠性與控制精準(zhǔn)性都有較大提升,還可將大部分計(jì)算放到云端打造云化機(jī)器人,數(shù)據(jù)安全性也將得到有效保障。未來,5G機(jī)器人會在工業(yè)、醫(yī)療、安防等行業(yè)發(fā)揮更大作用。
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