肖劍

新基建的號角吹響，作為新基建之首的5G，也按下了加速鍵。僅3月份三大運營商就發(fā)布了近50萬個5G基站主設(shè)備集采。因疫情而延滯的大規(guī)模5G基站建設(shè)拉開了序幕。新基建作為傳統(tǒng)基建的“后浪”，正在推動后疫情時代的經(jīng)濟發(fā)展。以5G、云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等為代表的“新基建”，正在成為社會經(jīng)濟的重要載體。而5G在新基建中處于最根本的通信基礎(chǔ)設(shè)施。它與4G最大的區(qū)別在于已經(jīng)突破了面向個人的移動互聯(lián)網(wǎng)范疇，廣泛進入到產(chǎn)業(yè)和行業(yè)領(lǐng)域中。但只有完成5G的商業(yè)閉環(huán)，才算是迎來5G真正的春天。

5G三大技術(shù)特性決定了行業(yè)應(yīng)用方向 ? ??

5G是第五代無線通信技術(shù)，其相對于4G而言，最核心的技術(shù)指標(biāo)聚焦在高速率、低時延和大連接三個主要應(yīng)用場景方向上。

在實際應(yīng)用中，高速率、低時延和大連接這三個方向的落地其實各不相同。

（1）高速率（eMBB）：超強無線速率

雖然5G在實驗環(huán)境下（網(wǎng)絡(luò)空載單點測試）無線下載速率可達2000-4000Mbps（綜合中國/日本/英國/印度/意大利測試結(jié)果），但實際上在現(xiàn)網(wǎng)應(yīng)用中并沒有這么快。韓國及美國是全球最早商用5G的國家（其中韓國截至2019年底已經(jīng)超過400萬用戶），在真實現(xiàn)網(wǎng)中測試，5G下載速率大約在300-600Mbps，約為4G下載速率的2-4倍。

5G類似4G，均有速率疊加技術(shù)（載波聚合）不斷進行速率升級，因此5G的下載速率還可以更快，這完全取決于業(yè)務(wù)場景需求和運營商成本投入。

（2）低時延（uRLLC）：低延遲連接響應(yīng)

5G超高可靠超低時延（時延低于1毫秒）通信，主要面向車聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)控制等對時延和可靠性具有高要求的垂直行業(yè)。5G標(biāo)準的制定，西門子、博世等企業(yè)均參與其中，提出了從運動控制、控制設(shè)備互聯(lián)、可移動生產(chǎn)設(shè)備、AR等5G技術(shù)在工廠生產(chǎn)區(qū)內(nèi)部的諸多未來應(yīng)用場景以及相應(yīng)的需求。但該場景的落地仍然需要較長時間。目前工廠的生產(chǎn)線對無線網(wǎng)絡(luò)在帶寬、時延、可靠程度的需求的指標(biāo)總體較低，西門子、博世主要布局在未來的“智慧工廠”所需要的靈活性、移動性和多用途適用性以及“制造自動化”控制系統(tǒng)的高可靠性。

（3）大連接（mMTC）：海量萬物互聯(lián)

5G mMTC主要是針對未來物聯(lián)網(wǎng)海量低功耗、低帶寬、低成本和時延要求不高的場景所設(shè)計，但從目前5G的標(biāo)準進展來看，mMTC是爭議最大的一個領(lǐng)域。也是目前仍未完成標(biāo)準的領(lǐng)域。5G革命性不僅僅在于它涵蓋更多應(yīng)用場景和更復(fù)雜的技術(shù)，還在于其有更強的包容性，目前來看，R16版本預(yù)計將現(xiàn)有的NB-IoT/eMTC標(biāo)準納入5G物聯(lián)網(wǎng)中。

在實際商用中，目前部署的NB-IoT/eMTC單基站設(shè)計容量可接入數(shù)萬終端，但國內(nèi)NB-IoT平均每個基站僅接入了數(shù)百個終端，利用率過低。而5G mMTC設(shè)計每平方公里可實現(xiàn)100萬終端的大容量接入，目前來看技術(shù)超前市場發(fā)展，因此mMTC的廣泛應(yīng)用及規(guī)模應(yīng)用預(yù)計將更加漫長。2020年5月工信部發(fā)文《關(guān)于深入推動移動物聯(lián)網(wǎng)全面發(fā)展的通知》，也印證了這一點，通知要求到2020年底，NB-IoT網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)縣級以上城市主城區(qū)普遍覆蓋。未來物聯(lián)網(wǎng)的連接和承載仍將以NB-IoT為主，5G則滿足高速率/低時延場景需求。

5G應(yīng)用四大趨勢：視覺銳化、極致體驗、云端一體、現(xiàn)場增強 ? ? ? ? ? ? ??

由于新基建成為后疫情時代國家刺激經(jīng)濟發(fā)展的催化劑，5G建設(shè)的加速被賦予了更多的行業(yè)應(yīng)用期望，各行各業(yè)也在深入探討5G的相關(guān)應(yīng)用結(jié)合，媒體也不斷有各類應(yīng)用試點和宣傳的報道。但需要清醒的認識5G在未來行業(yè)應(yīng)用的真實情況（需要注意5G的建設(shè)、發(fā)展及對業(yè)務(wù)的影響和變化是一個長期過程）。

5G應(yīng)用場景與5G主要技術(shù)特性強關(guān)聯(lián)，從ITU組織發(fā)布的應(yīng)用場景來看，主要有：

·圍繞更高速率（eMBB）的高速下載、超高清視頻、云辦公以及云游戲、VR/AR等場景;

·圍繞超高可靠低時延（uRLLC）的工業(yè)自動化、自動駕駛、移動醫(yī)療等場景;

·圍繞海量機器通信（mMTC）的物聯(lián)網(wǎng)、智慧城市、智能交通、智能家居等場景;

結(jié)合5G技術(shù)特點與應(yīng)用實踐，5G未來呈現(xiàn)出四大應(yīng)用趨勢，也即將逐步落地。

四大應(yīng)用趨勢代表方向性應(yīng)用場景

（1）視覺銳化：5G+超高清4K/8K視頻

4K超高清視頻是5G時代最為明確的應(yīng)用方向之一，有望最先迎來爆發(fā)，根據(jù)賽迪預(yù)測，2022年我國超高清視頻市場規(guī)模將超過2.5萬億元，加上各行業(yè)的應(yīng)用，總體有望形成約4萬億元的市場規(guī)模。除5G+4K/8K、5G+VR等產(chǎn)業(yè)上的關(guān)注熱點，超高清視頻也在智慧醫(yī)療、教育等多種應(yīng)用場景中發(fā)揮重要作用。5G推動視覺分辨率的提升和銳化，受益的包括與視頻業(yè)務(wù)強相關(guān)的產(chǎn)業(yè)鏈各個環(huán)節(jié)，包括視頻、媒體、娛樂、游戲以及4K終端、芯片、視頻云、CDN等。

典型的應(yīng)用案例，包括疫情期間雷神山、火神山的工地施工5G+4K現(xiàn)場直播，以及中華龍舟大賽福州站5G現(xiàn)場直播、深圳深業(yè)上城小劇場5G高清直播。

（2）體驗極致：5G+VR/AR+云游戲

5G的注入，一能為VR/AR內(nèi)容的采集傳輸提供更靈活的大容量通道;二能保持終端、云端的始終連接，降低VR視覺延遲;三能將算力需求轉(zhuǎn)向云端，省去VR/AR頭盔的計算模塊負擔(dān)，達成輕量化要求。此外云游戲預(yù)計也將逐步普及，利用算力的協(xié)同提升游戲體驗。

典型的應(yīng)用案例，包括2020年央視春晚的5G+8K+VR直播;2019年全國農(nóng)民豐收節(jié)5G+VR直播;韓國SKT推出的“Jump VR”動物園以及各類AR云游戲等;

但需要注意的是，VR/AR技術(shù)目前仍在發(fā)展中，游戲及娛樂是其最重要的領(lǐng)域，未來也值得期待，但行業(yè)發(fā)展仍需要不斷突破和創(chuàng)新。目前國內(nèi)的大部分VR/AR結(jié)合5G的應(yīng)用基本都停留在宣傳示范層面，并沒有常態(tài)化和規(guī)?；?。

（3）云端一體：5G推動終端與云端始終連接

5G的建設(shè)推動個人終端的視頻高清化，以及娛樂/游戲等應(yīng)用更加豐富，由此帶來個人終端的計算和存儲需求大增，僅僅依靠邊緣計算難以滿足用戶體驗，5G的規(guī)模建設(shè)將推動終端算力轉(zhuǎn)向云端，在計算角度，云端一體/端云協(xié)同將成為常態(tài)。

隨著5G網(wǎng)絡(luò)覆蓋率越來越完善，包括手機/PAD以及可穿戴設(shè)備等個人終端與云端的連接將成為一體，利用云端超強算力與終端邊緣計算相互結(jié)合，滿足大數(shù)據(jù)量的計算和存儲需求。未來云計算面向的不僅僅是B端企業(yè)用戶，更有可能擴大為廣大的C端個人用戶，云與端之間的融合將更加緊密。

（4）現(xiàn)場增強：5G+AIoT+AR加強現(xiàn)場作業(yè)效率

5G的建設(shè)推廣在未來可能改變大部分行業(yè)，在各個行業(yè)應(yīng)用現(xiàn)場，5G與產(chǎn)業(yè)科技的結(jié)合將加強現(xiàn)場作業(yè)效率。例如城市/社區(qū)的智慧化，包括物聯(lián)網(wǎng)化的智能識別、智慧管理等應(yīng)用;以及工廠流水線及精密制造的AR巡檢、AI檢測;智慧醫(yī)院的AI輔助診療;未來汽車的信息娛樂完全在線化等。5G將全面促進現(xiàn)場作業(yè)效率的提升。

此外，由于5G的大連接和高速率特性，現(xiàn)場作業(yè)的同時，數(shù)據(jù)可實時傳送到后端平臺，不但可對數(shù)據(jù)進行挖掘提升業(yè)務(wù)價值，更可與第三方數(shù)據(jù)進行打通，利用數(shù)據(jù)交互將傳統(tǒng)現(xiàn)場作業(yè)的價值最大化。

5G的重要行業(yè)應(yīng)用：成熟度、商業(yè)閉環(huán)各不相同 ? ?

關(guān)于5G的行業(yè)應(yīng)用，參考不同組織、機構(gòu)對5G行業(yè)應(yīng)用場景的劃分，結(jié)合阿里對行業(yè)數(shù)字化的理解和實踐，我們從行業(yè)角度梳理出不同行業(yè)/領(lǐng)域的5G業(yè)務(wù)成熟度和5G應(yīng)用相關(guān)性。并由此展開 5G主要的行業(yè)應(yīng)用場景。

（1）工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域：智慧工廠

從長遠來看，“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”將形成新一代信息通信技術(shù)與先進制造業(yè)深度融合的新興業(yè)態(tài)與應(yīng)用模式。雖然當(dāng)前工業(yè)通信連接中無線連接占比僅10%左右，但在未來幾年會進入高速發(fā)展期。預(yù)計到2026年，工業(yè)通信連接中無線連接占比將達58%，其中5G將發(fā)揮重要作用。比如基于5G的遠程監(jiān)控、AR裝配輔助、運維和巡檢輔助等。

需要注意的是， 5G在工業(yè)側(cè)的無線連接屬于重要補充，WIFI、藍牙、Zigbee等窄帶短距離無線技術(shù)也廣泛用于工廠內(nèi)部。此外工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展目前仍處于初期，行業(yè)內(nèi)預(yù)計2025-2030年才會進入全面互聯(lián)以及自主智能階段。因此5G在工業(yè)內(nèi)的規(guī)模應(yīng)用仍需要較長時間。

（2）電力行業(yè)：智能電網(wǎng)

電力行業(yè)是智能化率要求相對較高的行業(yè)。根據(jù)行業(yè)內(nèi)統(tǒng)計，停電90%緣于最后5公里，電力行業(yè)的配網(wǎng)自動化程度相對比較低，國家能源局要求“十三五”末期配網(wǎng)自動化率達到90%。利用5G的低時延和大連接能力，可以實現(xiàn)在更廣的區(qū)域結(jié)合光纖進行配電側(cè)及用電側(cè)的節(jié)點設(shè)備控制。實現(xiàn)全網(wǎng)自動化。

此外在電力網(wǎng)的骨干線路巡檢上，無人機/無人車/機器人+5G的結(jié)合，將大幅提升邊遠山區(qū)和林區(qū)的巡檢效率，降低人力成本。同時隨著智能電表的廣泛普及，電表側(cè)的數(shù)據(jù)回傳與控制，也可與5G結(jié)合，以便進一步實現(xiàn)功耗降低和精準控制。

5G與電網(wǎng)的結(jié)合，預(yù)計在未來將會有較大空間，一方面是市場需求空間較大，另外一方面是以國家電網(wǎng)為代表的巨型國企資本雄厚，本身也有意參與5G這個資金和專業(yè)門檻極高的領(lǐng)域分一杯羹。

（3）汽車行業(yè)：車聯(lián)網(wǎng)

5G的超低時延帶來的車路協(xié)同以及車車協(xié)同場景成為可能，未來的自動駕駛將不再限制在單車智能領(lǐng)域，將延伸到車車、車路之間的智能協(xié)同。

5G典型的應(yīng)用場景，主要包括車載信息娛樂通過融合語音交互、AR、視覺識別等技術(shù)衍生出AR導(dǎo)航、疲勞駕駛提醒以及實時路況導(dǎo)航的應(yīng)用，汽車無論任何位置均處于在線模式;而基于5G車輛之間的自動碰撞預(yù)警以及車車、車路之間的協(xié)同目前仍處于探索期。

需要注意的是，基于5G的車聯(lián)網(wǎng)信息娛樂類應(yīng)用將最先成熟。全路況車路協(xié)同自動駕駛還有很長的路要走，目前5G能做的主要還是提供實驗場景。

（4）社區(qū)管理：智慧社區(qū)

疫情突發(fā)背景下的防控，使得社區(qū)管理成為各地政府重要的課題，社區(qū)管理與5G的結(jié)合主要體現(xiàn)在數(shù)字社區(qū)范疇，以5G無線網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)為手段，以社區(qū)服務(wù)平臺、智能小區(qū)服務(wù)平臺為依托，構(gòu)建智慧社區(qū)整體生態(tài)，其典型應(yīng)用場景包括路燈自動控制、故障監(jiān)測告警、社區(qū)智能通行、綠化澆灌監(jiān)控、垃圾溢滿監(jiān)控、智慧消防系統(tǒng)、智慧停車監(jiān)控以及社區(qū)安全等。需要注意的是，智慧社區(qū)與5G強關(guān)聯(lián)仍以物聯(lián)網(wǎng)為主，除了少量高清視頻類應(yīng)用，社區(qū)大量智慧管理輔助手段都是基于物聯(lián)網(wǎng)來實現(xiàn)的。

（5）醫(yī)療行業(yè)：遠程醫(yī)療

目前來看，5G在推動國家分級診療、醫(yī)聯(lián)體的落實，提升基層醫(yī)院的醫(yī)療水平方面可能會發(fā)揮較大作用，例如通過與大醫(yī)院合作，利用專家們長期從醫(yī)積累的知識、經(jīng)驗以及大量高質(zhì)量電子病歷數(shù)據(jù)，建立基于專家系統(tǒng)和機器學(xué)習(xí)的人工智能輔助疾病診斷的模型和應(yīng)用?？梢源蠓岣呋鶎俞t(yī)院普通醫(yī)生的診療水平。

需要注意的是，5G與醫(yī)療的深度結(jié)合仍然需要兩個行業(yè)較長時間的探索與磨合?！爸腔坩t(yī)療”目前已經(jīng)在部分三甲醫(yī)院以及醫(yī)聯(lián)體/醫(yī)共體開始試點?！爸腔坩t(yī)療”目前更多的是基于云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能技術(shù)，結(jié)合病患數(shù)據(jù)精準匹配醫(yī)療資源，提升診療水平。后續(xù)結(jié)合5G網(wǎng)絡(luò)可優(yōu)化患者運營，提升患者院前、院中、院后的全流程體驗。

（6）教育行業(yè)：遠程教育

疫情期間全體學(xué)生“停課不停學(xué)”催化了在線教育普及的加速，5G與教育行業(yè)的應(yīng)用結(jié)合目前來看仍然是基于5G超寬帶、超高可靠性的網(wǎng)絡(luò)特性來展開。5G將促進教育行業(yè)在遠程教學(xué)效果、教學(xué)智能、教學(xué)創(chuàng)新和教學(xué)網(wǎng)絡(luò)覆蓋等方面得到較大提升。需要注意的是，遠程教育本身并不是新鮮事物，無線遠程教育主要是基于特殊場景下的選擇，更多在線教育利用的網(wǎng)絡(luò)是WIFI及固定光纖網(wǎng)絡(luò)，5G流量在不以盈利為目的的學(xué)?？磥磉^于昂貴。運營商在各大學(xué)校力推的5G智慧校園解決方案進展并不順利。教育領(lǐng)域的5G發(fā)展在學(xué)校側(cè)較為緩慢。

（7）傳媒行業(yè)：智能媒體

傳媒行業(yè)可利用5G網(wǎng)絡(luò)的高速率、低時延的特性，通過專業(yè)5G/VR直播攝像機實時采集到的現(xiàn)場視頻，實時上傳到視頻云平臺?？蓪σ曨l內(nèi)容進行標(biāo)簽、編碼，再通過推流服務(wù)器進行推流，讓用戶基于互聯(lián)網(wǎng)體驗到不一樣的視聽感受。

即使是基于傳統(tǒng)電視網(wǎng)絡(luò)媒體播放，5G也對現(xiàn)場新聞采編的直播效率帶來了改善，在新聞以時效性作為重要衡量標(biāo)準的今天，傳統(tǒng)以硬盤本地存儲模式的攝像機很可能快速變化，5G將給專業(yè)媒體攝像機領(lǐng)域帶來巨大改變?？梢灶A(yù)計未來結(jié)合5G切片技術(shù)的新聞現(xiàn)場直播場景將越來越多。

對于視頻作為主要載體的傳統(tǒng)電視臺媒體而言，5G帶來了視頻高清化（4K/8K）更快的普及和現(xiàn)場視頻采集回傳的極大便利。這是行業(yè)需求和技術(shù)發(fā)展的深度結(jié)合點，因此電視臺與5G的行業(yè)應(yīng)用結(jié)合將會比其他行業(yè)更快。

阿里巴巴5G研究及實踐

阿里巴巴達摩院2020年3月正式成立XG實驗室，該實驗室致力于推動下一代網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的研究，現(xiàn)階段主要聚焦5G技術(shù)和應(yīng)用的協(xié)同研發(fā)。

相比5G基礎(chǔ)技術(shù)，5G應(yīng)用層的技術(shù)和生態(tài)發(fā)展相對滯后。達摩院新成立的XG實驗室將依托阿里的豐富應(yīng)用生態(tài)，專注5G基礎(chǔ)設(shè)施技術(shù)和應(yīng)用的協(xié)同創(chuàng)新，為超高清視頻、在線辦公、AR/VR、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、智能物流、自動駕駛等場景研究符合5G時代的視頻編解碼技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議等，并制定相關(guān)標(biāo)準。

云計算是驅(qū)動5G應(yīng)用落地的另一個關(guān)鍵因素。過去十年，阿里在云計算網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)上已進行全面布局并實現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用，涵蓋高性能網(wǎng)絡(luò)、自研交換機、意圖驅(qū)動網(wǎng)絡(luò)、可編程網(wǎng)絡(luò)、流量調(diào)度等，這將為XG實驗室提供充足的技術(shù)儲備。此外，阿里云遍布全球的云數(shù)據(jù)中心、云網(wǎng)絡(luò)和邊緣節(jié)點，將會為海量的5G終端設(shè)備，提供極致的高性能、低延時、高可靠的計算和存儲資源，為5G應(yīng)用落地提供有利條件。

2020年5月15日，阿里巴巴與中國移動合作建設(shè)的5G智慧園區(qū)專網(wǎng)正式啟用。在移動布設(shè)的5G網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上，XG實驗室研發(fā)出一套全新的5G專網(wǎng)安全架構(gòu)體系，大幅提高5G專網(wǎng)的安全性和易用性。這一架構(gòu)設(shè)計也將形成提案報送3GPP，未來可能成為5G R17全球標(biāo)準的一部分。

結(jié)束語 ? ? ?

對國家而言，以5G為代表的“新基建”不僅成為新一輪發(fā)展的“催化劑”，更是軟實力、競爭力核心所在。盡管5G在容量、時延、安全和用戶體驗方面都是上一代無線通信技術(shù)無法比擬的，但行業(yè)規(guī)模落地和商業(yè)閉環(huán)過程相對緩慢，5G背負了太多的使命和期待。

阿里巴巴作為新基建的科技龍頭之一，積極跟蹤和研究5G在各個行業(yè)的應(yīng)用場景和落地節(jié)奏，及時判斷5G對行業(yè)業(yè)務(wù)的影響和變化，并做好技術(shù)及市場儲備。無論如何，包括5G在內(nèi)的技術(shù)進步和發(fā)展，都將給人類開啟全新的時代，阿里巴巴也愿意和各行各業(yè)一起共同探索和實踐5G的相關(guān)結(jié)合應(yīng)用。

責(zé)任編輯：徐培炎

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